Подробности

Просмотров: 23913

Для чего нужна теплоизоляция

Теплоизоляция - это элементы конструкции, уменьшающие передачу тепла. Также термин может означать материалы для выполнения таких элементов или комплекс мероприятий по их устройству. С развитием цивилизации, когда борьба за тепло перестала быть настолько острой, массивные очаги и русские печи сменились батареями центрального отопления, а на смену дерну, мху, войлоку и пакле пришли новые теплоизоляционные материалы. Однако и сейчас проблема сбережения тепла остается острой. Причин несколько. Чтобы обогреть сотни миллионов квадратных метров плохо утепленных жилищ необходимо тратить огромные деньги на топливо, да и запасы ископаемого его не бесконечны. Во-вторых, в последнее время усилилось антропогенное воздействие на окружающую среду, прогрессирующее развитие "парникового эффекта", не в последнюю очередь вызванное выбросами от сжигания угля, нефти и прочих энергоносителей. Поэтому приходится искать новые эффективные материалы и способы теплоизоляции. После введения новых строительных норм, ужесточивших требования по теплозащите, правильное применение качественной теплоизоляции стало насущной необходимостью. В строительстве сегодня используют современные материалы и технологии, позволяющие сберечь тепло более эффективно. К примеру: сложные трехслойные конструкции из железобетонных панелей, блоков легкого бетона, кирпича с обязательным средним слоем из теплоизоляции, а также многослойные системы фасадного утепления - вентилируемые фасады и системы "мокрого" типа. К таким теплоизоляционным материалам относится и пенополиуретан. Современное утепление, помимо своего прямого действия, дает и хорошую шумо- и виброизоляцию, прочную основу под разнообразные отделочные покрытия, увеличение срока службы утепляемых конструкций. В деле сохранения тепла ошибка стоит дорого. Неправильно рассчитали или решили сэкономить, купив материалы подешевле и похуже - и в доме будет холодно и неуютно. Результатом станет переделка - а это дополнительные затраты времени, средств и сил. Чтобы правильно выбрать теплоизоляционный материал, нужно знать, чего мы хотим добиться и для каких именно целей он нам нужен. Для этого остановимся вкратце на некоторых терминах и основных требованиях к теплоизоляции.

Какой должна быть теплоизоляция

Если обратиться к нормативам, ГОСТ-16381-77 классифицирует теплоизоляционные материалы по нескольким признакам. Основными для покупателя, пожалуй, являются вид исходного сырья, прочностные характеристики, теплопроводность и горючесть. Вид исходного сырья - это то, из чего сделана теплоизоляция. Теплоизоляционные материалы можно разделить на органические и неорганические. Хорошие прочностные характеристики означают эксплуатационную надежность утеплителя и его способность удерживать заданную форму. Они включают в себя целый ряд показателей, в частности, прочность на сжатие и растяжение, прочность на отрыв слоев. Все это очень важно, так как теплоизоляция в составе конструкции часто подвергается механическим нагрузкам. В наше время из-за высоких цен на энергоносители предъявляются более жёсткие требования к теплоизоляции домов. Россия относится к одной из самых холодных стран мира, но при этом теплоизоляция зданий не соответствует мировым стандартам. На отопление помещений у нас тратиться в 3 раза больше энергии, чем в скандинавских странах. В соответствии с требованиями изменения N3 и N4, введенного в действие Госстроем РФ с 1 марта 1998 г., Строительная теплотехника, сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций должно составлять не менее Rо = 3,15 м2°C/Вт. Это соответствует 212см кладки из глиняного кирпича, а до этого было в три раза меньше, 64см. Понятно, что без утеплителей таких параметров теплоизоляции стен не достичь.Новые дома последние десять лет строятся уже соответствующими современным требованиям по теплоизоляции. И если у строительной организации дом, не соответствующий этим требованиям, просто не примут в эксплуатацию, то частники фактически могут строить на своих участках что захотят и как захотят. И до сих пор строят обычные кирпичные или деревянные дома без использования дополнительной теплоизоляции, хотя их теплопотери в четыре раза больше нормативных и соответственно гораздо выше счета за отопление.

