Теплопроводность пенополистирола и минеральной ваты: Сравнения и расчеты теплоизоляции стен пенополиуретаном, минватой, пенополистиролом

Как выбрать теплоизоляцию для дома

Как выбрать теплоизоляцию для дома

Сентябрь 01, 2016

Уменьшение количества энергетических и природных ресурсов привело к тому, что люди начали экономно использовать топливо, бережно относится к лесу. В последнее время были введены стандарты в области энергосбережения, люди стали покупать пластиковые окна и утеплять свои дома.  На данный момент проблема выбора утеплителя сейчас стоит перед каждым потребителем, с нюансами этого дела постараемся разобраться в нашей статье.

Какая теплоизоляция считается лучшей?

Однозначного ответа на этот вопрос нет и не может быть. Это связано с тем, что каждый материал имеет свои положительные и отрицательные стороны, может использоваться в разных температурных диапазонах при определённой влажности воздуха. Также на выбор изоляции влияет тип отделываемой поверхности. В настоящий момент широкую популярность у потребителей приобрели материалы на основании пенополистирола, а также минеральная вата. Ознакомимся с ними более подробно.

Что лучше выбрать минеральную вату или пенопласт

Для начала разберёмся с базальтовой или минеральной ватой. По технологии производства этот материал получают путём расплавления твёрдых горных пород. Подобные изделия выпускаются в виде матов (плит) волокнистой структуры. Основными преимуществами данного материала считается стойкость к высоким температурам, гниению и появлению плесени. Его используют для отделки стен мокрых помещений, таких как сауна или баня, а также для утепления стен частных домов.

Пенопласт выпускается в виде жёстких плит определённой толщины со стандартными габаритными размерами. Утеплитель применяют для изоляции перекрытий, несущих стен и фундамента. Структура пенопласта состоит из большого количества пузырьков прочно соединённых между собой. В связи с этим готовые изделия имеют небольшую теплопроводность, их поверхность отталкивает влагу, препятствует процессам гниения и появлению грибка.

Сравнение пенопласта и минеральной ваты

Параметр	Пенопласт	Минеральная вата
Прочность на сжатие, МПа	0,05-0,16	0,04-0,06
Прочность на изгиб, МПа	0,07-0,25	–
Коэффициент теплопроводности, Вт/(мхК)	0,033-0,037	0,030-0,048
Влагопоглощение, %	4	До 15>
Группа горючести	Г1, Г3	НГ
Коэффициент паропроницаемости, мг/(м*ч*Па)	0,036-0. 45	0,38-0,53
Максимальная температура нагрева, °С	+ 80	+ 1000

Часто задаваемый вопрос – какой утеплитель выбрать: базальтовые маты или минеральную вату

На самом деле и базальтовый утеплитель и минеральная вата – это один и тот же материал. Подобные изделия получают из волокон, образованных в результате расплавления горных пород с дальнейшим прессованием в отдельные плиты. Приставка в названии изоляции «базальтовая» говорит о происхождении материала (из базальтового камня).

Сравнение минеральной ваты и пенополистирола

Пеноплекс или экструдированый пенополистирол – это аналог привычного всем пенопласта. Заметим, что указанный материал изготавливается по немного другой технологии из того же сырья, что позволяет получить улучшенные качества. Основное преимущество пенополистирола стойкость к воздействию влаги, однако такие изделия поддаются горению. Что касается минваты, то указаный утеплитель пропускает влагу, но при этом теряет свои свойства. Описываемая изоляция не поддаётся горению и это считается её основным преимуществом.

Сравнение экструдированного пенополистирола и базальтовой ваты

Параметр	ЭППС (XPS)	Базальтовая вата
Прочность на сжатие, МПа	0,20-0,35	0,04-0,06
Прочность на изгиб, МПа	0,04-0,10	–
Коэффициент теплопроводности, Вт/(мхК)	0,026-0,034	0,030-0,048
Влагопоглощение, %	0,4	До 15
Группа горючести	Г1, Г3	НГ
Коэффициент паропроницаемости, мг/(м*ч*Па)	0,015-0,019	0,49-0,53
Максимальная температура нагрева, °С	+ 75	+ 1000

Стекловата – базальтовый утеплитель

Эти два вида теплоизоляции похожи между собой по свойствам, но отличаются типом сырья.

Если для изготовления минеральной ваты используются твёрдые горные породы, то стекловату получают из очищенного кварцевого песка или боя стекла. На отличительные признаки указывает структура материала. Стекловата может изгибаться под любым углом, что позволяет использовать изделия для утепления конструкций сложной формы. Базальтовые плиты напротив, имеют достаточную жёсткость и прочность, поэтому их используют для отделки выровненных поверхностей.

