Теплоизоляция: что нужно знать
Теплоизоляция — элемент конструкции зданий, который помогает уменьшать передачу тепла. Ее применяют для снижения расхода энергии при кондиционировании или отоплении. На рынке представлен широкий ассортимент материалов, предназначенных для изолирования кровли, полов и стен. У каждого вида существуют свои особенности и преимущества.
Типы теплоизоляции
Ориентируясь на вид исходного сырья, теплоизоляцию разделили на три группы:
- органическая;
- смешанная;
- неорганическая.
Прежде чем определиться с выбором, необходимо изучить особенности каждого типа теплоизоляции.
Органическая
Для производства органической теплоизоляции используют растительные и сельскохозяйственные отходы, переработанную неделовую древесину. Например:
- торф;
- эковату, пробковые изделия;
- соломит, камыш;
- арболитовые плиты;
- пенопласт, пористую пластмассу.
У органической теплоизоляции низкая био- и водостойкость. Материал подвержен разложению, поэтому в строительстве используется редко. К недостатку относят низкую огнестойкость. Использовать его разрешается при температуре, не превышающей 90°С. При этом делают конструктивную защиту негорючими материалами, используя трехслойные панели, облицовку стен, оштукатуривание фасадов.
Неорганическая
Характерная особенность неорганических материалов — повышенное водопоглощение и низкие прочностные характеристики. Поэтому в процессе проведения работ теплоизоляция требует специальной методики установки. К неорганическим материалам относят:
- ячеистый бетон, стеклянное волокно;
- минеральную вату;
- пеностекло, вспученный перлит;
- базальтовую вату;
- газобетон.
У материалов волокнистая, пористая структура, в которой содержится большой объем воздуха. Поэтому они обеспечивают отличные звуко- и теплоизоляционные свойства. Основные преимущества — устойчивость к биоразложению и высокой температуре до 900°С, долговечность.
Смешанная
Смешанную теплоизоляцию применяют в качестве монтажной. Производят ее на основе:
- асбеста;
- смеси минерального вяжущего вещества и асбеста.
Исходное сырье обладает консистенцией негустого теста. Смесь наносят на нужное место, затем ждут полного высыхания. Преимущество — высокая термостойкость.
Большое количество пор в структуре материала хорошо впитывает влагу, поэтому в обязательном порядке производят гидроизоляцию. При использовании утеплителя смешанного типа строго соблюдают санитарные нормы, так как асбестовая пыль опасна для людей.
Минеральная вата
Минеральная вата — наиболее распространенный вариант теплоизоляции. Производят ее из минерального сырья: доломита, базальта и других природных ископаемых. Простота изготовления материала обуславливает ее низкую стоимость. К преимуществам относят:
- отличные теплоизолирующие качества;
- морозостойкость, звукоизоляцию;
- плохое впитывание влаги;
- низкую степень горючести, долговечность;
- сохранение заявленных характеристик в течение длительного времени.
Материал не подвержен гниению и «дышит». По плотности бывает трех марок: 75, 125, 100. Для транспортировки сворачивают в рулон, а в качестве упаковки используют синтетическую пленку, пергамин или водонепроницаемую бумагу.
Кроме преимуществ, у материала существует несколько недостатков:
- Во время транспортировки и хранения теплоизоляция уплотняется и комкается. В результате волокна ломаются и становятся мелкодисперсной пылью.
- В строительной конструкции материал требуется защищать от механических воздействий. Поэтому трудозатраты на монтаж увеличиваются.
Перечисленные минусы теплоизоляции нейтрализуют при помощи переработки ее в минераловатное изделие: мат, жесткую плиту, цилиндр.
Пеностекло
Пеностекло — это ячеистый материал, сырьем для создания которого служат сульфат кальция, сода, кварцевый песок или известняк. Также применяют отходы стекла и горных пород с повышенным содержанием щелочей. В качестве газообразователя используют известняк, каменноугольный кокс, мрамор или антрацит.
К преимуществам относят:
- огнестойкость и негорючесть;
- экологическую чистоту;
- химическую устойчивость;
- прочность и долговечность;
- влагонепроницаемость;
- стойкость к ударам и возникновению эрозии;
- быстрое восстановление формы после завершения работ;
- устойчивость к значительным температурным перепадам, поэтому материал используют в регионах с суровым климатом;
- удобство использования (для укладки не требуются опыт и специальные знания).