Свойства теплоизоляционных материалов

- Теплопроводность - главное качество для теплоизоляции. Материал должен обеспечить требуемое сопротивление теплопередаче при минимальной толщине несущей конструкции. Чем ниже теплопроводность, тем лучше теплоизоляция. Коэффициент теплопроводности для изолирующих материалов не должен превышать 0,04-0,06 Вт/(м*К). - Горючесть теплоизоляции следует рассматривать с точки зрения обеспечения безопасности. Если материал поддерживает горение или выделяет при нагреве вредные вещества, использовать его можно лишь с оговорками. В общем и целом требования пожарной безопасности определяются нормами СНиП 21-01-97** "Пожарная безопасность зданий и сооружений". - Паропроницаемость - способность материала "дышать", то есть свободно пропускать водяной пар. Если в утеплитель попала вода, его эксплуатационные качества резко ухудшаются и свои функции он не выполняет. - Плотность - характеризует нагрузки от веса теплоизоляции на конструкцию здания - не должна превышать 185-200 кг/м3. - Водостойкость - необходимое качество, особенно в нашем холодном и дождливом климате. Водостойкий утеплитель химически не взаимодействует с влагой, сохраняет свои свойства. - Гидрофобность - под этим термином понимают способность материала отталкивать влагу, теплоизоляция не должна впитывать влагу. Особенно это важно для волокнистых материалов. - Экологичность - поскольку человек постоянно находится в помещениях, так или иначе защищенных теплоизоляцией, очень важно, чтобы она была биологически нейтральной и ни в коем случае не являлась источником токсичных выделений.

Виды теплопотерь:

- Теплопотери при вентиляции: Перед тем как описывать основные виды теплоизоляции необходимо отметить, что основная часть теплопотерь в здании происходит не через стены, кровлю или окна. Порядка 60% теплопотерь происходит через вентиляцию. Тепло, образно выражаясь «вылетает в трубу». И что самое важное, бороться с этим весьма затруднительно, так как необходим достаточный приток свежего воздуха и удаление избыточной влажности. Если Вас расстраивают большие счета за отопление, то из простых способов можно порекомендовать в морозы немного прикрывать каналы вытяжки, и закрывать их совсем при покидании дома. Сложными и дорогими, но гораздо более эффективными способами, являются установка систем искусственной вентиляции, которые нагревают входящий в дом свежий воздух за счёт температуры выходящего воздуха.

- Тепловое излучение: Если не учитывать теплопотери через вентиляцию, то 65-80% от остающихся теплопотерь приходится на тепловое излучение. Большая часть материалов пропускает излучение из-за своей высокой излучающей способности. Алюминиевая фольга и материалы с её использованием (фольгоизол, фольгопласт, изолон и другие), отражают до 98% теплового излучения. Поэтому использование для теплоизоляции дома отражающих материалов обязательно. Разумеется, там, где это представляется возможным. В окнах также рекомендуется использовать К-стекло, способное отражать часть теплового излучения.

- Теплообмен: Самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты от более нагретых тел (или участков тел) к менее нагретым. Теплопроводность является самой главной характеристикой теплоизоляционных материалов. Таблиц по сравнению разных видов теплоизоляции множество, и каждый производитель какого-либо материала считает своим долгом написать подобную таблицу, в которой его материал, разумеется, самый лучший. Но они, как правило, привирают или умалчивают насчёт некоторых их свойств. Здесь приведены характеристики наиболее распространённых теплоизоляционных материалов по ГОСТу. Следует иметь в виду что, каждый из этих материалов может быть разной плотности. Чем выше его плотность, тем больше прочность и морозостойкость, и тем меньше теплоизоляционные свойства и водопоглощение.

Виды теплоизоляции

Теплоизоляцию можно разделить по следующим типам, соответствующим разным способам теплопередачи:

- отражающая, которая предотвращает потери за счёт отраженияинфракрасного «теплового» излучения (жидкая телоизоляция).

- предотвращающая потери за счёт теплопроводности, водопоглощения, паропроницаемости, то есть за счет кондуктивного и конвективного теплообмена (сочетания передачи тепла через сам материал и воздух или газ, находящийся в нем).