Сравнение стекловаты и базальтовой ваты

Параметр	Стекловата	Базальтовая вата
Прочность на сжатие, МПа	–	0,04-0,06
Прочность на изгиб, МПа	–	–
Коэффициент теплопроводности, Вт/(мхК)	0,038-0,046	0,030-0,048
Влагопоглощение при частичном погружении, %	До 15	До 15
Группа горючести	НГ	НГ
Коэффициент паропроницаемости, мг/(м*ч*Па)	00-0,06	0,49-0,53
Максимальная температура нагрева, °С	+ 250 – 450	+ 1000

Теплопроводность минеральной ваты

Теплопроводность минеральной ваты в сравнении с другими утеплителями

Разновидности минеральной ваты

Минеральные утеплители – это утеплители, изготовленные из сырья минерального происхождения. Наиболее популярным и широко используемым утеплителем является минеральная вата. Теплопроводность минеральной ваты — важный показатель целесообразности использования в качестве утеплителя.

Различают минеральную вату каменную и шлаковую. Каменную вату производят из различных горных пород, например, базальта, известняка, доломита. Она долговечна, качественна, имеет высокие эксплуатационные характеристики и часто используется при постройке зданий и строений.

Сырьем для шлаковой ваты является смесь из шлаков чёрной и цветной металлургии. Она менее долговечна, не предназначена для строений длительного использования. Не стоит использовать ее в условиях перепадов температур и повышенной влажности.

Показатели минеральной ваты

Характеристика

Минеральная вата

Водопоглощение при полном погружении, не более

Средний диаметр волокна, не более

Содержание неволокнистых включений по массе, не более

Теплопроводность при 283+1 К, не более

Предел прочности на сдвиг, не менее

Предел прочности на сжатие, не менее

Предел прочности на растяжение, не менее

Теплопроводность утеплителей.

Что это?

Коэффициент теплопроводности показывает количество тепла, проводимое через 1 квадратный метр поверхности материала толщиной в 1 м за час при отсутвии утечки тепла сбоку и разности температур обеих поверхностей в 1 °С. Это одно из наиболее важных свойств теплоизоляционных материалов. Понятно, что чем меньше показатель теплопроводности, тем меньше тепла теряется.

Теплопроводность минеральной ваты

Если сравнивать теплопроводность минеральной ваты с теплопроводностью других теплоизоляционных материалов, то получим такие показатели:

Теплопроводность, Вт/м °С / необходимая толщина слоя утеплителя, мм:

Базальтовая вата – 0,039 /167 мм
Пенополистирол – 0,037 /159 мм
Стекловата – 0,044/189 мм
Керамзит – 0,170/869 мм
Кирпичная кладка – 0,520/1460 мм

Сравнительные коэффициенты теплопроводности строительных материалов:

Бетон – 1,5
Каменная кладка на растворе – 1,2
Рабочий кирпич – 0,6
Облицовочный кирпич – 0,4
Штукатурный гипс – 0,3
Ячеистый бетон – 0,2
Стекловата – 0,05
Пробковые покрытия – 0,039
Минеральная вата – 0,035
Пенопласт — 0,034

Как видно из показателей, теплопроводность минеральной ваты уступает только материалам из пенополистирола. Хотя если сравнить пенополистирол и каменную вату по огнестойкости, то тут каменная вата точно в победителях. Все виды каменной ваты относят к негорючим материалам.

Свойства минеральной ваты

Коэффициент теплопроводности показывает способность проводить тепло. Однако чтобы определиться с нужным материалом для утепления, важно учитывать не только его теплопроводность, но и другие, не менее важные характеристики.

Кроме хорошего показателя теплопроводности минеральная вата:

• Огнеупорная – материал противостоит воздействию высоких температур
• Устойчивая к агрессивным химическим средам
• Экологичная – материал безвреден для человека
• Паропроницаемая — пропускает пары воды
• Пластичная – под воздействием внешней силы способна принимать нужную форму
• Легкая в монтаже – мягкая легко режется ножом, прочная – ножовкой
• Влагостойкая – приполном погружения уровень поглощения воды составляет 0,5%
• Устойчива к воздействию бактерий и грибков
• Не дает усадки со временем, тем самым не допускает появление мостиков холода
• Долговечная – при правильном использовании срок службы составляет около 70 лет.

Еще одним, немаловажным достоинством минеральной ваты является ее стоимость. Именно благодаря всем выше перечисленными характеристиками минеральная вата стала одной из наиболее популярных утеплителей на рынке строительных материалов.

Правильный выбор утеплителя позволить иметь комфортные условия в доме долгие годы.

