3.4.1. Современные теплоизоляционные материалы
Требования к повышению тепловой защиты зданий и сооружений, основных потребителей тепловой энергии, являются объектом государственного регулирования как у нас в стране, так и в большинстве стран мира. В принятом в конце 2009 года федеральном законе «Об энергосбережении …» в статье 11 сказано: «Требования энергетической эффективности зданий, строений, сооружений должны включать в себя:
1) показатели, характеризующие удельную величину расхода энергетических ресурсов в здании, строении, сооружении;
2) требования к влияющим на энергетическую эффективность зданий, строений, сооружений архитектурным, функционально-технологическим, конструктивным и инженерно-техническим решениям;
3) требования к отдельным элементам, конструкциям зданий, строений, сооружений и к их свойствам, к используемым в зданиях, строениях, сооружениях устройствам и технологиям, а также требования к включаемым в проектную документацию и применяемым при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте зданий, строений, сооружений технологиям и материалам, позволяющие исключить нерациональный расход энергетических ресурсов как в процессе строительства, реконструкции, капитального ремонта зданий, строений, сооружений, так и в процессе их эксплуатации».
Новый закон, учитывающий проблемы низких теплозащитных характеристик устаревших жилых и общественных зданий со значительными затратами на отопление зданий и подогрев воды, позволяет плавно вводить более жесткие нормы теплоизоляции зданий, усиливать требования к комфортности жилья и качеству отделки, стимулировать появление новых технологий теплозащиты зданий и применение современных материалов для обеспечения теплоизоляции.
Одним из основных путей повышения энергоэффективности ограждающих конструкций жилых, общественных и производственных зданий является применение утеплителей в конструкциях наружных стен, покрытиях, перекрытиях и перегородках. Для эксплуатируемых зданий рациональным способом повышения теплозащиты может быть устройство дополнительного наружного утепления ограждающих конструкций. В новом строительстве используется как наружное утепление стен из монолитного железобетона, кирпича, бруса, мелкоштучных изделий, так и применение эффективных утеплителей в качестве среднего слоя в трехслойных стенах из бетона и кирпича.
Поэтому постоянно увеличиваются объемы потребления теплоизоляционных материалов по мере роста строительства в стране, достигая по оценкам экспертов 28-30 млн. м3 в год. Видно, что потребление на 1000 человек составляет порядка 200 м3 , в то время как в Норвегии этот показатель более 900 м3. Как следствие, дома усадебного типа, например, в Швеции затрачивают на отопление в среднем 135 КВт·ч/(м2 год), в Германии затрачивают в среднем 250 КВт·ч/(м2 год), а в России эта величина достигает 800 КВт·ч/(м2 год). Не меньшие расходы тепловой энергии идут на отопление более чем 5 тысяч домов усадебного типа вокруг города Иркутска со стеновыми ограждениями в кирпичном исполнении. В условиях роста цен на энергоресурсы очевидна актуальность утепления зданий не только на государственном уровне, но и на уровне частного домовладельца.
Перспективы использования теплоизоляционных материалов в России при планах строительства только жилья 100-150 млн м2 в год могут оцениваться для общественных и промышленных зданий в пределах 50-55 млн м3, а для жилых – более 30 м3. Структура потребления теплоизоляционных материалов близка к характерным для промышленно развитых стран, где волокнистые утеплители составляют 60-80% от общего производства. Так в 2008 году наблюдалась следующая структура потребления теплоизоляционных материалов: стекловолокно – 41%, каменная вата – 32%, вспененный пенополистирол (пенопласт) – 17%, экструзивный пенополистирол – 4%, пенополиуретан – 1%, другие материалы – 5%. Другие материалы включают: ячеистые бетоны, вспученный перлит, вермикулит, вспененные полиолефины. По данным различных изданий в настоящее время наиболее используемым теплоизоляционным материалом является минеральная вата (стекловолокно и каменная вата). Однако сравнительно большая стоимость сдерживает распространение качественных стекловатных материалов с высокими теплотехническими параметрами.
Теплоизоляционные материалы принято различать по их маркам или брендам, где возможно также выделение по следующим видам:
– минеральная вата на основе базальтового волокна – Роквул-Rockwool, Парок-Paroc, Термостек-Termostec, Изовол-Izovol, Изорок, Термостепс;
– стекловолокно на основе стеклянного штапельного волокна – Изовер-Isover, Урса-Ursa, Кнауф-Knauf Insolation, Термостек-Termostec;
– экструдированный пенополистирол – Урсафом-Ursafoam, Теплекс-Teplex, Стирофом-Styrofoam, Примаплекс-Primaplex, Кнауф-Knauf, Пеноплекс;
– отражающая теплоизоляция на основе вспененного полиэтилена – Изолон, Изоком, Тепофол, Пенофол.
