Строительные утеплители

Одна из главных задач, которая стоит перед застройщиком – это минимизация теплопотерь ограждающих конструкций, для экономии средств на отопление и кондиционирование внутреннего помещения в ходе его эксплуатации.

Видов утепляющих материалов достаточно много, как натурального происхождения, так и искусственного. Функция утеплителей заключается в создании барьера низкой теплопроводности для того, чтобы изолировать помещение от внешних температурных влияний, – как холода, так и тепла. Жители южных районов зачастую игнорируют утеплители ввиду теплых зим, однако в жаркие дни отсутствие термоизолирующего слоя несет в себе существенные энергозатраты, связанные с повышенным расходом электричества кондиционирующими устройствами. Современные нормы энергосбережения, касающиеся термического сопротивления ограждающих конструкций, существенно повысились, и требуют обязательного применения утеплителей при новом строительстве или капитальном ремонте зданий.

Не утепленная стена отапливаемого помещения служит не только источником его охлаждения в осенне-зимний период, но и является конструкцией с низкими эксплуатационными свойствами. Из-за нахождения стены в зоне низких температур давление водяного пара снаружи и изнутри выравнивается, вследствие чего наступает точка росы. В самой конструкции создаются условия конденсации влаги в количестве ок. 1,5л/м.кв. Это резко повышает теплопроводность ограждающих конструкций, а в результате замерзания этой влаги под действием низких температур, теплопроводность стен повышается в разы, т.к. лед проводит тепло в 2 раза лучше воды. Кроме того, при расширении влаги в порах строительных материалов в результате замерзания, происходит их разрушение и деградация, что в свою очередь ослабляет прочность несущих конструкций и перекрытий со всеми вытекающими из этого последствиями.

Поверхность полуметровой стены внутри, при внешней температуре -10ºС, будет примерно +10ºС. Для обогрева помещения с таким мощным источником холода, потребуется значительное количество энергии, при этом большая часть тепла будет расходоваться на обогрев окружающей среды. Сегодня такая расточительность не только бессмысленна, но и непозволительна. Утепление здания может окупить себя за пару сезонов.

Наружное утепление, т.е. монтаж утеплительного слоя с наружной стороны стены или крыши, является наиболее оптимальным и обоснованным с точки зрения энергосбережения, тепмературно-влажностного режима и морозоустойчивости строительных материалов ограждающих конструкций.

Толщина утеплительного слоя для полуметровой кирпичной или керамзитобетонной стены толщиной в 300 мм должна составлять 50 мм, при монтаже пластмассовыми дюбелями или негорючими клеевыми составами. Поверх утеплителя крепят специальную стекловолоконную сетку, защищенную устойчивым к щелочи составом. Дальнейшая отделка выполняется полимерной тонкослойной штукатуркой негорючего типа. Такая конструкция «утеплительного пирога» отвечает всем требованиям нормативов современного строительства. Она позволяет сдвинуть точку росы в теплоизоляционный слой, ликвидируя, тем самым, все негативные влияния низких температур на стеновые материалы и помещение.

Теперь рассмотрим основные характеристики теплоизоляторов. Одним из главных параметров утеплителя является его теплопроводность, которая определяется способностью материала передавать тепло от одной поверхности к другой. Коэффициент теплопроводности вычисляется из количества тепла передающегося материалом метровой толщины при разности температур на противоположных торцах в один градус. Воздух имеет очень низкий коэффициент теплопроводности, поэтому все утеплители являются пористыми и их теплопроводность во многом зависит от плотности. Также на теплопроводность утеплителя влияет давление газа в порах, коэффициент излучения оболочки поры, их размеры. Основные факторы влияния на теплопроводность – влажность и температура.

Как уже упоминалось, повышение содержания влаги в утеплителе существенно повышает его теплопроводность, т.е. делает его менее эффективным. Поэтому водопоглощение теплоизоляционного материала во многом будет определять его теплопроводность. Наибольшим коэффициентом водопоглощения обладают волокнистые утеплители такие, как минеральные ваты и т.п. Для снижения водопоглощения в их производстве применяется гидрофобизация с помощью специальных добавок, например, кремнийорганических. Морозостойкость является характеристикой не только утеплителей и зависит от устойчивости материала к многократным циклам замораживания и оттаивания.

Прочность утеплителя зависит от величины пор и имеет большое значение при устройстве эксплуатируемых крыш, по которым можно ходить и даже ездить. При создании скатной кровли прочность утеплителя не нормирована.

Виды утеплителей

Самым доступным по цене утеплителем является пенопласт. Кубометр пенопласта стоит на 25% дешевле минеральной ваты, при этом его теплопроводность почти в два раза ниже. 25 мм пенопластового утеплителя заменят 90 мм дерева, 350 мм кирпичной кладки или 130 мм керамзита. К его недостаткам можно отнести специфическое водопоглощение при прямом контакте с влагой, также в пенопласте охотно селятся грызуны.

Пенополистирол, получаемый методом экструзии, обладает небольшим водопоглощением менее 0,5% и низкой теплопроводностью 0,028-0,035 Вт/м • К. Сегодня это очень популярный утеплитель, не содержащий вредных веществ. Кроме этого пенополистирол обладает высокой прочностью (80 кПа на разрыв) и малым весом (35кг/м.куб.). Пенополистирол выдерживает 30 т распределенной нагрузки на квадратный метр. Цена этого материала в конечном итоге является вполне конкурентоспособной ввиду пониженного расхода при утеплении и экономии на гидроизоляции и вентилирующих конструкциях.

Изолон или вспененный полиэтилен – является, пожалуй, самым низкотеплопроводным утеплителем, превосходящим пенопласт в 11 раз, минеральную вату в 15 раз, а керамический кирпич в 150 раз. Также, изолон не гигроскопичен, нерастворим в нефтепродуктах, и абсолютно гигиеничен.

Минераловатные плиты изготавливаются из расплава базальтовых пород и имеют коэффициент теплопроводности – 0,037 Вт/м • К. Преимущества данного вида утеплителя в его паропроницаемости и нерастворимости. Минвата тяжелее других утеплителей и не обладает достаточной жесткостью.

Стекловата – весьма популярный утеплитель, обладает несколько большей теплопроводностью чем предыдущие (до 0,045Вт/м • К). Уникальные звукопоглощающие и огнестойкие качества стекловаты определяют ее использование для утепления промышленных и коммерческих объектов. Ее удобно транспортировать и хранить в спрессованном виде.

Неплохой теплопроводностью обладает пеностекло или, как его еще называют ячеистое стекло (0,038 Вт/м • К). Пеностекло представляет собой смесь углерода и стекла, а исходным сырьем для его производства могут служить стекольные отходы и бой. Пеностекло обладает высокой плотностью (105-165 кг/м.куб.) и прочностью, его несущие способности достигают 100 т/м.кв. Этот вид утеплителя водонепроницаем и абсолютно не горюч. Высокая жесткость пеностекла позволяет использовать его в утеплении эксплуатированных крыш, в том числе, на которых планируется озеленение.

Древесноволокнистые плиты – являются современным видом утеплителя, с хорошими звукоизолирующими свойствами и достаточной прочностью. Изготавливают его из отходов хвойных пород древесины, скрепляющихся между собой собственными смолами. Коэффициент теплопроводности плит из древесного волокна – 0,042 Вт/м • К. Особенностью этого утеплителя в его способности отдавать накопленную влагу назад в помещение при пониженной влажности. Как и древесина, древесноволокнистые плиты не теряют теплоизоляционных свойств при насыщении влагой.