Лекция 5 Инновационные теплоизоляционные материалы

отопление в России в два-три раза выше, чем в странах

с аналогичными климатическими условиями. Одна из главных причин сложившейся ситуации - то, что большая часть функционирующего жилищного фонда построена в 50 - 70-е гг. прошлого века, когда топливо стоило копейки (литр бензина - 5 коп.), а строительные материалы были относительно дорогими. Поэтому и строили жилые дома, экономя на толщине стен, на теплоизоляционных материалах в расчете на то, что тепло обеспечат горячие батареи. Однако цены на теплоносители выросли в сотни раз, да и производство тепла, получаемого в основном за счет сжигания органического топлива, загрязняет биосферу вредными продуктами сгорания. Поэтому Государственная Дума приняла Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации". В частности, в рамках Закона ставится задача повышать энергетическую эффективность зданий различного назначения, в первую очередь жилых. А основной способ решения такой задачи - дополнительно утеплять уже построенные здания и теплоизолировать до нужных кондиций строящиеся. Поэтому сегодня теплоизоляционные материалы (ТИМ) стали одним из основных видов строительных материалов, они в больших объемах производятся в России и закупаются за рубежом. Ассортимент видов ТИМ насчитывает не менее 100 конкретных наименований, производимых в промышленных объемах. В соответствии с ГОСТ 16381-77 это множество материалов разделено на классы в зависимости от ряда сходных признаков.

свойству - теплопроводности. Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем лучшими теплоизоляционными

свойствами обладает ТИМ. По теплопроводности ТИМ разделяют на классы:
А, включающий материалы, коэффициент теплопроводности которых ниже 0,06 Вт/м К;
Б, включающий материалы, коэффициент теплопроводности которых лежит в интервале от 0,06 до 0,115;
В, включающий материалы, коэффициент теплопроводности которых больше 0,115.
По величине средней плотности (единица измерения этого показателя - кг/м3) ТИМ разделяют на марки: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500. Марка представляет собой верхний предел его средней плотности.
По жесткости ТИМ разделяют на мягкие, полужесткие, жесткие, повышенной жесткости.
По форме и внешнему виду ТИМ разделяют на штучные изделия (плиты, блоки, кирпичи, цилиндры, полуцилиндры, скорлупы, сегменты, маты), рулонные изделия, шнуры.

относят так называемую отражающую изоляцию.
Теплота переносится за счет теплопроводности,

конвекции и излучения. Теплопроводность имеет природу теплового движения атомов и молекул вещества. Эти частицы движутся тем с большей скоростью, чем выше температура. Механизм передачи в этом случае таков: более быстрые частицы, сталкиваясь с более медленными, передают им часть кинетической энергии. При этом быстрые остывают, медленные нагреваются.

Конвекция (от латинского convectio - принесение, доставка) - явление переноса теплоты за счет механического передвижения жидкости, газа или сыпучих твердых тел от более горячих участков к более холодным.

излучения, которое возникает при наличии в системе разности температур. Этим

оно отличается от радиочастотного, ультрафиолетового, гамма-излучения, которое возникает и в отсутствие разности температур.

Интенсивность теплопередачи путем теплопроводности и конвекции пропорциональна температуре, а лучистый

поток пропорционален четвертой степени температуры.
При повышении температуры в два раза количество теплоты, переносимое теплопередачей или конвекцией, возрастает также в два раза, а вот количество излучаемой теплоты - в 16 раз! Чтобы выполнить теплоизоляцию с наибольшей эффективностью, необходимо выявить, посредством какого из трех перечисленных механизмов происходит основная потеря теплоты. Как правило, это обусловлено лучистым теплообменом.
Установлено, что при комнатной температуре на долю теплопроводности и конвекции приходится по 30% от общего теплового потока, а на долю лучистого теплообмена - 40%. При повышении температуры доля теплоты, приходящаяся на лучистый теплообмен, как уже отмечено, резко возрастает.

