Что такое теплоизоляция?

Теплоизоляция (утеплитель) – это строительный материал, основная задача которого сводится к повышению термического сопротивления конструкций. Препятствуя распространению теплового движения молекул, утеплитель уже на этапе строительных работ позволяет существенно снизить расходы на кирпич, газобетон, раствор и т.д., а в ходе эксплуатации готового объекта – на отопление здания. Для рачительного домовладельца, особенно с учетом постоянного роста цен, важно и первое, и второе. Не случайно все больше внимания уделяется соблюдению нормативов по теплопередаче, которые с 2000 г. практически сравлялись с аналогичными нормативами, принятыми в Канаде и в скандинавских странах.

Каковы общие принципы устройства теплоизоляции?

Чтобы теплозащита здания была действительно эффективной, необходимо соблюдение ряда требований по ее устройству. Только в этом случае удастся создать замкнутый тепловой контур, позволяющий не беспокоиться о том, что Ваш дом «обогревает улицу» или, наоборот, холода сводят на нет все усилия по поддержанию комфортной температуры внутренних помещений.

• Проект устройства теплоизоляции должен предусматривать ее качественное функционирование в течение всего жизненного цикла конструкции. Именно поэтому необходимо удостовериться, что он содержит подробные сведения о способах укладки и защиты изоляционных материалов, а также заполнения стыковочных швов.
• При монтаже утеплитель должен заполнить все предусмотренное под него пространство.
• Теплоизоляцию следует покрывать ветрозащитным слоем, который будет препятствовать проникновению сквозь строительные конструкции воздушных потоков, ухудшающих ее изоляционные свойства. Особое внимание необходимо уделить местам соединения наружных стен с фундаментом, чердачными перекрытиями, коробками дверных и оконных проемов.
• Для предупреждения появления грибков, плесени, следов ржавчины, а также гниения утеплителя необходимо предусмотреть наличие особого пароизоляционного барьера с теплой стороны многослойной ограждающей конструкции. Паропроницаемость этого барьера должна быть выше, чем у наружных слоев, а его швы и соединения надежно загерметизированы. Подобная мера снизит опасность накопления конденсата внутри теплоизоляционного ограждения.
• При этом не менее важно обеспечить свободный выход паров неизбежно образующейся влаги за пределы ограждающей конструкции. Для этого могут использоваться специальные «дышащие» мембраны.

Чем различаются между собой виды теплоизоляции?
Совокупность технических характеристик разных типов утеплителя делает его предпочтительным для применения в тех или иных условиях. На что следует обращать внимание при выборе теплоизоляции?

• Теплопроводность. От этого физического параметра утеплителя, отражающего способность проводить тепло через свою толщу, напрямую зависит термическое сопротивление всей ограждающей конструкции. Коэффициент теплопроводности, обозначаемый в нормативной и справочной литературе как Вт/(м*К), отражает количество тепла, проходящее через образец материала толщиной 1 м и площадью 1 м2 при разнице температур на противоположных поверхностях (снаружи и изнутри 1°С за 1 час). Если наихудшими проводниками теплоты являются газы, то самые высокие показатели демонстрируют металлы, среди которых лидирует серебро. Большинство теплоизоляционных материалов имеет пористое строение, т.к. наличие пустот уменьшает коэффициент теплопроводности. На его величину также влияют плотность материала, его размеры, температура, влажность и т.д. По наблюдениям специалистов, увеличение влажности утеплителя на 5% влечет за собой повышение теплопроводности почти в 2 раза, т.е. существенно ухудшает эффективность теплоизоляции. Именно поэтому при проведении монтажных работ особое внимание уделяется организации ветро-, паро- и гидроизоляции.

• Плотность. Масса единичного объема сухого материала, определенного при заданной нагрузке (кг/м3).

• Водопоглощение. Способность материала при непосредственном контакте с водой впитывать и удерживать ее в порах (пустотах), численно выражаемая в процентах как отношение массы воды, поглощенной образцом при полном насыщении, к массе сухого вещества. Для того чтобы снизить коэффициент водопоглощения теплоизоляционного материала и тем самым предупредить увеличение его теплопроводности и уменьшение прочности, производители вводят в свою продукцию гидрофобизирующие добавки.
• Паропроницаемость. Способность материала пропускать водяные пары через ограждающую конструкцию теплоизоляции под действием разности их парциальных давлений на противоположных поверхностях слоя. Коэффициент, обозначаемый кг/м2•ч•Па, определяется количеством водяных паров в граммах, проходящим в течение 1 часа через слой материала площадью 1 м2 и толщиной 1 м при разности давлений водяного пара на противоположных поверхностях 133,3 Па. Высокие значения паропроницаемости крайне негативно влияют на термическое сопротивление утепляющей конструкции. Чтобы избежать падения термического сопротивления, паропроницаемость слоёв должна увеличиваться в направлении от тёплой стороны ограждения к холодной.
• Прочность на сжатие. Величина нагрузки (КПа), вызывающей изменение толщины изделия на 10%.
• Сжимаемость. Способность материала изменять толщину под действием заданного давления. Величина характеризуется относительной деформацией материала под действием нагрузки 2 КПа.
• Гигроскопичность, или сорбционная влажность. Способность пористого материала поглощать водяной пар из окружающей воздушной среды при определенных условиях в течение заданного времени. Характеристика принципиальна, т.к. с повышением влажности теплоизоляционных материалов увеличивает их теплопроводность.
• Морозостойкость. Способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без существенной потери в прочности и массе. С учетом наших климатических условий показатель ощутимо влияет на долговечность всей теплоизоляционной системы. Парадоксально, что при этом данные по морозостойкости не приводятся в ГОСТ или ТУ.
• Воздухопроницаемость. Свойство ограждающей конструкции пропускать воздух под действием разности давлений на ее наружной и внутренней поверхности. Чем ниже эта характеристика, тем выше теплоизолирующие свойства утеплителя. Так, мягкие изоляционные материалы хорошо пропускают воздух, в силу чего требуют устройства дополнительной ветрозащиты; жесткие же способны не только самостоятельно противостоять движению воздуха, но и применяться как защита от ветра.
• Огнестойкость. Способность материала при пожаре сохранять свои свойства без воспламенения, нарушения структуры, прочности и пр. При выборе теплоизоляции мы рекомендуем уделять особое внимание этой характеристике.

