Виды утеплителя: теплоизоляционные материалы и их свойства

Оптимальным путем повышения энергоэффективности любого здания является использование теплоизоляционных материалов (ТИМов). Современный рынок специальных покрытий, предназначенных для пресечения теплопередачи, отличается огромным разнообразием. Чтобы не ошибиться с выбором термоизоляции, необходимо хорошо разбираться в характеристиках и особенностях использования предлагаемого производителями товарного ассортимента.

Способы задействования продукции, ее классификация

Применение термоизоляционных материалов осуществляется не только с учетом их свойств, но и в зависимости от конструктивных особенностей строения, его типа, а также наличия элементов, отличающихся повышенной теплопроводностью. Рассматриваемые покрытия монтируются 2 способами: наружным (установка производится на внешней части зданий) и внутренним.

Утепление минватой

К достоинствам первого метода относится:

  • сохранение внутренней площади помещений;
  • снижение расходов на отопление;
  • создание звукоизоляционного слоя;
  • защита поверхности от атмосферных воздействий;
  • продление срока эксплуатации строения.

Плюсов у внутренней теплоизоляции не так много (среди них — повышение термоизолирующих свойств примерно на 40% и уменьшение уровня проникающих шумов), но для ряда домовладельцев этот вариант является наиболее приемлемым, поскольку выполняется вне зависимости от времени года.

Стандартная систематизация покрытий по типу сырья

Как правило, для наружной термоизоляции задействуются неорганические материалы, имеющие в основе переработанные минеральные составляющие (в том числе горные породы, стекло, известняк и пр.). Безусловным лидером среди описываемого вида ТИМ признана минеральная вата. Кроме нее, к неорганической теплоизоляции относятся также пенопласт, стекло-, керамическая и каменная ваты.

Утепление пеноплексом

Материалы отличаются пониженной воспламеняемостью, высоким уровнем паропроницаемости. Отрицательная сторона большей части неорганических изоляторов — усадка (и, как следствие, недолговечность), непереносимость влаги.

Внутреннее утепление проводится при помощи органической группы ТИМ. Для ее производства применяются компоненты естественного происхождения, по большей части отходы аграрной и деревообрабатывающей сфер экономики, торф. Усиление характеристик природного сырья происходит путем добавления в состав цементных смесей или пластика.

В данный момент на рынке стройматериалов можно приобрести, помимо классических ДСП и ДВИП, следующие виды органических изоляторов:

  • пенополиуретан;
  • арболит;
  • фибролит;
  • ППВХ (пенополивинилхлорид);
  • эковату.

Большинство утеплителей описываемой группы экологичны, химически инертны (не подвержены агрессивным воздействиям внешней среды) и обладают хорошими гидроизоляционными свойствами. Главный минус покрытий — высокая пожароопасность — минимизируется путем задействования специальных пропиток.

Утепление пенополиуретаном

Рассматриваемая классификация включает, помимо 2 вышеуказанных, и третью группу утеплителей, называемую смешанной. Основу таких материалов составляет асбест, дополненный породообразующим минералом доломитом и органическим перлитом.

Наиболее популярными видами смешанных изоляторов являются совелит, вулканит. Рассматриваемые ТИМы термостойки, имеют вязкую (пастообразную) консистенцию и относительно низкую теплопроводность.

В числе их недостатков — низкая влагостойкость и необходимость применения средств защиты при использовании (асбестовая пыль может нанести вред организму).

Принципы дополнительного разделения ТИМов

Вспомогательная классификация условно распределяет материалы на 4 группы в соответствии с формой их выпуска:

  • Жесткие ТИМы

Изготавливаются в виде пластин, блоков, плит, сегментов. В их составе могут присутствовать асбест и тальк, обожженная глина и резина, тростник и стеклянные шарики, а также ряд иных компонентов. Эта группа утеплителей характеризуется звуконепроницаемостью и прочностью, задействуется в виде основы для оштукатуривания. Сфера применения — внутренняя отделка.