На практике теплоизоляционные материалы принято делить на три вида (по виду основного исходного сырья):

- Органические: Получаемые с использованиеморганических веществ. Это, прежде всего, разнообразныепенопласты  (например пенополистирол). Такие теплоизоляционные материалы изготавливают с объёмной массой от 10 до 100 кг/м3. Главный их 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, облицовки с ГКЛ и т.п.). Так же в качестве органических изолирующих материалов используют переработанную неделовую древесину и отходы деревообработки (древесно-волокнистые плиты и древесностружечные плиты), сельскохозяйственные отходы (соломит, камышит и др.), торф (торфоплиты) и т.д. Эти теплоизоляционные материалы, как правило, отличаются низкой водо-, биостойкостью, а также подвержены разложению и используются в строительстве реже. Выделяется среди них пенополиуретан, который в последние 10-20 лет по характеристикам превзошёл все имеющиеся на рынке теплоизоляционные материалы. Он применяется во всех сферах строительства в виде напыляемой массы непосредственно на месте строительства, сендвич панелей или скорлуп для труб. Горючесть у него от Г4 до Г1 (не поддерживает горение, замозатухаем), плотность от 9кг.м3 до 250 кг.м3. Экологически абсолютно бесопасен. Долговочен - срок службы 50 лет.

- Неорганические: Минеральная ватаи изделия из неё (например, минераловатные плиты), лёгкий иячеистый бетон (газобетонигазосиликат),пеностекло,стеклянное волокно, изделия извспученного перлита, вермикулита, сотопласты и др. Изделия из минеральной ваты получают переработкойрасплавовгорных пород или металлургическихшлаковв стекловидноеволокно. Объёмная масса изделий из минеральной ваты 35—350 кг/м3. 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 транспортировки и монтажа ТИМ.

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

Основные виды применяемой теплоизоляции:

Несущие стены и теплоизоляция

- Глиняный кирпич сплошной: Древнейший материал. Но в наше время, как и любой другой материал, совмещающий в себе несущие и теплоизолирующие функции, плохо справляется и с теми, и с другими. По прочности и долговечности не выдерживает сравнения с бетоном, а по теплоизоляции вообще ни с чем.

- Глиняный кирпич пустотелый: Имеет внутри пустоты, благодаря чему у него в полтора раза лучше теплоизоляция.

- Керамзитобетон: Гениальное изобретение для своего времени. Долговечный, тёплый, прочный и недорогой. Стандартная стена панельного дома толщиной 35см эквивалентна 90см кирпичной кладки. Но современные требования по теплоизоляции он уже не удовлетворяет.

- Пенобетон: Это вспененное цементное тесто с добавлением песка. Материал очень спорный. Имеет достаточно много недостатков и высокую цену. У него очень низкая морозостойкость и прочность. Он даёт сильную усадку, при которой может отваливаться штукатурка или плитка. Имеет повышенную водопроницаемость (тонет в воде). В нем скапливается конденсат, который замерзая, каждый раз частично разрушает структуру материала. Он подвержен разрушению грызунами и грибковым образованиям.

- Пенополистирол бетон: Неплохой материал. Фактически это современная замена керамзитобетону. Только вместо керамзита используются пенополистирольные шарики. Но они, в отличие от пенопласта, надёжно защищены от внешних воздействий бетоном. При одинаковой плотности с пенобетоном, он более прочный, теплый, долговечный и дешевый.

- Древесина: Наверное самый древний материал используемый в строительстве. Дерево материал прочный, достаточно теплый, но очень дорогой. Главным его минусом является пожароопасность. Даже обработанная противопожарными составами древесина выдерживает воздействие открытого пламени не более 15 секунд. Под воздействием влаги и кислорода воздуха природные органические вещества разрушаются. Также дерево подвержено гниению, воздействию насекомых, усыханию и пр. Поэтому реальная долговечность деревянных домов не более 50 лет.