получили общее название "отражающая теплоизоляция", то есть ТИМ, способные отражать

электромагнитные волны в инфракрасном диапазоне. С недавних пор их начали изготавливать в промышленных масштабах, в том числе и в нашей стране.
Первым в России появился «Пенофол» "Завод "ЛИТ", г. Переяславль-Залесский).
«Пенофол» представляет собой рулонный материал шириной до 1,5 м и толщиной от 3 до 20 мм из вспененного полиэтилена, на одну или обе стороны которого наклеена алюминиевая фольга.
Следует добавить, что пенофол не только теплоизолирует объект, но и является гидроизоляцией, а также пароизоляцией. И, кроме того, защищает помещение от проникновения радиоактивного газа радона - основной ныне в жилых помещениях причины радиоактивного заражения.

пенофолу.
Между пенополиэтиленом и клеевым слоем вставлена специальная мембрана, не

позволяющая клеевому слою мигрировать в поры пены, возрастает срок хранения материала без потери клеящих свойств. Производится "МагнофлексR" четырех типов:
A - дублирован алюминиевой фольгой с одной стороны;
B - дублирован алюминиевой фольгой с двух сторон;
C - дублирован алюминиевой фольгой с одной стороны и клеящимся слоем с антиадгезионной пленкой - с другой;
L - дублирован металлизированной полиэтилентерефталатной (лавсановой) пленкой с одной стороны.

упаковки продуктов;
высокая способность к отражению тепла;
не впитывает влагу;
не пропускает шум;
он

не горит и способен к самозатуханию;
не портится грызунами;
прост в применении, для его монтажа не нужны специальные инструменты, достаточно иметь ножницы;
удобный в перевозке, маленькая толщина позволяет сматывать его в рулон и перевозить любым транспортом;
тонкий в сравнении с другими материалами;
отражает вредное воздействие радиации.
Недостатки
мягкий материал, прогибается при надавливании, на него нельзя наносить штукатурку или клеить обои;
при работе с пенофолом нужен специальный клей;
снаружи его употребляют только как дополнительный материал.

3 и до 10 мм. Пенофол толщиной в 40 мм, предназначенный

для работы в северных районах.
Водопоглощение % - от 0,7 до 0,35.
Предел прочности при сжатии, МПа - 0,035.
Паропроницаемость - 0,001 мг/мчПа.
Теплопроводность от 0,037 до 0, 052 Вт/мс.

"Стройтермоизоляция" (фольгопласт), "УралПластик" (экофол, пенотерм). Используют в России и импортные

материалы, аналогичные пенофолу. Один из них - "Полифом", производимый японской корпорацией "Фурукава" (кстати, именно она первой начала изготавливать ТИМ этого вида). В настоящее время "Фурукава" строит в России завод по производству полифома.

применения экструзионного пенополистирола (ПС) (ГОСТ 32310-2012 «Изделия из экструзионного пенополистирола

XPS теплоизоляционные промышленного производства, применяемые в строительстве. Технические условия») в качестве теплоизоляционного материала в гражданском и промышленном строительстве.
Полученный материал обладает равномерной структурой, состоящей из мелких, полностью закрытых ячеек с размерами 0,1...0,2 мм.
Сырьем для получения экструзионного пенополистирола служат порошок или гранулы полистирола различных марок, в качестве вспенивателей используют газы, органические порофоры, минеральные газообразователи, легкокипящие жидкости (смеси легких фреонов и диоксид углерода СО2). Количество вспенивающих агентов составляет 4...5 массовых частей на 100 частей полимера. При экструзии вводят также различные добавки: красители, пластификаторы, антипирены и другие вещества, позволяющие получить пенопласты с требуемыми свойствами (эластичные, окрашенные, слабогорючие и т.д.).

теплопроводностью, практически нулевым водопоглощением, высокой прочностью на сжатие. Поверхность готовых

плит гладкая, с закрытой пористостью, в виде водоотталкивающей оболочки, позволяет использовать их в наружных стенах без дополнительной гидроизоляции.
Изделия сохраняют свои свойства после длительного воздействия замораживания - оттаивания. Это химически инертный и не подверженный гниению нетоксичный материал.
 
