Теплоизоляционные материалы
При строительстве дома застройщик выбирает теплоизоляционные материалы (ТМ) руководствуясь многими параметрами, но в последние годы особое внимание стали уделять их энергоэффективности и экологичности. Как разобраться в море предлагаемых на рынке утеплителей? Это достаточно сложная задача, особенно когда каждый производитель называет свой материал экологически чистым и энергоэффективным. Для этого давайте выясним, что означают эти понятия.
Энергоэффективность ТМ – способность существенно снизить потери тепла изолируемого помещения, для чего материал должен иметь:
- очень низкую теплопроводность - 0,06 и менее;
- способность аккумулировать тепло;
а также иметь низкие затраты энергии на его производство и транспортировку.
Экологичность ТМ – способность причинять наименьший вред окружающей среде и здоровью человека. Это качество рассматривают как при эксплуатации конструкций (отсутствие вредных выделений в воздухе и др.), так и при производстве и транспортировке ТМ (отсутствие сжигания топлива, использования возобновляемых ресурсов и вторичного сырья).
Как видим, эти понятия тесно связаны между собой: чтобы утеплитель считался экологичным, он должен быть энергоэффективным, т.е. иметь коэффициент теплопроводности менее 0,06, в противном случае потребуется чрезмерное сжигание топлива на отопление или увеличенный расход ТМ.
Большинство имеющихся на рынке ТМ можно подразделить на следующие основные подгруппы:
1. Минераловатные и стекловатные плиты и маты.
2. Пенопласты: пенополистирол, пенополиуретан, пеноизол.
3. Вата и плиты из растительных, древесных волокон или волокон животного происхождения.
4. Вспученные природные материалы: пеностекло, перлит, вермикулит, пенокерамика и др.
Материалы из первой подгруппы получают путем расплава каменного или стеклянного сырья и далее из этих волокон формируют плиты или маты различной плотности, при этом в процессе производства расходуется большое количество энергии. В качестве связующего для плит используют порядка 5% синтетических фенолформальдегидных и др. полимеров. Свойства плит и матов из минеральных и стеклянных волокон зависит в частности от их плотности, размеров волокна, количества связующего, способа формования и т.д.
Данные ТМ относятся в основном к группе негорючих материалов, хотя при высокой температуре синтетическое связующее выгорает и плита рассыпается на отдельные волокна. При низких плотностях плиты и маты имеют очень большую сжимаемость под нагрузкой и воздухопроницаемость. Если при эксплуатации конструкций водяные пары попадают в данный утеплитель, то, проходя через стену, конденсируются в воздушных порах, что приводит к резкому снижению теплопроводности материала. Отсюда обязательным условием применения минераловатных и стекловатных плит является устройство сплошной пароизоляции с внутренней поверхности дома и, соответственно, устройство приточно-вытяжной вентиляции. Устройство сплошной пароизоляции предотвращает в некоторой степени попадание в жилые помещения формальдегида, фенола и других вредных, канцерогенных веществ, выделяющихся из связующего весь период эксплуатации данных ТМ.
Материалы второй группы получают путем вспучивания и формования различных полимеров. Свойства также зависят от рода полимера (полистирол, полиуретан, карбамидоформальдегид и др.), плотности и способа формования (экструзия или беспрессовый метод). Экструзионные пенопласты имеют в основном замкнутую пористость и как следствие низкую теплопроводность и водопоглощение. Пенопласты не экструзинонные имеют более высокое водопоглощение и при увлажнении сильно теряют теплопроводность. Данные материалы, как правило, хорошо горят и при горении выделяют сильные отравляющие вещества (например синильную кислоту, формальдегид). Неспроста пенополистирол, имеющий одну из самых высоких температур горения 1100 градусов Цельсия, применяли в напалмовых бомбах. В течение всего срока эксплуатации данные материалы, разлагаясь, выделяют стирол, формальдегид и другие канцерогенные вещества, отрицательно воздействующие на здоровье человека. Происходит усадка материалов, причем скорость этих процессов постепенно затухает. В первые месяцы эксплуатации пенополистирол дает очень сильную усадку, поэтому его даже рекомендуется перед применением вылеживать на складах. Теплопроводность с годами существенно увеличивается. Многие исследования показали, что срок эксплуатации данных материалов незначителен - 10-15 лет, особенно сильно это проявляется при нагреве солнечными лучами.
Третья группа ТМ наиболее обширна – сюда входят материалы из распушенных растительных и древесных волокон: древесноволокнистые плиты, целлюлозная вата (эковата), маты из льняного, конопляного, коксового, хлопкового волокна, а также овечья шерсть, утиный пух. Данные материалы производят обычно из вторичных ресурсов, отходов производства: макулатуры, опилок, старых джинсов и др. Из всего разнообразия на нашем рынке в основном представлены первые три. Данные органические волокнистые материалы имеют существенное отличие от минеральных волокон и пенопластов – они способны своими капиллярными волокнами впитывать излишки влаги и проводить ее через стены к наружной поверхности, воздушные поры при этом остаются сухими и поэтому теплопроводность при увлажнении до 20-23% практически не меняется. При использовании таких ТМ для изоляции дома устройство сплошной пароизоляции не требуется, т.е. вентиляция дома происходит естественным способом через стены (как в бревенчатом доме), тем самым в доме поддерживается наиболее комфортный климат. Для предотвращения возгорания и гниения в целлюлозную вату вводят антипирены и антисептики (бура и борная кислота) – нелетучие, не канцерогенные, безвредные для человека минеральные вещества. Древесная или целлюлозная вата в отличие от плит и матов подается в конструкцию по шлангу пневмотранспортом, заполняя все полости и создавая бесшовную изоляцию, устраняя утечки тепла по щелям на контакте конструкции и изоляции, существенно повышая энергоэффективность теплоизоляции. Данные материалы требуют наименьшее количество энергии при их производстве.
ТМ четвертой группы получают путем вспучивания природных минеральных веществ: вулканических стекол, перлитов, глин и др. Материалы не горючие, не гниющие, а пеностекло еще и не поглощает влагу, хотя имеют чуть более высокие показатели теплопроводности. Они не выделяют ничего вредного при эксплуатации, но на их производство расходуется большое количество энергии.
При выборе теплоизоляции здания руководствуются условиями эксплуатации конкретной конструкции. Характерный пример - брусовые или бревенчатые дома, отапливаемые периодически, например дровяным камином. При утеплении наружных стен по фасаду необходимо учитывать, что брусовая стена не может быть пароизолирована изнутри дома, а делать пароизоляцию между брусом и теплоизоляцией – значит создавать условия для конденсации влаги в деревянной стене, что приведет к разрушениям и сокращению срока службы здания. Единственным правильным решением в данном случае будет использовани целлюлозной или древесной ваты, которые не требуют устройства пароизоляции и способны выводить влагу по капиллярам (как деревянный брус) на фасад, где она испаряется.