Теплоизоляционные материалы

- Керамзит: Это вспененная, обожженная глина. Долговечен, прочен, доступен. По характеристикам он гораздо лучше, чем пенобетон и в разы его дешевле. Но сравнения с современными теплоизоляционными материалами не выдерживает, ни по теплоизоляционным свойствам, ни по цене. И так как керамзит материал сыпучий сфера его применения ограничена. Применяют его в качестве заполнителя для легких бетонов, и в качестве теплоизоляционного материала в виде засыпок.

- Стекловата: У неё очень не долгий срок эксплуатации. Через 10-15 лет она начинает рассыпаться. Работать с ней очень неприятно, так как коснувшись её открытой частью тела, человек получает массу мелких заноз, и они долго потом болят. Стекловата от известных производителей «URSA» и «ISOVER» обладает несколько лучшими характеристиками, но сравнения с базальтовой изоляцией все равно не выдерживает.

- Базальтовое волокно: Представляет собой распушенный по специальной технологии камень базальт. Он обладает полной негорючестью, долговечностью, паропроницаемостью и большим температурным диапазоном применения от -300°С до + 900°С . Его цена, прочность и долговечность, как и у других материалов, зависит от плотности. Он является одним из лучших и наиболее популярных теплоизоляторов. Самый крупный и известный в мире производитель базальтовой изоляции фирма «Rockwool», её продукция наиболее представлена во всех магазинах. Но лучше использовать продукцию российских производителей, так как при тех же характеристиках она в 1,5-2 раза дешевле.

- Вспененный полиэтилен: Эффективный, долговечный, но дорогой материал. Поэтому у него очень узкая сфера применения. Чаще всего его используют как основу для наклеивания фольги при производстве отражающей изоляции. Сырьем для полиэтилена служит газ этилен. Его синтезируют путем полимеризации этилена при высоком и низком давлениях.

- Пенопласт: Это самый дёшевый, но при этом очень эффективный теплоизолятор. Пенопласт марки Ф15 имеет реальную долговечность 10-15 лет, и использовать его рекомендовано лишь при теплоизоляции построек рассчитанных на небольшой срок эксплуатации. Пенопласт марки Ф35 более плотный, долговечный и дорогой материал. Срок его службы порядка 30-50 лет. Формально, современные пенопласты экологически безопасны. Но гарантировать то, что конкретный производитель не экономит на сырье, и изготавливает его из сертифицированного и более дорогого полистирола, а не из более дешевого и опасного для здоровья, нельзя. Поэтому применять их стоит только снаружи здания.

- Экструдированный пенополистирол: Один из лучших существующих теплоизоляционных материалов. Делается он из того же сырья что и пенопласт, но по другой технологии, методом экструзии. У него сплошная замкнутая структура, а не склеенные шарики как у пенопласта. Его достоинствами являются водо и паронепроницаемость, высокая прочность и долговечность. К недостаткам можно отнести более высокую цену.

- Пенополиуретан: Это неплавкая термореактивная теплоизоляционная пластмасса с ячеистой структурой. При смешивании двух жидких компонентов немедленно начинается реакция с образованием пены. Её либо напыляют на объект утепления, либо заливают в формы для дальнейшего использования в твёрдом виде. В баллонах монтажной пены, используемой при установке окон и дверей, применяется именно пенополиуретан. Это самый долговечный и самый дорогой теплоизоляционный материал из перечисленных здесь.

Где нужна теплоизоляция

Утеплить, как в строящемся, так и в уже построенном здании можно буквально все - от фундамента до крыши. Однако для достижения максимальной эффективности необходимо знать некоторые технические особенности, характерные для разных сфер применения теплоизоляции.