Характеристики экструзионного пенополистирола:
Плотность, кг/м3........................................................................35...50
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м К).............................0,028...0,032
Прочность при сжатии, МПа, при 10% деформации.............0,25...0,70
Прочность при изгибе, МПа....................................................0,4...0,7
Коэффициент паропроницаемости, мг/(м ч Па)………………….0,014...0,018
Водопоглощение за 24ч. (но объёму), %................................0,1...0,2
Долговечность, лет...................................................................50
Температура применения. оС..................................................-50...+75
Стойкость к огню в зависимости от от марки………………………Г4-Г1
 
Особенностью экструзионного пенополистирола является низкая паропроницаемость, в 40 — 70 раз меньше, чем у обычного. Во избежание отсыревания стен требуется дополнительное кондиционирование жилых помещений.

методом на основе композиций, содержащих изоцианаты и гидроксилсодержащие олигомеры (полиэфиры,

олигоэфиры), а также воду, катализаторы, эмульгаторы, в некоторых случаях — наполнители, пигменты и антипирены. Различают ППУ двух типов: эластичные мягкие поропласты (поролон) и жесткие прочные пенопласты. Эластичные ППУ применяют для производства мягкой мебели, губок, ковровых изделий, герметизации стыков и т.д. Жесткие ППУ применяются для изготовления трехслойных панелей типа сэндвич, плит покрытия, в качестве электро-, тепло- и звукоизоляционных материалов. Из пенополиуретанов получают тепловую изоляцию трубопроводов, холодильников, резервуаров и хранилищ высокого качества.
Эластичные пенополиуретаны марок «ППУ-Э» получают на основе простых олигоэфиров с молекулярной массой 750...600, синтезированных из оксидов алкиленов (этилена, пропилена), тетрагидрофурана и гликолей. Реже используют сложные олигоэфиры дикарбоновых кислот и гликолей.
Жесткие пенополиуретаны марок ПУ-..., ППУ-..., Вилан-..., Изолан-.... Рипор-... и другие получают из простых олигоэфиров разветвленной структуры на основе оксидов алкиленов и триолов (глицерина, триметилопропана и др.). Используют также сложные олигоэфиры на основе дикарбоновых кислот и триолов или их смесей с диэтиленгликолем.

Р 56590-2015 (EN 13165:2012) «Изделия из жесткого пенополиуретана теплоизоляционные заводского

изготовления, применяемые в строительстве. Общие технические условия»

облицовкой многослойным алюминием (алюмоламинатом)
с двусторонней облицовкой стеклохолстом
с двусторонней облицовкой крафт-бумагой
с

нижней облицовкой из стеклохолста и верхней облицовкой из стеклохолста, пропитанного битумом

формирует  уклонообразующий слой на плоских основаниях, разуклонку и контруклоны по слою теплоизоляции

которых есть пустоты, благодаря которым эти частицы обладают низкой теплопроводностью.

Если такими частицами засыпать полость в стене здания, то стена будет теплой. Давними примерами ТН являются древесные опилки, которыми утепляют нижние венцы бревенчатых домов, верховой торф. В настоящее время в качестве ТН используют дробленый керамзит, пеностекло, пенополистирол в виде вспененных гранул.

сырье - вермикулит - представляет собой чешуйчатый минерал, содержащий большое

количество связанной воды. При нагревании до 800 оС вода вспучивает эти чешуйки, а упругость их обеспечивает сохранение рыхлости слоя вспученного вермикулита даже при сильном сжатии и, следовательно, хорошие теплоизоляционные свойства.
Сыпучесть вспученного вермикулита обеспечивает возможность его засыпки в полости сложной формы как при новом строительстве, так и при реконструкции, ремонте. В сыпучем состоянии его рекомендуют использовать для теплоизолирования полов, межэтажных перекрытий, чердаков, в колодцевой кирпичной кладке.
В отличие от таких сыпучих ТИМ, как, например, керамзит, вспученный вермикулит после уплотнения на 20 - 25% переходит в упруго-сжатое состояние, при котором силы трения о стенки конструкции и друг о друга начинают превосходить дополнительные уплотняющие воздействия сжатия, и материал становится несжимаемым.