Какие существуют виды теплоизоляции?
Среди представленных на сегодняшний день на строительном рынке теплоизоляционных материалов можно выделить несколько ключевых групп:

• Минеральная вата

Минвата (каменная вата или минераловатный утеплитель) – теплоизоляционный волокнистый материал на синтетическом связующем. Наиболее широкое распространение получил в малоэтажном домостроении. Производится минеральная вата из силикатных расплавов горных пород либо шлаков цветной и черной металлургии, которые обрабатываются особым образом. В зависимости от типа исходного сырья, соответственно, подразделяется на каменную и шлаковую. Предлагаемый компанией «Кровли и фасады» минераловатный утеплитель от ведущих производителей (Rockwool, ТЕХНО и др.) обладает длительным сроком эксплуатации и высокими техническими характеристиками, что достигается за счет использование в качестве сырья горных пород (базальт, известняк, диабаз и т.д.).

Основное отличие минеральной ваты от большинства других теплоизоляционных материалов заключается в сочетании высокой тепло- и звукоизолирующей способности и негорючести. Даже при использовании доменных шлаков для изготовления минваты, позволяющих снизить себестоимость конечного продукта, плавление волокна начинается при температуре 800°C. Относясь к группе негорючих материалов по нормам пожарной безопасности, изделия из минеральной ваты не только не горят, но и препятствуют распространению огня. Данное свойство предопределило широкое применение минваты в качестве противопожарной изоляции и огнезащиты. Среди других преимуществ данного типа утеплителя следует назвать устойчивость к температурным деформациям, низкую сорбционную влажность, химическую и биологическую стойкость, экологичность и легкость в монтаже.

• Стеклянная вата

Стеклянная вата, как и каменная, представляет собой минеральное волокно. Основное отличие заключается в исходном сырье для ее производства. Это могут быть отходы, образующиеся при изготовлении стекла, или те же материалы, что идут на обычное стекло (кварцевый песок, известняк, сульфат натрия и пр.). Получаемые волокна стекловаты толще и длиннее волокон минваты.

В том, что касается основных технических характеристик, стеклянная вата имеет, в сравнении с ватой минеральной, меньшую среднюю плотность, большую прочность и вибростойкость. Она дает минимальную усадку в процессе эксплуатации и не разрушается даже при длительном воздействии вибрации. А вот по параметрам огнестойкости стекловата уступает каменной вате – плавление начинается уже при 450°С. Что касается коэффициента теплопроводности данного типа утеплителя, то он находится в пределах 0,030-0,052 Вт/м*К.

Хотя изделия из стекловаты применяются наравне с минераловатными в качестве утеплителя в загородном домостроении, все же основной областью их применения является изоляция промышленного оборудования, работающего в условиях вибрации, а также транспортных средств.

• Газонаполненные пластмассы

Газонаполненные, ячеистые или пенопластмассы – это сверхлегкие пластические высокопористые материалы, получаемые из синтетических полимеров. По своей структуре они напоминают застывшую пену.

В качестве теплоизоляции в строительных конструкциях чаще всего применяются имеющие замкнутую ячеистую структуру полистиролы, поливинилхлориды и пенополиуретаны, между собой отличающиеся по типу используемых при изготовлении смол и полимеров. Несмотря на то, что лучшие физико-механические свойства демонстрируют материалы именно с закрытыми ячейками, существуют пластмассы (поропласты), в которых поры сообщаются между собой и с окружающей средой.

Классификация газонаполненных пластмасс может отличаться не только по структуре материала, но и по прочности и модулю упругости (жесткие, полужесткие и эластичные), по виду применяемого сырья (к уже ранее упомянутым следует добавить, например, фенольные и карбамидные), по реакции на тепловое воздействие (термопластичные и термореактивные). В любом случае данная группа теплоизоляционных материалов отличается низкой средней плотностью, повышенной удельной прочностью, высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, а также электроизолирующей способностью, что делает их общепризнанно эффективным строительным материалом.

• Вспученные пробковые и минеральные материалы

К категории вспученных теплоизоляционных материалов следует отнести вспученные вермикулит, перлит и шунгизит, ячеистое стекло, газобетон и газосиликат. Из данного перечня в качестве наиболее соответствующих требованиям современного строительства мы можем уверенно порекомендовать последнюю тройку. В виде блоков стекло, газобетон и газосиликат применяются для утепления стен и кровель зданий, в которых согласно проекту не предусмотрены чердаки или мансарды. Строительством домов применение вспученной изоляции не ограничивается – она зарекомендовала себя лучшим образом в авиа- и автомобилестроении.

Легкая, прочная на сжатие и изгиб, не поддающаяся усадке и гниению, не требующая особых навыков и специального оборудования при монтаже пробковая теплоизоляция представляет собой плиты, рулоны или листы, изготавливаемые на основе коры пробкового дуба и др. природных материалов. Она химически инертна и долговечна (срок эксплуатации – до 50 лет и более), а ее физические свойства практически не меняются с течением времени. Чаще всего пробка используется в качестве подложки под финишное покрытие пола или как тепло- и звукоизоляция в бетонных перекрытиях.