Современные теплоизоляционные материалы для строительства

Введение новых, более жестких, нормативов по энергосбережению вызвало необходимость радикального пересмотра принципов проектирования и строительства зданий, так как применение традиционных для России строительных материалов и технических решений не обеспечивает требуемое по современным нормам термическое сопротивление наружных ограждающих конструкций зданий.

В настоящее время все большее распространение получают трехслойные конструкции стен, в которых предусмотрено применение эффективных утеплителей в качестве среднего слоя между несущей или самонесущей стеной и защитно-декоративной облицовкой. Рациональным и эффективным способом повышения теплозащиты эксплуатируемых зданий является дополнительное наружное утепление их ограждающих конструкций.

Существующие варианты утепления зданий отличаются как конструктивными решениями, так и используемыми в конструкциях материалами.

Физико-технические свойства используемых теплоизоляционных материалов оказывают определяющее влияние на теплотехническую эффективность и эксплуатационную надежность конструкций, трудоемкость монтажа, возможность ремонта в процессе эксплуатации и в значительной степени определяют сравнительную технико-экономическую эффективность различных вариантов утепления зданий.

Теплоизоляционные материалы в конструкциях утепления зданий должны соответствовать требованиям пожарной безопасности, иметь гигиенические сертификаты, не выделять токсичные вещества в процессе эксплуатации и при горении.

На долговечность и стабильность теплофизических и физико-механических свойств теплоизоляционных материалов в конструкциях утепления зданий влияют многие эксплуатационные факторы, включая:

• знакопеременный температурно-влажностный режим теплоизоляционных конструкций;
• возможность капиллярного и диффузионного увлажнения теплоизоляционного материала в конструкции;
• воздействие ветровых нагрузок;
• механические нагрузки от собственного веса в конструкциях стен и нагрузки при перемещении людей в конструкциях крыш и перекрытий.

С учетом указанных факторов теплоизоляционные материалы для утепления зданий должны отвечать следующим основным требованиям:

• теплоизоляционный материал должен обеспечивать требуемое сопротивление теплопередаче при возможно минимальной толщине конструкции, что достигается применением материалов с расчетным коэффициентом теплопроводности - 0,04-0,06 Вт/(м2·К);
• паропроницаемость материала должна иметь значения, исключающие возможность накопления влаги в конструкции в процессе ее эксплуатации;
• плотность теплоизоляционных материалов для утепления зданий ограничивается допустимыми нагрузками на несущие конструкции;
• прочность материала;
• морозостойкость;
• гидрофобность и водостойкость;
• биостойкость и отсутствие токсичных выделений при эксплуатации.

Изделия на основе минерального волокна

Утеплитель на основе минерального (базальтового) волокна представляет собой материал, получаемый из силикатных расплавов горных пород, металлургических шлаков и их смесей. Он обладает механической и химической стойкостью, является негорючим и водоотталкивающим, имеет хорошие изолирующие свойства в широком температурном диапазоне.

Данный вид утеплителя относится к группе несгораемых (НГ) строительных материалов (выдерживает температуру до 1000°С); является гидрофобизированным изоляционным материалом.

Для теплоизоляционных материалов из минеральных волокон, применяемых в наружных ограждающих конструкциях зданий, особенно важным является показатель водостойкости. Учитывая возможность периодического увлажнения теплоизоляционных материалов в конструкции, показатель водостойкости в значительной степени определяет их долговечность.

За счет гидрофобизации волокнистых материалов снижается их смачиваемость, т. е. уменьшается поверхность взаимодействия волокон с капельной влагой, что приводит к повышению водостойкости и, соответственно, долговечности материала. Предотвращение конденсации паров воды в конструкции достигается конструктивными решениями, а именно соответствующим расположением слоев материалов с различной паропроницаемостью и введением при необходимости дополнительных паровых барьеров, предотвращающих или ограничивающих конденсацию. В качестве барьеров рекомендуется использовать специальные материалы - паро- и гидроизоляционные пленки. Это необходимо для того, чтобы избежать проникновения водяных паров в утеплитель, а также обеспечить вывод из утеплителя возможных накопившихся водяных паров и не допустить попадания влаги. Дело в том, что при попадании влаги в утеплитель резко ухудшаются его теплоизолирующие свойства и сокращается срок службы. Гидроизоляция одновременно служит и ветрозащитой, т. е. предохраняет от конвективного переноса тепла (продувания).

Толщина утеплителя выбирается на этапе проектирования, исходя из полученных значений теплового расчета по новым нормам для каждого конкретного объекта утепления.

Изделия из пенополистирола

В строительстве используется пенополистирол двух типов - плиты пенополистирольные и экструдированный пенополистирол.

Пенополистирольные плиты получаются вспениванием и свариванием гранул полистирола между собой при нагревании водой или паром. Наиболее популярными являются марки ПСБ-С-10, ПСБ-С-15 (самозатухающий) с плотностью около 10 кг/м3 и 15 кг/м3 соответственно.

Экструдированный пенополистирол - материал с равномерной структурой закрытых мелких ячеек. Имеет высокое сопротивление диффузии водяных паров и капиллярному поглощению. Прочность экструдированного пенополистирола превосходит прочность многих широко применяемых теплоизоляционных материалов, поэтому он особенно часто используется при устройстве "теплых полов" и эксплуатируемых крыш. При плотности около 30 кг/м3 материал выдерживает равномерную нагрузку более 20 т/м2 при 5%-ном линейном сжатии.

Пенополистирол - горючий материал с максимальной температурой эксплуатации не более 100°С, что ограничивает его применение в строительных конструкциях.