Материал эффективно применяют в местах, где другие виды теплоизоляции использовать запрещается или неэффективно. Например, в банях, каминах, саунах. Блоки и плиты подходят для внутренней отделки зерно- и овощехранилищ, фундамента, стен снаружи зданий.
Стекловата
Стекловата — это минеральная теплоизоляция с волокнистой структурой. Изготавливают материал из отходов от стекольной продукции. Обладает повышенной прочностью, вибростойкостью и упругостью. Применяют ее повсеместно, благодаря:
- отличной защите от внешнего шума;
- устойчивости к биологическим факторам (материалом не питаются грызуны и другие вредители);
- хорошим теплоизоляционным качествам;
- экологической безопасности и чистоте (стекловата не причиняет вред здоровью людей);
- пожаробезопасности;
- устойчивости к плесени, коррозии и грибкам;
- небольшому весу, который не дает нагрузку на несущие детали конструкции;
- возможности быстрого монтажа;
- низкой стоимости.
Стекловату используют для утепления пола, каркасных перегородок, кровли. Выпускают в форме матов, плит и цилиндров.
В процессе работы необходимо использовать средства защиты: очки, респиратор и перчатки. Связано это с тем, что хрупкие волокна стекловаты легко крошатся и ломаются. При попадании на кожные покровы и слизистые вызывают зуд и жжение.
Свои свойства материал сохраняет максимум 10 лет, затем он «садится» и утрачивает заявленные качества. Кроме того, стекловата обладает гигроскопичностью и быстро поглощает влагу. Чтобы избежать создания влажной среды и гниения, при монтаже используют пароизоляцию перед укладкой и сверху.
Каменная вата
Каменную вату производят из горных пород, которые сначала расплавляют, а затем превращают жидкую массу в волокна. На 99% материал состоит из воздуха. Содержание горной породы в каменной вате — 1%. Применяют повсеместно для утепления стен.
Основные преимущества:
- не горит;
- не подвергается горению;
- длительное время не деформируется;
- материал не впитывает, а отталкивает влагу;
- выдерживает значительные нагрузки;
- препятствует распространению огня, так как плавление наступает только при достижении температуры 1000°С.
К недостаткам относят энергоемкий процесс изготовления. Кроме того, материал требует специальной утилизации.
Каменную вату выпускают в виде рулонов, цилиндров и плит. Они отличаются размером, жесткостью и плотностью. У рулонов незначительная плотность. Листы отлично сжимаются, но хуже защищают конструкцию от действия влаги, поэтому материал с одной стороны фольгируют.
Плиты используют для изоляции стен и потолка. Они обладают достаточно высокой плотностью, которая дает возможность быстро разрезать материал, закреплять его и отделывать, а также устойчивостью к влаге.
При оштукатуривании стены стыки, которые образуются при монтаже, легко скрываются. У некоторых моделей производители делают специальные пазы или гребни, облегчающие процесс укладки. Плиты применяют для утепления вентилируемого фасада, различных типов каркасов и объектов для звукоизоляции.
Перлит
Перлит — это вулканическая порода, увеличивающаяся в несколько раз при нагревании. Материал зарекомендовал себя в качестве насыпного утеплителя, который в стеновых кладках заполняет все пустоты.
Перлит:
- не подвергается процессу гниения;
- устойчив к образованию патогенной флоры и гниению;
- не становится местом жительства муравьев, грызунов и других вредителей;
- обладает огнестойкостью, температура плавления — 1250°С;
- проявляет хорошие звукоизолирующие качества, снижая шум до 20%;
- не поглощает влагу и не проседает;
- утилизируют компостированием, так как он улучшает качество грунта.
Невысокая стоимость перлита сделала его идеальным вариантом для крупномасштабного строительства. При монтаже не требуется применять специальные устройства и оборудование. Во время прокладки в стене кабеля или трубы материал может высыпаться.
Пенопласт
Пенопласт — популярный материал для утепления стен. Благодаря низкой плотности и небольшому весу применяют для реконструкции зданий. Пенопласт уменьшает расход стройматериалов и относится к самым дешевым утеплителям.
Достоинства:
- Низкий коэффициент теплопроводности. Сохраняет тепло в строении, возведенном из любого материала: от кирпича до силикатного блока.
- Водостойкость. Благодаря закрытой структуре ячеек материал плохо впитывает жидкость. Поэтому пенопласт применяют для утепления подвалов и цокольных этажей.
- Высокая шумоизоляция. Воздух, который скрыт в ячейках материала, гасит звуковые волны, передаваемые в пространстве.