Минеральная вата – волокнистый теплоизоляционный материал, получаемый в результате расплава горных базальтовых пород при температуре около 1500 ?C. Основные достоинства – негорючесть (материал выдерживает температуру до 1000 ?C, не плавясь), высокая теплоизолирующая способность, хорошая паропроницаемость (влага испаряется, не скапливаясь в толще утеплителя), устойчивость к температурным колебаниям и воздействию воды (для повышения водоотталкивающих свойств применяются гидрофобизаторы). Минеральная вата характеризуется незначительной усадкой и, соответственно, сохранением изначальных геометрических размеров в течение всего периода эксплуатации постройки и отсутствием температурных деформаций. Благодаря этому удается избежать появления тепловых мостов, неизбежно возникающих в местах стыков в случае подвижек теплоизоляционных плит. Минераловатный утеплитель достаточно прост в монтаже: мягкие изделия легко режутся ножом, а более плотные – ножовкой. Обычно минеральная вата выпускается в виде эластичных или жестких плит (в зависимости от сферы применения), прошивных матов. Теплоизоляция из минеральной ваты применяется в системах наружного утепления, в качестве теплоизоляционного слоя в навесных вентилируемых фасадах и фасадах со штукатурным покрытием, а также для теплоизоляции скатных и плоских кровель.
Стекловолокнистые изделия изготавливаются из силикатного расплава с высоким содержанием кремнезема. Основные компоненты шихты – кварцевый песок, доломит и глинозем. Длина его волокон около 15 см, в то время как длина каменного волокна обычно не превышает 1.5 см, а диаметр волокна не более 4-5 мкм. Стекловолокно, в отличие от минеральной ваты довольно упругий материал. Повышенная упругость стекловолокна позволяет транспортировать его в рулонах на значительные расстояния, складировать на стройплощадках – при вскрытии упаковки материал быстро возвращается к исходным параметрам. Стекловолокно выпускается в виде матов (свернутых в рулоны) и плит. Основное отличие матов от плит связано с возможностью установки изоляции на большей площади без разрывов и без тепловых мостов за счет уменьшения числа стыков между теплоизоляционными материалами. Стекловолокно обладает хорошей паропроницаемостью, не позволяя влаге скапливаться внутри, что, соответственно, увеличивает долговечность ограждения. Теплоизоляционные изделия из стекловолокна применяются, в основном, при утеплении так называемых ненагруженных конструкций (скатные кровли, навесные вентилируемые фасады и т.д.), а также при устройстве полов по лагам, потолков подвалов, перекрытий, внутренних перегородок. В силу высокой сжимаемости и упругости стекловолоконная теплоизоляция особенно удобна при утеплении труднодоступных мест, узлов сопряжения элементов конструкций.
Пенополистирол (пенопласт) – полимерный материал, исходным сырьем которого служит стирол. При производстве пенополистирола не применяют связующие. Сырье перерабатывается под действием повышенных температуры и давления за счет спекания гранул друг с другом. Пенополистирол химически стоек, не подвержен гниению и разложению, не меняет своих свойств на протяжении десятков лет даже при многократных воздействиях знакопеременных температур. В качестве утеплителя пенополистирол применяется в системах наружного утепления, в системах с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции, в системах с утеплителем внутри ограждающей конструкции. Используют его и для термоизоляции стеновых панелей, перекрытий, подвалов, кровель. Из пенополистирола изготовляются и теплоизоляционные фасадные плиты, представляющие собой трехслойную конструкцию из двух слоев полистиролбетона и среднего слоя из пенополистирола.
В отличие от систем утепления фасадов, в которых применяются минераловатные или пенополистирольные плиты, оштукатуриваемые по сетке с последующей отделкой, плиты «Симпролит» готовы к отделке сразу же после закрепления на фасаде. Причем первоначальная отделка (грунтовка, шпаклевка) может выполняться еще до монтажа.
Экструдированный пенополистирол производится из обычного гранулированного пенополистирола (пенопласт). В процессе переработки его смешивают с различными ингредиентами, повышающими прочность и снижающими горючесть материала. Затем в однородную массу под давлением подается вспенивающий агент (например, углекислый газ). В результате получается материал, образованный из мелких не сообщающихся друг с другом наполненных газом ячеек, обладающий нулевой капиллярностью и не пропускающий воду и ее пары. Закрытая ячеистая структура обеспечивает незначительное изменение теплопроводности в условиях повышенной влажности, что позволяет применять его в качестве наружной теплоизоляции в подвалах даже без использования гидроизоляционных материалов.
Вспененный полиэтилен (более известный как изолон) обеспечивает тепло-, гидро- и звукоизоляцию одновременно. Изолон с низкой плотностью обычно применяется в фундаментах, разделяющих перегородках, для теплоизоляции стен домов, гаражей, лоджий, труб горячего и холодного водоснабжения. Изолон с высокой плотностью используется как тепло-, гидро- и звукоизоляционная прокладка в полах, уплотнитель стыков сборных элементов зданий, срубов, утеплитель для окон. Выпускается изолон и с металлизированным покрытием. Благодаря отражающим свойствам фольги, он удерживает внутри помещения инфракрасные лучи, что позволяет использовать его в саунах, банях. Материал легко монтируется: сваривается, клеится, крепится мебельными скобами и строительными скотчами. В зависимости от технологии производства изолон бывает сшитым и несшитым. Поставляется он в рулонах длиной до 200 м, толщиной от 2 до 12 мм, шириной от 0.55 м до 1.5 м, а также в листах размерами 1.4 х 2.0 м и толщиной до 15 мм.
Таким образом, современные теплоизоляционные материалы, используемые в промышленном строительстве, общественных и жилых зданий, можно условно разделить на несколько видов: минеральные (минеральная вата и стекловолокно), пенополистиролы (гранулированный пенополистирол-пенопласт и экструдированный пенополистирол), а также вспененный полиэтилен.
Напыляемоя теплоизоляция в Алматы
