Современные утеплители и теплоизоляционные материалы

5 ноября 2008

МИНЕРАЛЬНЫЕ УТЕПЛИТЕЛИ представляют собой минеральную вату и стекловолокно. Стекловолокно производят из кварцевого песка, расплавленного в газовой печи при температуре полторы тысячи градусов. Превращённая посредством плавления в жидкое стекло масса, попадает в специальную центрифугу, после чего проходит через микроскопические отверстия и превращается в стеклянные волокна. На полученную массу напыляют специальные масла и смеси для склеивания материала, и нагревают горячим воздухом до 250 градусов, затем доводят до кондиции в специальной печи. Стекловолокно используется не только для утепления, но и для звукоизоляции помещений, кроме того, оно отпугивает вредителей и не поддаётся воздействию плесневого грибка.  Минеральная вата – волокнистая субстанция, производимая высокотемпературным плавлением базальтовых минералов. Она довольно популярна на строительном рынке и имеет много достоинств. Минеральная вата не горит, обладает высокой  те

ПЕНОПОЛИСТИРОЛ – полимер, производимый из стирола, химического вещества, состоящего из углерода, водорода и воды, нетоксичного и не содержащего вредных для здоровья примесей. Обычно пенополистирол используют для утепления внешних поверхностей зданий, панелей, подвалов, крыш.

ВСПЕНЕННЫЙ ПОЛИЭТИЛЕН производится в двух видах: с высокой и низкой плотностью. Последний используется для утепления стен, фундаментов, балконов, труб и.т.д. Полиэтилен с высокой плотностью служит для  тепло-, гидро- и звукоизоляции стен, полов, окон. Материалы также могут различаться по коэффициенту вспенивания, благодаря чему могут значительно варьировать их свойства и способы применения.

Более перспективным направлением является ВАКУУМНАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ, то есть создание вакуумных изоляционных панелей с наполнителем из пористых материалов – мелких порошков или аэрогелей. Физические принципы данного типа теплоизоляции разработаны еще в 60-е годы прошлого столетия, однако использовалась они лишь в технике глубокого охлаждения.

Современная технология изготовления пленочных упаковочных материалов позволяет производить теплоизоляцию с вакуумированием для массового применения в строительстве. Коэффициент теплопроводности данных изделий может достигать значения 0,002 Вт/(м•К), что более чем на порядок ниже традиционно используемых в строительстве утеплителей.

Вакуумная теплоизоляционная панель состоит из пористого материала-наполнителя, помещенного в непроницаемую оболочку. Воздух в панели откачивается до давления от 0,1 до 100 Па, после чего оболочка герметизируется. На рис. 1 (фото автора) представлена вакуумная теплоизоляционная панель рядом с блоками традиционных утеплительных материалов – пенополистирола и пенополиуретана с такими же теплопроводящими свойствами. Наглядно видно преимущество нового материала с точки зрения уменьшения слоя утеплителя, что очень важно в строительстве.

Роль наполнителя сводится к следующему:

1.      поддержание стенки панели – внешнее давление 105 Па означает, что атмосферный столб весом почти 1 т давит на оболочку панели размером 30 см2;

2.      ограничение движения газовых молекул – чем меньше величина пор наполнителя, тем более вероятно, что молекулы будут сталкиваться с его частицами, а не между собой; тем самым снижаются требования к начальному уровню разрежения в пакете;

3.      исключение радиационного механизма передачи тепла через наполнитель – для этого в его состав часто вводят вещества (например, диоксид титана), рассеивающие и поглощающие ИК-электромагнитные волны.

В настоящее время коммерческие материалы для вакуумных панелей включают пенополистирол, пенополиуретан, дымный кремнезем и осажденный кремнезем, аэрогели. Дымный кремнезем и аэрогели превосходят все типы наполнителей даже при относительно высоких давлениях (до 1000 Па) внутри пакета. Возможность сравнительно высокого начального давления обеспечивает увеличение продолжительности жизни теплоизоляционного пакета.