- Устойчивость к солевому, щелочному раствору и спиртам водоэмульсионных красок.
- Экологическая безопасность. Материал не выделяет вредные вещества, поэтому полностью безопасен для здоровья людей.
- Прочность. При большой нагрузке не деформируется и качественно распределяет вес.
- Легко режется строительным ножом на части необходимого размера.
- Большой срок эксплуатации. Теплоизоляция сохраняет заявленные характеристики около 50 лет.
Пенопласт относят к горючим материалам, но без прямого контакта с огнем он быстро самостоятельно затухает. При длительном действии с источником тепла свыше 80°С теплоизоляция деформируется и утрачивает заявленные характеристики.
Из-за низкой паропроницаемости в процессе монтажа надо четко соблюдать технологию монтажа, иначе в помещениях создастся парниковый эффект.
Шлаковата
Шлаковату изготавливают из доменного шлака. Материал выпускают в виде гибких листов, удобных для перевозки, и хранят в форме рулонов. Применяют для теплоизоляции стен и межэтажных перекрытий.
К преимуществам относят:
- Низкую стоимость. Материал изготавливают из отходов металлургической отрасли. Кроме того, производство отличается простотой и не требует длительного времени.
- Высокие изоляционные качества.
- Простоту монтажа. Легкость материала дает возможность производить укладку одному человеку. Благодаря гибкости теплоизоляцию быстро монтируют на прямые и изогнутые поверхности. Разрезается шлаковата подручными материалами.
- Звуковые волны задерживаются в структуре материала.
- Биологическую устойчивость. Не вызывает интерес у грызунов и насекомых.
- Длительный срок эксплуатации. При соблюдении правил использования материал сохраняет заявленные характеристики не менее 50 лет. Поэтому монтаж и изоляцию производители рекомендуют доверять специалистам.
У шлаковаты невысокая экологичность, так как в состав входит фенолформальдегидная смола. Поэтому рекомендуют применять теплоизоляцию снаружи дома. Во время работ необходимо носить средства индивидуальной защиты.
Утеплительные качества шлаковаты снижают высокая влажность и вода. Поэтому материал запрещается использовать для утепления бань и деревянных построек. Иначе шлаковата быстро потеряет свои теплоизоляционные качества, а строения покроются плесенью.
Кроме того, материал подвержен вибрационному действию. Если неправильно закрепить, то со временем шлаковата провиснет и оставит без изоляции большие участки.
Эковата
Эковата — это материал, который производят из макулатуры и остатков от изготовления картона и бумаги. Также в состав добавляют антипирен и антисептики.
К преимуществам относят:
- Экономичность (даже несмотря на то, что при монтаже учитывают прибавку на усадку).
- Экологичность. Материал полностью безопасен для здоровья.
- Бесшовность утеплителя. У эковаты отсутствуют мостики холода, поэтому в зимнее время года теплопотери сокращаются до минимума.
- Несмотря на низкую стоимость, материал гарантирует отличную теплоизоляцию.
- Хорошую звукоизоляцию.
Основной недостаток — уменьшение в объеме. Материал может оседать на 20%, поэтому используют его с избытком, создавая запас, восполняющий уменьшение в процессе эксплуатации.
Теплоизоляция быстро впитывает влагу, что негативно влияет на сохранение тепла. Поэтому для материала создают правильную вентиляцию. При монтаже используют специальное оборудование, которое закачивает утеплитель с равномерной плотностью и предотвращает его усадку. Чтобы правильно провести монтаж, требуются навыки и знания.
При утеплении поверхности возле дымохода или каминной трубы эковату отделяют базальтовым матом или заграждением из асбестоцемента.
Пенополиуретан
Пеноулеритан — это универсальная теплоизоляция, которая напыляется на поверхность с любой геометрией и точно повторяет все очертания. Материал надежно изолирует примыкания, стыки и исключает протекание кровли, а также промерзание стен.
Преимущества:
- отличная адгезия ко всем видам стройматериалов;
- не поглощает влагу;
- полностью безопасен для здоровья людей;
- не вызывает интерес у грызунов;
- длительный срок службы, устойчивость к жаре и морозу;
- на поверхности не образуется плесень, не размножаются споры грибов;
- создает антикоррозийную защиту для металлических деталей конструкции;
- в процессе монтажа не надо использовать крепежные элементы;
- пожаробезопасность;
- легкий вес, который не оказывает на конструкцию давления;
- бесшовный метод нанесения исключает точки промерзания и продувания.