стен из кирпича, бетона. После высыхания поверхность штукатурки из этой

смеси защищают шпатлевкой на основе цемента и окрашивают. Выпускают VERMIX и с большой долей цемента. Такая смесь предназначена для выравнивания и утепления бетонных оснований под укладку напольной керамической плитки, паркета, линолеума, ковровых покрытий.

вспученного вермикулита в смеси с неорганическим связующим (жидкое стекло с

отвердителем - мелом) способом горячего прессования ООО "Научно-производственная фирма "Техснаб" (г. Петрозаводск) начало изготавливать вермикулито-силикатные плиты "МИНПЛАСТ А", используемые в качестве конструкционно-огнезащитно-отделочно-теплоизоляционного материала.

и 800 кг/м3 соответственно.
Внешний вид - жесткие прямоугольные плиты

с ровной поверхностью от белого до светло-серого цвета с просматриваемой мелкодисперсной структурой.
Теплопроводность плит при 25оС равна 0,14 - 0,16 Вт/м К, разрушающее напряжение при сжатии не менее 2 МПа, при изгибе не менее 4,5 МПа. Плиты не только не горят, но и способны спасать от пожара. Так, если плиту толщиной 50 мм нагревать с одной стороны в течение 2,5 ч до 1100оС (предельная температура, до которой можно нагревать эти плиты), с другой стороны температура будет не выше 100оС. Вследствие такого уникального противостояния огню плиты "МИНПЛАСТ А" в основном используют для огнезащиты помещений, которые не должны сгореть ни в коем случае, - банковских хранилищ, серверных центров, котельных, электрощитовых и т.п.

полые толстостенные сферы из алюмосиликатов. Эти сферы никто специально не

изготавливает - они образуются при сгорании каменного угля некоторых месторождений и извлекаются из золы. Насыпная масса микросфер - 100 - 450 кг/м3, коэффициент теплопроводности - 0,08 Вт/м К, диаметр шариков - 20 - 600 мкм.

полостях, предназначенных для засыпки. Наряду с использованием в качестве ТН

микросферы применяют и как заполнитель в легких бетонах, сухих строительных смесях, в композициях на основе полиуретанов, эпоксидов. В настоящее время рядом организаций проводятся исследования, направленные на модификацию микросфер. В частности, гидрофобизирование и металлизация придают им теплоотражающие свойства. Один из таких материалов, разработанный во ВНИИ экспериментальной физики (г. Саров), получил название «Полигран».

Насыпная плотность диатомита не более 400 кг/м3, коэффициент теплопроводности не

более 0,11 Вт/м·К, диаметр частиц не более 0,2 мм. Диатомит так же как и алюмосиликатные микросферы, сыпучий материал, поэтому может быть использован в качестве насыпной теплоизоляции. Но пока диатомит используется в первую очередь для получения сухих строительных смесей, теплоизоляционных кирпичей, называемых пенодиатомитовыми.

и щебень перлитовые вспученные. Технические условия») — пористый материал, получаемый

термической обработкой дробленых вулканических водосодержащих пород. В зависимости от размера зерен различают перлитовый песок (менее 5 мм) и щебень (5 ...20 мм).

Вспученный перлитовый песок подразделяется на рядовой с зернами размером менее 5 мм, крупный — с зернами размером 1,25...5,0 мм, средний — с зернами размером 0,16...2,5 мм, мелкий — с зернами 0,16... 1,25 мм и пудру - с зернами размере менее 0,16 мм. Вспученный перлитовый щебень бывает двух фракций: с зернами размером 5...10 мм и размером 10...20 мм.
Вспученный перлитовый песок применяют в качестве заполнителя при изготовлении теплоизоляционных изделий и бетонов, огнестойких штукатурных растворов, а также для теплоизоляционных засыпок при температуре изолируемых поверхностей -180 до +875оС. Коэффициент теплопроводности в пределах 0,041-0,093 Вт/(м·К)

в мешки, а также в виде матов.
Технология изготовления: газетная макулатура

измельчается, перемешивается со смесью порошкообразных химикатов и упаковывается в целлофановые или бумажные мешки размером 103×53×19 см и весом 15-17 кг. Плотность эковаты в мешках 140-160 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,045-0,049 Вт/(м×К).