Асбест

Асбестовую теплоизоляцию применяют для горячих труб дымоходов

  • Гибкие изоляторы

Бывают в форме шнуров, жгутов, матов (как узких, так и широких), прокладок, листов. Материалом для их изготовления служит натуральное сырье — войлок, древесные опилки, переработанные целлюлозные изделия, конский волос, тростник, водоросли, минеральная вата. Прочность обеспечивается путем нанесения специальных веществ. Используются такие утеплители в основном путем их оборачивания вокруг конструкций, требующих термоизоляции (например, труб). Узкие гибкие материалы, как правило, приклеиваются к участкам с повышенной теплопроводностью.

Минвата

  • Сыпучие ТИМы

Помещают в пространство между конструкциями. Основой рассматриваемого вида теплоизоляции может быть диатомит или порошок магнезии, керамзит, сыпучая минеральная вата или гипс, древесные опилки или пробковая крошка.

Опилки

  • Волокнистые материалы

Производят из тончайших волокон базальта, гипса, плавленого песка либо стекла.

Дополнительная систематизация выделяет специализированные виды покрытий, в числе которых — сухая теплоизоляционная смесь, задействуемая при добавлении воды как наружный слой покрытия для других групп ТИМов; материалы для трубопроводов (гибкие, жесткие цилиндры и полуцилиндры).

И еще одна классификация, используемая при разделении теплоизоляции на группы, состоит из пяти типов изделий:

  • пенных;
  • листовых;
  • ватных;
  • дополнительных;
  • экзотических.

Пенные покрытия наносятся путем напыления (при монтаже задействуется специальное оборудование). В числе положительных характеристик такого рода изоляторов — морозостойкость, низкая теплопроводность, отсутствие стыков. Минусами материалов считается токсичность, подверженность горению, малая паропроницаемость, высокая стоимость.

Пенная телоизоляция

Листовые изоляторы, популярными представителями которых являются экструдированный полистирол и пенопласт, отличаются влагонепроницаемостью, стойкостью к атмосферным воздействиям. Среди недостатков — пожароопасность (с выделением в ходе горения токсичных веществ), паронепроницаемость. Область использования материалов — поверхности с повышенными механическими нагрузками (пол помещений, плоские кровли зданий).

Ватные утеплители задействуются преимущественно во внутренней изоляции конструкций. Они имеют волокнистую структуру, обладают низкой теплопроводностью, экологичностью. Отрицательная сторона использования этой группы покрытий — снижение полезной площади помещения. Кроме того, ватные утеплители подвержены деформированию и недостаточно прочны.

К экзотическому типу материалов относится термоизоляция, применяющаяся как традиционная в ряде слаборазвитых стран. К ним относятся мох, солома, шерсть.

Дополнительным видом признаны ТИМы, отличающиеся повышенной стоимостью (например, пеностекло).

Пеностекло

Коротко о новинках индустрии термоизоляции

Относительно новой продукцией на строительном рынке является теплоизоляционные материалы рефлекторного (отражающего) вида и утепляющая краска.

К первому из перечисленных товаров относятся полилекс, пенофол, армофон, принцип работы которых — снижение интенсивности тепловой конвекции. Сохранению микроклимата способствует наличие в описываемых изделиях отражающей поверхности, которая удерживает свыше 95% горячего воздуха.

ТИМы рефлекторной группы используются:

  • как пароизолятор в саунах;
  • в роли вспомогательного материала (для отделки перегородок, потолков, стен) в жилых помещениях с повышенной теплоотдачей.

Минусом товара является его основное свойство: осуществление заданных производителем функций только при условии наличия воздушной прослойки (закрашивать, забеливать конструкцию после монтажа нельзя).

Пенофол

Утепляющая краска относится к жидким термоизоляционным покрытиям, сырьем для которых выступают микроскопические шарики (из силикона и керамики диаметром 0,01-0,02 мм), связующий компонент. Материал легко наносится (при помощи кисти или валика), экологичен и не подвержен горению. Согласно заявленным изготовителями свойствам, слой покрытия в 1 мм заменяет блок минерального утеплителя толщиной около 5 см. Недостатками продукции на сегодняшний день признаны внушительный расход на 1 м2 поверхности, высокая стоимость.

Описание основных функциональных особенностей утеплителей

Главное назначение теплоизоляционных материалов — снижение теплопотерь сооружений в зимний период времени и замедление процесса нагревания зданий в теплый сезон. Кроме того, правильный монтаж термоизоляции позволяет:

  • сэкономить на отоплении;
  • продлить период эксплуатации жилья, помещений производственного назначения и иных конструкций;
  • минимизировать деформации несущих элементов, происходящие под влиянием изменяющихся температур;
  • уменьшить расход используемых стройматериалов.