Используют для теплоизоляции фундамента, мансардных этажей, кровли, стен. В процессе эксплуатации материал необходимо защищать от действия прямых солнечных лучей.
Теплоизоляцию используют при любых температурных режимах. В зимнее время материал наполняет помещение теплом, а летом — прохладой. Утепление создает комфортный микроклимат в квартирах и производственных помещениях. Однозначно сказать, какой материал лучше, невозможно, так как каждый по-своему хорош для определенной цели. Выбор зависит от теплоизоляционных качеств, финансовой возможности и личного предпочтения.
Игорь Коваль: «Действующие ГОСТы для добавок в бетон серьезно устарели»
Существующая нормативная база по разработке и применению добавок в бетон требует коррекции. Такие выводы делает руководитель научно-технического центра ООО «Полипласт Северо-Запад» Игорь Коваль. По его мнению, устаревшие ГОСТы не только не позволяют оценивать фактическую эффективность современных добавок, но и тормозят развитие рынка.
– Игорь Валерьевич, действительно ли действующая нормативная документация, а именно ГОСТы на химические и минеральные добавки в бетон, не отвечает запросам производителей?
– К сожалению, это так. Поэтому коррекция нормативов, касающихся применения добавок в бетоне, необходима. Один из важных отраслевых ГОСТ 30459-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Определение и оценка эффективности» не пересматривается уже 12 лет. Ряд методик уже не соответствует реальности, они устарели по номенклатуре типов добавок, технологиям производства конструкций, применения бетонов в холодный период года.
В частности, ГОСТ 30459-2008 при оценке эффективности добавок для ЖБИ использует режим прогрева +80 °С. При этом сравнение ведут на контрольном бездобавочном бетоне с величиной осадки конуса ОК = 1–4 см (марка смеси П1) и бетонах с суперпластификатором с ОК = 21 см (марка смеси П5). Техническая проблема в том, что в бетонах с абсолютно разными марками смеси П1 и П5 и неизменной величиной водоцементного отношения в 95% случаев результаты не покажут идентичную прочность – в частности, за счет действия расслоения смеси и погрешности испытаний.
Кроме того, температура +80 °С практически не используется в ЖБИ, КПД, ДСК и отрицательно влияет на физико-механические характеристики бетона по прочности и особенно на параметр качества – долговечность. Производственные режимы на современных продуктах и технологических линиях ограничены +50–60 °С. В связи с этим методика с оценкой при +80 °С и марках смеси П1 против П5 (ОК = 21 см и более), которая в реальности также не используется на заводах ЖБИ (за исключением СУБ или «кассет»), не позволяет оценивать эффективность добавок, т. е. нарушены смысл и цели, декларируемые в данном ГОСТ.
– Какие еще есть несоответствия?
– Серьезные проблемы с методикой оценки эффективности противоморозных добавок по «теплому» и «холодному» методам. Если первый метод используется на практике, то по второму, «холодному», оценить противоморозный эффект добавок почти невозможно. Даже обычные добавки-пластификаторы и просто бездобавочный бетон часто оказываются противоморозными. «Секрет Полишинеля» заключается во времени выдерживания бетона при оттаивании в нормальной температуре (+20 °С). Причем разрешенное время оттаивания до испытаний – от 24 до 48 часов – принимается согласно ТУ производителя добавок. На практике при температуре в теле бетона –12-15 °С не существует химических компонентов, обеспечивающих гидратацию цемента при условии использования добавок в разрешенном нормативами количестве не более 5% от массы цемента. Из этого следует, что бетоны, выдерживаемые по «холодному» методу, не твердеют на проверяемой минусовой температуре и прочность набирают из пластичного состояния смеси сразу после оттаивания за 24 или 48 часов. Ряд технических возможностей и адекватная оценка поликарбоксилатных добавок, несмотря на их активное применение, остались «за бортом» нормативов.
– Помогает ли сертификация добавок в бетон качественному развитию рынка стройматериалов?
– Сертификация – это важно и нужно! Вопрос заключается в квалификации и опыте оценивающих продукцию (бетон). Это скорее вопрос доверия к проверяющим и контролирующим органам, чем к самой процедуре, которая введена правильно.
В формате замещения. Рынок пенополистирола
В настоящее время, по данным экспертов, продолжается сокращение производства и потребления вспененного пенополистирола. Освободившуюся нишу все активнее заменяет экструдированный вид этого теплоизоляционного материала.