Эковата является экологическим чистым, а также достаточно огнестойким, влагостойким и биостойким материалом, что позволяет широко использовать ее в качестве теплоизоляционного материала в слоистых ограждающих конструкциях стен, покрытий и перегородок.

в виде жидкого состава с использованием типовых выдувных устройств компрессорного

или центробежного типа. Производительность компрессорной установки около 800 кг/ч, она может подавать смесь на высоту до 30 м и на расстояние до 150 м. Центробежные установки менее мощные. Их производительность порядка 600 кг/ч, а расстояние подачи смеси почти вдвое меньше, чем у компрессорных.

КМЦ. Он может применяться для теплоизоляции стен производственных и жилых

помещений, школ, спортивных залов, театров, студий звукозаписи и др. Подходит К-30 и для теплоизоляции крыш под гидроизоляцию.

«К-30» может успешно применяться и в качестве жидких обоев. Толщина слоя в этом случае составляет 0-55 мм. Плотность полученного покрытия составляет 50-70 кг/м3, а коэффициент теплопроводности 0,045 Вт/(м×К).
Свеженанесенное покрытие из эковаты можно разровнять валиком или придать ему декоративный рельеф. Высохшие поверхности можно красить или покрывать следующим слоем изоляции.

системы, в которой взвешены закрытопористые наполнители разной насыпной плотности для

создания синтактной пены.
Теплоизоляция КОРУНД Классик высокоэффективна в теплоизоляции крыш, фасадов зданий, внутренних стен, откосов окон, бетонных полов, трубопроводов горячего и холодного водоснабжения, паропроводов, воздуховодов для систем кондиционирования, систем охлаждения, различных ёмкостей, цистерн, трейлеров, рефрижераторов и т. п.
Он используется для исключения конденсата на трубах холодного водоснабжения и снижения теплопотерь согласно СНиП в системах отопления. Материал эксплуатируется при температурах от –60°С до +200°С (до +260°С в пиковом кратковременном режиме). Срок службы материала при соблюдении правил технологии нанесения не менее 15 лет.

лет.
2. Срок службы сверхтонкой тепловой изоляции Корунд -15 лет(любая

прокладка).

оконных и дверных проемов. Покрытие не препятствует диффузии
водяного пара.

Фасад получает дополнительное утепление и защиту от влаги,
химических элементов. УФ на 100%, тепловая энергия солнца на 85% отражается
обратно в атмосферу. Фасады имеют опрятный, ухоженный вид в течении 15 и более лет.

теплоизоляции и норма расхода

материала для ограждающих конструкций жилых зданий.















*Расход материала производится по "жидкой фазе" материала, за базу
принимается теоретический расход = 0,5 литра/м2, это значит, что если
вылить 0,5 литра на площадь в 1 м2, то толщина слоя материала будет
равен 0,5 мм. В процессе отверждения материала происходит уменьшение
толщины слоя до 0,4 мм (т.е. на 20%), за счет испарения воды.

воды, акриловой дисперсии и наполнителей входят добавки, на основе перлита,

стекловолокна, пеностекла, а также керамических микрогранул.

2-4 мм, что вполне достаточно, чтобы заменить несколько десятков миллиметров

традиционного утеплителя.
Краска позволяет нанести материал на поверхность равномерным слоем. Кроме этого, технология нанесения краски позволяет утеплять самые неудобные места, которые утеплить традиционными способами не представляется возможным.
По густоте, они напоминают густую пасту белого или серого цвета. Такую краску легче наносить с помощью распылителя, что обеспечит более равномерный слой.
Чем толще слой краски, тем эффективнее теплоизоляция. Срок службы теплоизоляционного слоя составляет от 12 до 40 лет, а условия эксплуатации определяются температурным режимом от -70ºС до +260ºС.

к ультрафиолету.
Краска обладает низким коэффициентом теплопередачи.
Долговечность покрытия.
Высокая степень адгезии ко

всем известным материалам.
Покраска не требует применения специального оборудования, кроме распылителя.
Высокая устойчивость к механическим нагрузкам.
Высокая степень пожароопасности.
Возможность теплоизоляции труднодоступных мест.