Необходимые материалы подбираются строго индивидуально, с учетом комплексной оценки их характеристик. К ним относятся пористость, паропроницаемость, гигроскопичность, огнеупорность и ряд других параметров, подробно рассмотренных ниже.

Утепление стен

Коэффициент теплопроницаемости приобретаемых стройматериалов

К числу важнейших характеристик каждого утеплителя относится его способность предотвращать потери тепла. Низкое значение показателя позволяет задействовать в работе минимальную толщину слоя изолятора.

Коэффициент равен объему теплого воздуха, проникающего за час сквозь материал толщиной в 1 м и площадью 1 м2. Основным условием при расчете является двусторонняя разница температур в 10°C.

Согласно данным статистики, ведущие позиции по рассматриваемому параметру занимают 2 вида материалов: минеральная вата и пенопласт. Их максимальные показатели — 0,041 и 0,039 Вт/(м•°C) соответственно.

Паропроницаемость, или способность «дышать»

Наличие описываемого свойства позволяет ТИМам выводить излишки влажных паров из зданий, минимизируя тем самым возможность гниения конструкций. Высокими коэффициентами характеризуются пеноизол, различные виды ват. Плиты, изготовленные из экструдированного пенополистирола, практически не обладают указанными свойствами (их показатель — 0.013 Мг/м*ч*Па).

Лидером по паропроницаемости является минеральная вата, коэффициент которой — 0,60 единиц.

Паропроницаемость

Прочность, биостойкость и пористость

Три вынесенных в подзаголовок свойства также относятся к числу важнейших. Первый из перечисленных показателей позволяет определить возможность задействовать материалы в элементах с дополнительными нагрузками. Чтобы узнать, какие товары являются самыми прочными, следует прислушаться к мнению экспертов — крупных строительных компаний. Эти специалисты, задействующие в своей работе наибольший процент от общего числа выпускаемых изделий, считают лучшими (по рассматриваемому свойству) базальтовые плиты, керамзит.

Способностью сопротивляться разлагающим биологическим процессам, в числе которых — влияние вызывающих гниение бактерий, грибов, воздействие разрушающих покрытие насекомых — обладают лишь неорганические ТИМы.

Природные теплоизоляционные материалы не относятся к биостойким и нуждаются в использовании дополнительных пропиток.

Наивысшие показатели пористости — коэффициента, влияющего на ряд дополнительных характеристик и определяющего количество имеющихся в материале пустот в соотношении с объемом (общим) — у минеральной ваты (до 97%), а также у утеплителей, изготовленных из растительных волокон, асбеста.

Минвата

Восприимчивость изделий к воде

В числе свойств, которыми обладают все без исключения материалы — способность впитывать влагу, или гигроскопичность. Чем ниже показатель, тем меньше у ТИМа склонность к усадке. Наиболее надежные виды теплоизоляции в этом отношении — полимерные утеплители, которые поглощают воду в минимальном количестве (от 0,05%). Самой гигроскопичной признана минвата, быстро теряющая изоляционные способности при повышенной влажности.

Устойчивость к возгоранию, или огнеупорность

Негорючесть теплоизоляции — определяющий фактор обеспечения пожаробезопасности любой конструкции. К огнеупорным видам утеплителей относятся волокнистые неорганические материалы; к легковоспламеняющимся — пенополиуретан; к слабогорючим — пенополистиролы.

Изменить степень огнеупорности позволяет применение антипиренов — жидкостей, предохраняющих ТИМы от возгорания.

Отсутствие усадки и сохранение долговечности

При анализе характеристик материалов, заявленных производителем, следует обращать внимание на прочность изолятора. При долговременном (полном) отсутствии усадки изделие сохраняет высокие термоизоляционные показатели, предупреждает образование температурных мостов (участков со сниженным термосопротивлением).

Длительность эксплуатации утеплителя должна быть приближена к сроку службы конструкции.

Минвата

К дополнительным свойствам термоизоляции, не требующей расширенного описания, относятся:

  • экологичность;
  • уровень токсичности продуктов, выделяемых при горении;
  • дымообразование;
  • морозостойкость;
  • прочность на изгиб.