Пенополистирол широко применяется в строительстве новых зданий и сооружений, а также при отделке помещений. В объеме потребления теплоизоляционных материалов его доля достигает 30%. По оценке экспертов, в ближайшей перспективе она будет постепенно увеличиваться и через 5-7 лет достигнет показателя в 40%.
Генеральный директор АПРИ «Флай Плэнинг» Владимир Савченков отмечает, что главными плюсами пенополистирола являются: широкая сфера применения (от утепления подвальных помещений до использования на балконах, лоджиях и фасадах), а также долговечность, высокие теплоизоляционные свойства, легкость в применении, экологичность и доступная цена. «В качестве недостатков можно указать следующее: это легковоспламеняющийся материал, он разрушается под долгим воздействием солнечных лучей, также он отличается хрупкостью. Поэтому при транспортировке и использовании нужно соблюдать меры предосторожности. Но стоит отметить, что указанные недостатки с лихвой покрываются достоинствами. Это современный технологичный материал с универсальными свойствами и широким перечнем возможностей», – считает он.
Путем продавливания
Отметим, что пенополистирол, как теплоизоляционный материал, подразделяется на два вида: вспененный (EPS) и экструдированный (XPS). Производители данных продуктов между собой достаточно жестко конкурируют.
Согласно исследованию аналитического агентства DISCOVERY Research Group, по итогам трех кварталов 2019 года, объем рынка (производство и потребление) EPS в нашей стране составил 5,49 млн куб. м, XPS – 6,21 млн куб. м. В том числе российскими компаниями за данный период времени было экспортировано 6 тыс. куб. м вспененного пенополистирола и 120 тыс. куб. м экструдированного.
Экструдированный пенополистирол, как рассказывает руководитель направления «Полимерная изоляция» корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Алексей Касимов, создается из полистирола общего назначения (ПСОН) методом экструзии (путем продавливания вязкого расплава материала). В результате получается равномерная мелкопористая структура, что придает материалу прочность, практически нулевое водопоглощение и низкий показатель теплопроводности.
«Экструдированный пенополистирол может применяться в заглубленных конструкциях: фундаменты, подвалы, подземные паркинги, где эффективно защищает фундамент от теплопотерь и разрушительных сил морозного пучения. Также особенностью экструзионного пенополистирола является то, что он может использоваться при температуре от –70°С до +75°С. Благодаря этому материал активно используют в холодильных установках, катках и пр. В целом мы отмечаем ежегодное сокращение рынка EPS, при этом освободившуюся нишу замещает XPS», – добавляет Алексей Касимов.
Отвечая новым требованиям
Эксперты считают, что рост потребления экструдированного пенополистирола связан с трендом повышения энергоэффективности зданий. В частности, стандартный слой плит из этого материала в 50 мм сохраняет тепло в помещении так же, как метровая кирпичная или бетонная стена толщиной 2,5 м. Также XPS все активнее применяется в дорожном строительстве для предотвращения морозного пучения полотна. Материал препятствует промерзанию грунта и значительно увеличивает срок эксплуатации дорожного покрытия. Кроме того, экструдированный пенополистирол более прост в переработке – и его производители могут заниматься выпуском вторичных продуктов.
В целом, как отмечают игроки рынка, применение XPS позволяет существенно усовершенствовать и ускорить технологию строительства, значительно снизить затраты при создании новых конструкций, отвечающих новым требованиям строительных норм.
При этом они подчеркивают, что EPS как теплоизоляционный материал не уйдет с рынка совсем. Он останется востребован в бюджетном строительстве и утеплении малоэтажных индивидуальных домов. Кроме того, за счет совершенствования технологий производства этого материала будут повышаться его качественные характеристики и расширяться область применения.
Кстати
С 1 января 2020 года, в соответствии с приказом Росстандарта, в общероссийском классификаторе ОКПД 2 выделены отдельные коды для теплоизоляционных плит из пенополистирола, сэндвич-панелей с пенополистиролом и сэндвич-панелей с минеральной ватой. Предполагается, что это новшество поможет лучше идентифицировать теплоизоляционные продукты в области их применения, а также повысит качество сбора статистической информации, необходимой в том числе для оказания мер господдержки. Изменения в классификаторы подготовлены на основании предложений технической рабочей группы «Ассоциация производителей и поставщиков пенополистирола» в рамках научно-технического совета по развитию промышленности строительных материалов, изделий и конструкций при Минпромторге РФ.