Стены

В уже построенных домах часто применяют внутреннее утепление, хотя с точки зрения теплотехники это не самый лучший вариант. В этом случае, помимо уменьшения полезной площади, влага, неизбежно образующаяся в жилом помещении, начинает конденсироваться на холодной части стены, то есть под теплоизоляцией. Итог - отсыревание стен, что негативно отражается на внутренней отделке помещений и здоровье находящихся в них людей. Чтобы этого избежать, необходимо использовать пароизоляцию. Наиболее оптимальным, является фасадное утепление, позволяющее не только эффективно и надежно утеплить уже построенное здание, но и придать ему новый облик. По сравнению с другими конструкциями стены имеют гораздо большую площадь и поэтому наиболее уязвимы для холода: до 40% всех потерь тепла происходит именно через них. При этом внешние части стен здания при эксплуатации испытывают неблагоприятное воздействие перепадов температур, осадков, солнечной радиации и других вредных факторов. Однако, все достоинства наружного утепления могут проявиться лишь при грамотном расчете и монтаже. Современное фасадное утепление представляет собой довольно сложную систему, включающую множество элементов. И если какие-либо ее части будут неправильно подобраны, эффективность утепления существенно снизится. Это происходит из-за применения неправильного металлического крепежа, образующего "мостики холода" между утепляемой стеной и окружающей средой. При монтаже теплоизоляции в фасадной системе необходимо следить, чтобы плиты плотно прилегали к изолируемой поверхности и друг к другу, заполняли весь предусмотренный для этого объем, а в местах примыкания не оставалось щелей. При многослойной изоляции, желательно, чтобы каждый последующий слой перекрывал внахлест швы предыдущего слоя.

Кровля

Известно, что через нее уходит до 20% тепла. Утепление скатных крыш, основного конструкционного решения в частном строительстве,  осложнено тем, что в кровельных конструкциях чаще всего используются горючие или не огнестойкие материалы (такие, как дерево, сталь или алюминий). Следовательно, для того, чтобы минимизировать последствия пожара, необходимо применять негорючую теплоизоляцию. Также очень важно, чтобы утеплитель свободно пропускал водяные пары, но не был гигроскопичным (не набирал влагу из атмосферы), так как при увеличении влажности материала всего на 5% его теплоизоляционная способность уменьшается почти в два раза. Грамотное утепление скатных кровель позволяет превратить чердачное помещение в жилое (мансарду), что увеличивает полезную площадь жилья. Плоские кровли невозможно создать без использования качественной теплоизоляции. При этом требования к ней очень жесткие, ведь в отличие от скатной крыши, плоская (с уклоном около 2%) подвергается большей нагрузке и все ее элементы должны быть отличного качества. Так называемый "кровельный пирог" - сложная многослойная инженерная конструкция, включающая в себя основание (профнастил или плита перекрытие), пароизоляцию, предотвращающую попадание водяных паров из помещения в теплоизоляцию, теплоизоляцию и, в завершение, гидроизоляционный ковер. Теплоизоляция в этом случае должна обладать достаточной жесткостью, чтобы выдержать значительную нагрузку, не теряя при этом своих качеств.

Подвал

В последнее время подвалы все чаще используются как подсобные помещения, мастерские и пр. Сделатьподвал или цокольный этаж жилым возможно только при условии достаточной толщины теплоизоляции всехконтактирующих с грунтом частей здания. Если на этапе закладки фундамента не была выполнена сплошнаянаружная гидро- и теплоизоляция периметра здания по схеме "грунт, гидроизоляция, теплоизоляция,фундамент", добиться приемлемого микроклимата будет сложно и дорого.

Пол

Полы целесообразно утеплять и еще по одной немаловажной причине - слой теплоизоляции служит хорошимзвукопоглотителем. Как известно, полы укладываются разными способами, следовательно, подбиратьутеплитель следует с учетом их конструкции. При укладке полов по лагам, утеплитель располагается междуними и не подвергается нагрузке, поэтому в таком случае целесообразно использовать легкие плиты изкаменной ваты. Если предусматривается цементная стяжка, следует применять более жесткиетеплоизоляционные материалы.

Потолок

Пол и потолок в большинстве домов связаны между собой. И конечно, потолок тоже может быть утеплен.Помимо сбережения тепла, в данном случае,теплоизоляция выполняет и еще одну очень важную роль - онастановится отличным звукоизолятором.Подводя итог, можно отметить, что за прошедшие века человек научился достойно противостоять суровомуклимату и выработал ряд простых условий, которые нужно соблюдать, чтобы жить и работать в комфорте.Устройство эффективной теплозащиты позволяет экономить до 50% энергии, расходуемой на отопление. Длятого, чтобы добиться этого, необходимо подобрать самый оптимальный способ теплоизоляции.