Характеристика теплоизоляционных материалов
ГЛАВА 11
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ В АРХИТЕКТУРНОМ ДИЗАЙНЕ
Общие сведения и классификация теплоизоляционных материалов
Теплоизоляционные материалы в зависимости от назначения подразделяют на:
- изоляционно-строительные, которые применяют для утепления строительных ограждений;
- изоляционно-монтажные - для утепления трубопроводов и промышленного оборудования.
Деление это условно, так как некоторые материалы используют как для изоляции строительных конструкций, так и для изоляции промышленных объектов.
Теплоизоляционные материалы классифицируют по следующим признакам:
форме и внешнему виду:
- штучные теплоизоляционные материалы (плиты, блоки, кирпичи, цилиндры, полуцилиндры, сегменты);
- рулонные и шнуровые теплоизоляционные материалы (маты, шнуры, жгуты);
- рыхлые и сыпучие теплоизоляционные материалы (вата, перлитовый песок и др.);
по структуре:
- волокнистые теплоизоляционные материалы (минераловатные, стекловолокнистые и др.);
- зернистые теплоизоляционные материалы (перлитовые, вермикулитовые);
- ячеистые теплоизоляционные материалы (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло, пенопласты, совелитовые и др.);
виду исходного сырья:
- неорганические и органические теплоизоляционные материалы;
средней плотности:
- ОНП (особонизкой плотности) - Марок М 15; 25; 35; 50; 75. Минеральная вата марки 75 и ниже, каолиновое волокно, пенопоропласты, супертонкое стекловолокно, базальтовое волокно, вспученный перлит, плиты минераловатные и стекловолокнистые и др.
- ПН(низкой плотности) – Марок М 100; 125; 150; 175. Минеральная вата марки выше 75, стеклянная вата из непрерывного стекловолокна, плиты минераловатные на синтетическом связующем, прошитые минераловатные маты и др.
- СП (средней плотности) – Марок М 200; 225; 250; 300; 350. Изделия совелитовые, вулканитовые, известково-кремнеземистые, перлитоцементные, плиты минераловатные на битумном связующем, шнуры минераловатные и др.
- ПЛ(плотные) – Марок М 400; 450; 500; 600. Изделия пенодиатомитовые, диатомитовые, из ячеистого бетона, битумоперлит монолитный и др.
по жесткости:
- мягкие теплоизоляционные материалы (М) - сжимаемость по объему выше 30% при удельной нагрузке 0,002 МПа (минеральная и стеклянная вата, вата из каолинового и базальтового волокна, вата из супертонкого стекловолокна, маты и плиты из штапельного стекловолокна);
- полужесткие теплоизоляционные материалы (П) - сжимаемость от 6 до 30% при удельной нагрузке 0,002 МПа (плиты минераловатные и из штапельного стекловолокна на синтетическом связующем);
- жесткие теплоизоляционные материалы (Ж) - сжимаемость до 6% при удельной нагрузке 0,002 МПа (плиты из минеральной ваты на синтетическом или битумном связующем);
- теплоизоляционные материалы повышенной жесткости (ПЖ) — сжимаемость до 10% при удельной нагрузке 0,04 МПа (плиты минераловатные повышенной жесткости на синтетическом связующем);
- твердые теплоизоляционные материалы (Т) - сжимаемость до 10% при удельной нагрузке 0,1 МПа;
по теплопроводности:
- теплоизоляционные материалы класс А — низкой теплопроводности — теплопроводность при средней температуре 298 К (25 °С) до 0,06 Вт/(м·К);
- теплоизоляционные материалы класс Б — средней теплопроводности — теплопроводность при средней температуре 298 К от 0,06 до 0,115 Вт/(м·К);
- теплоизоляционные материалы класс В — повышенной теплопроводности — теплопроводность от 0,115 до 0,175 Вт/(м·К);
по возгораемости:
несгораемые, трудносгораемые, сгораемые, трудновоспламеняющиеся (материалы из пластмасс) теплоизоляционные материалы.
Характеристика теплоизоляционных материалов
Выбирая тот или иной изоляционный материал, следует обратить внимание на несколько основополагающих характеристик.
Коэффициент теплопроводности (лямбда λ) – главный показатель для теплоизоляционных материалов. Он показывает количество теплоты, которое проходит сквозь материал, имеющий толщину 1 м и площадь 1 м2, за один час при условии, что разница температур на противоположных поверхностях составляет 10 °С. Например, коэффициент теплопроводности сухого воздуха составляет 0,023 Вт/(м•0С). На величину теплопроводности влияют другие характеристики материала: пористость, влажность, температура, химический состав и другие.
Пористость – процент воздушных пор в общем объеме изделия. Может составлять 50% и более. В некоторых ячеистых пластмассах доходит до 90 – 98 %. Поры могут быть открытыми, закрытыми, мелкими или крупными. Очень важным является их равномерное распределение внутри материала.
Влажность – количество влаги, содержащейся в материале. Данный параметр влияет на теплопроводность. Так как вода очень хорошо проводит тепло, материал, насыщенный водой – мокрый, не будет выполнять свои функции.
Водопоглощение – способность материала впитывать воду при прямом контакте с ней. Очень важный момент для наружной изоляции, которая может находиться под осадками, для внутренней изоляции в помещениях с повышенным уровнем влажности. Если материал будет впитывать воду, его свойства будут падать.
Паропроницаемость – количество водяного пара, проходящее через материал, толщиной 1 м и площадью 1 м2, за 1 час при условии, что температура одинакова с обеих сторон материала, а разность парциального давления пара равна 1 Па. Данный параметр влияет на необходимость обустройства дополнительной пароизоляции.
Плотность материала влияет на его массу. По ней можно вычислить, на сколько будет утяжелена конструкция, если использовать тот или иной материал определенной толщины.
Биостойкость определяет, возможно, ли развитие грибков, плесени и другой патогенной флоры на поверхности или внутри структуры материала.
Теплоемкость материала важна в регионах с частой сменой температур. Она показывает количество тепла, которое может аккумулировать теплоизоляция.
Существуют и другие характеристики: огнестойкость, прочность, морозостойкость, прочность на изгиб и показатели пожарной безопасности. При выборе материала на них также стоит обратить внимание, а также на еще один показатель, не имеющий прямого отношения к конкретному теплоизоляционному материалу:
Коэффициент U – способность конструкции пропускать тепло. Будь то стены, потолок или пол, в зависимости от материалов, из которых они выполнены, могут пропускать тепло в разном количестве и с разной скоростью. Данный коэффициент является комбинированной величиной, в расчет которой входят все использованные послойно материалы и воздушные промежутки между ними. От значения коэффициента U конкретного здания или конструкции будет зависеть, какой теплоизоляционный материал можно использовать, и какая требуется толщина этого материала.