Классификация теплоизоляционных материалов

 

Теплоизоляция (тепловая изоляция) - это элементы конструкции, уменьшающие процесс теплопередачи и выполняющие роль основного термического сопротивления в конструкции. Данный термин также может означать материалы для выполнения таких элементов или комплекс мероприятий по их устройству.

Классификация по принципу нормирования:

1. Строительная тепловая изоляция - тепловая изоляция ограждающих конструкций (стен, полов, крыш и т. д.).

2. Техническая тепловая изоляция - тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Основной документ, регламентирующий применение технической тепловой изоляции на территории Российской Федерации - Свод правил СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».

3. Специальная тепловая изоляция - вакуумная тепловая изоляция, отражающая тепловая изоляция и т. д.

В соответствии с ГОСТ 16381-77 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные» материалы и изделия классифицируют по следующим основным признакам:

1 - по виду основного исходного сырья - неорганические, органические;

2 - по структуре - волокнистые, ячеистые, зернистые (сыпучие);

3 - по форме - рыхлые (вата, перлит и др.), плоские (плиты, маты, войлок и другие), фасонные (цилиндры, полуцилиндры, сегменты и другие), шнуровые.

4 - по возгораемости (горючести) - несгораемые, трудносгораемые, сгораемые.

На практике по виду исходного сырья теплоизоляционные материалы принято делить на следующие три вида.

1. Органические - получаемые с использованием органических веществ. Это, прежде всего, разнообразные полимеры (например, пенополистирол, вспененный полиэтилен (НПЭ, ППЭ) и изделия на его основе (в том числе отражающая теплоизоляция). Такие теплоизоляционные материалы изготавливают с объёмной массой от 10 до 100 кг/м³. Их главный недостаток - низкая огнестойкость, поэтому их применяют обычно при температурах не выше 90 °C, а также при дополнительной конструктивной защите негорючими материалами (штукатурные фасады, трехслойные панели, стены с облицовкой и т.п.). Также в качестве органических изолирующих материалов применяют переработанную неделовую древесину и отходы деревообработки (древесно-волокнистые плиты - ДВП и древесностружечные плиты - ДСП), целлюлозу в виде макулатурной бумаги (утеплитель эковата), сельскохозяйственные отходы (соломит, камышит и др.), торф (торфоплиты) и т. д. Эти теплоизоляционные материалы обычно имеют низкую водо- и биостойкость, подвержены разложению и используются редко.

2. Неорганические - минеральная вата и изделия из неё (например, минераловатные плиты), монолитный пенобетон и ячеистый бетон (газобетон и газосиликат), пеностекло, стеклянное волокно, изделия из вспученного перлита, вермикулита, сотопласты и др. Изделия из минеральной ваты получают переработкой расплавов горных пород или металлургических шлаков в стекловидное волокно. Объёмная масса изделий из минеральной ваты 35-350 кг/м³. Их характерная особенность - низкие прочностные характеристики и повышенное водопоглощение, поэтому применение данных материалов ограничено и требует специальных методик установки. При производстве современных теплоизоляционных минераловатных изделий производится гидрофобизация волокна, что позволяет снизить водопоглощение в процессе их транспортировки и монтажа.

3. Смешанные - используемые в качестве монтажных, изготовляют на основе асбеста (асбестовый картон, асбестовая бумага, асбестовый войлок), смесей асбеста и минеральных вяжущих веществ (асбестодиатомовые, асбестотрепельные, асбестоизвестковокремнезёмис-тые, асбестоцементные изделия) и на основе вспученных горных пород (вермикулита, перлита).

Как видно из рис. 12.18, одинаковое термическое сопротивление стены можно обеспечить за счет разных по толщине слоев материалов.

 

 

Рис. 12.18. Толщины слоев различных материалов, которые имеют одинаковое термическое сопротивление из-за их разной теплопроводности.

Кроме того, теплоизоляционные материалы классифицируют по многим другим признакам, как показано ниже и на рис. 12.19.

Рис. 12.19. Классификация теплоизоляционных материалов.

 

Применение современных конструктивных решений с использованием теплоизоляционных материалов является лучшим способом

повышения энергоэффективности зда­ний и инженерных сооружений.

При сравнительно небольших финансовых затратах применение тепло­изоля­ционных материалов позволяет заметно улучшить уровень ком­фортно­сти, тепло- и звукоизоляцию жилых и производственных зданий и сократить энергопотребление и эксплуатационные расходы.

Круг задач, для решения которых используются теплоизоляционные мате­риалы, весьма широк. Это утепление фасадов, кровельных конструкций, по­лов и подвалов зданий, различных видов коммуникаций и трубопроводов и т. д.

Теплоизоляционными называют материалы, применяемые в строитель­стве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду. Они имеют пористое строение и поэтому малую плотность (не более 600 кг/м³) и низкую теплопроводность - не более 0,18 Вт/(м·°С).

Некоторые виды теплоизоляционных материалов и их основные характеристики приведены в таблицах, показанных на рис. 12.20-12.21.

Рис. 12.20. Свойства ряда неогнеупорных теплоизоляционных материалов.

 

По плотности теплоизоляционные материалы делят на марки: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.

В зависимости от жесткости (относительной деформации) выде­ляют материалы:

- мягкие (М) - минеральная и стеклянная вата, вата из каолинового и ба­зальтового волокна;

- полужесткие (П) - плиты из стекловолокна на синтетическом связую­щем и другие;

Рис. 12.21. Свойства некоторых теплоизоляционных материалов.

 

- жесткие (Ж) - плиты из минеральной ваты на синтетическом связую­щем;

- повышенной жесткости (ПЖ);

- твердые (Т).

  По теплопроводности теплоизоляционные материалы разделяются на классы:

А - низкой теплопроводности до 0,06 Вт/(м·°С);

Б - средней теплопроводности - от 0,06 до 0,115 Вт/(м·°С);

В - повышенной теплопроводности - от 0,115 до 0,175 Вт/(м·°С).

Рассмотрим важнейшие особенности и области применения самых распространенных и популярных теплоизоляционных материалов.