Утеплители, подобранные с учетом всех вышеуказанных параметров, позволят создать в помещении максимально комфортный микроклимат, обеспечат сохранность любых конструкций на протяжении длительного периода времени.

Краткий обзор современных теплоизоляторов

Среди многообразия утеплителей, предлагаемых производителями, наиболее популярными являются следующие товары:

  • Ватные, выпускающиеся в рулонах, плитах.

С учетом ранее описанных характеристик минвата используется в конструкциях с гидроизоляционным слоем. Какие виды этой группы изделий можно приобрести сегодня на рынке стройматериалов? Шлаковую (изготавливаемую из отходов металлургической промышленности) и каменную (выпускаемую на основе известняка, базальта). Их особенности — диэлектрические свойства, огнеупорность, биостойкость.

Еще один вид товара — стекловата — не стареет и не усаживается, выдерживает вибрации, биологические и химические воздействия.

Минусами группы изделий являются подверженность деформациям, гигроскопичность.

Шлаковата

  • Сыпучие ТИМы

Керамзит (прочные гранулы пористой структуры) — наиболее известный представитель этого вида материалов, изготавливаемый путем обжига некоторых сортов глины. Огнестойкий экологичный изолятор, продающийся по приемлемой стоимости. К его недостаткам относится необходимость создавать многослойные конструкции для утепления.

Среди перспективных засыпных видов теплоизоляции — вермикулит, получаемый из гидрослюды. Визуально выглядит как слоистые гранулы, фракция которых различна. Нетоксичен. В числе положительных свойств — высокий коэффициент сопротивления теплопередаче. Среди минусов — внушительная стоимость.

Керамзит

  • Листовые изоляторы.

Устойчивы к воздействию агрессивных сред. Пенопласт — классический материал, не потерявший популярности и сегодня. Востребованность объясняется простотой монтажа.

Экструдированный полистирол — более современный тип изоляторов, не подверженных гниению и воздействию влаги, прочных на сжатие, изгиб. Отличия между материалами — в цене (пенопласт стоит значительно дешевле) и структуре (полистирол схож с поролоном).

Экструдированный полистирол

  • Пенные виды покрытий.

Чаще используются при строительстве жилых зданий (в целях заполнения пространства, образуемого, в частности, между сэндвич-панелями). Пеноизол — дышащий материал, предотвращающий появление конденсата внутри строений. Устойчив к возгораниям.

Пеноизол

  • Органические утеплители.

Пенополиуретан — экологичен, химически пассивен, влагостоек. Наносится путем напыления, что позволяет утеплять даже труднодоступные элементы конструкций. Среди недостатков — непригодность для термоизоляции деревянных строений (нарушение процессов воздухообмена провоцирует процесс гниения).

Арболит изготавливается из измельченных древесных стружек, соломы, камыша, соединенных при помощи цементной основы и имеет второе название — деревобетон. В зависимости от плотности бывает конструкционным и теплоизоляционным. Чувствителен к повышенным показателям влажности.

Эковата, часто называемая целлюлозным утеплителем, характеризуется хорошими звукоизоляционными свойствами. Монтируется несколькими способами, в том числе и путем напыления. При длительной эксплуатации снижает теплоизоляционные качества. Эковата подвержена разрушению грызунами, насекомыми. Недостаток устраняется путем использования пропиток.

Эковата

  • Дополнительные изоляторы.

Пеностекло — пористый материал, в основе которого лежит кварц (песок) и стекло. Выпускается в гранулах, листах и блоках. Морозоустойчивый, экологичный, прочный утеплитель, отличающийся высокой плотностью.

Пеностекло

  • Отражающие ТИМы.

Востребованным представителем группы является фольгированный утеплитель, используемый на внешних и внутренних частях сооружений. Популярность объясняется легкостью монтажа и доступностью цены.

Изоком — экологичный многослойный фольгированный товар, в состав которого входит особая ткань, произведенная из полиэтилена (вспененного). Срок службы, заявленный производителями — до 50 лет.

Изоком

Все вышеперечисленные характеристики и особенности термоизоляторов позволят потребителям вделать правильный выбор и приобрести оптимальный материал для утепления жилого дома, иных конструкций.