Коэффициент теплопроводности разных видов минеральной ваты. Что стоит учесть?

Показатель, так называемый коэффициент теплопроводности минеральной ваты, характеризует способность этого материала к удерживанию тепловой энергии. Его измеряют в Вт/(м°C) и используют для расчета толщины теплоизоляционного слоя при внутренней и наружной отделке. Чем выше этот коэффициент, тем лучше сохраняется тепло в защищённом с помощью данного материала помещении. Минвата имеет один из лучших показателей, сравнимый с пенопластом и пеноизолом.

Типы минераловатных плит

Действующий в настоящее время ГОСТ 52953-2008 делит минеральную вату на три вида:

• стеклянную (стекловату),
• каменную (базальтовую) минвату,
• шлаковую.

Стекловата – это прежде всего бюджетный вид утеплителя, имеющий высокую плотность и упругость. В данном случае теплопроводность минеральной ваты составляет 0,03–0,052 Вт/(м°C). Для её изготовления используют те же материалы, что и для получения обычного стекла – соду, песок, буру, известняк и доломит . К очевидным плюсам выбора стекловаты относят не только ее небольшую теплопроводность, но и сравнительно невысокую стоимость, к минусам – вредное влияние на кожу и органы дыхания .

Для изготовления шлаковаты применяют доменный шлак. При этом показатель теплопроводности материала выше, чем у стекловаты, но всё равно достаточно низкий – на уровне 0,46-0,48 Вт/(м°C). Плюсы минеральной ваты можно перечислять достаточно долго, но основные – это относительно невысокая стоимость, простота монтажа и высокий коэффициент звукопоглощения , среди минусов выделяют – высокую гигроскопичность материала, из-за которой он легко впитывает влагу .

Каменную минвату получают из расплавов изверженных горных пород – прежде всего из базальта. Именно поэтому данный материал иногда еще называют базальтовой ватой. Её теплопроводность изменяется в более широких диапазонах, по сравнению с другими видами минваты, от 0,032 до 0,046 Вт/(м°C), поэтому популярным данный вид ваты при использовании в качестве утеплителя назвать сложно. При этом базальтовая вата считается самой прочной среди аналогов и меньше всего подвержена воздействию влаги . Однако стоит она дороже, чем остальные виды минеральной ваты .

Таблица характеристик

Значение теплопроводности минераловатной плиты, в первую очередь, зависит от выбранного материала. Толщина материала не имеет значения для коэффициента, однако напрямую она связана с уровнем защиты ограждающих конструкций. Поэтому для полов, перегородок и межэтажных перекрытий, теплопотери через которые ниже, чем на других участках, применяются минераловатные плиты толщиной до 50 мм . Такое же значение допустимо и для внутреннего утепления (но уже по причине экономии места). Фасады и скатные крыши утепляют минватой толщиной от 100 до 200 мм .

Табл. 1. Теплопроводность и другие показатели и минераловатных плит.

Коэффициент теплопроводности минеральной ваты

Чтобы понимать, что подразумевается под коэффициентом минеральной ваты, от чего он зависит и на что влияет, нужно знать о свойствах материалов в отношении сохранения и отдачи тепла.

Что такое теплопроводность и какой она бывает

Любому твердому телу для охлаждения или разогрева требуется определенное время, при этом речь идет не о поверхности тела, а обо всем его объеме. Таким образом теплопроводностью называют способность тела пропускать тепловую энергию сквозь объем, тогда как количественно ее выражают коэффициентом.

Наиболее высокими коэффициентами теплопроводности обладают металлические материалы, тогда как теплоизоляторы, например, пенопласт или кирпич тепло проводят в сотни раз хуже.

По коэффициенту теплопроводности определяют способность материала удерживать тепловую энергию. В случае с минеральной ватой и другими аналогичными ей утеплителями речь идет количестве тепла, которое уходит через метр квадратный площади при толщине 1 м за 1 ч и разности температур в 1 градус Цельсия.

Для устройства надежного слоя теплоизоляции выбирают утеплители в том числе и на основе минеральной ваты с наименьшими коэффициентами теплопроводности. Обычно это изоляторы с ячеистой пористой поверхностью, способные гарантировать оптимальный объем тепла.

Считается, что чем более жестким является материал для теплоизоляции, тем меньше у него теплопроводность.

У плит минеральной ваты коэффициенты теплопроводности колеблются между 0,032 и 0,039 Вт/(м°C). Если сравнить с минватой для теплоизоляции часто используемый пенопласт, то станет ясно, что уровень теплопроводности у этих материалов практически одинаковый, несмотря на то, что в отношении качественных характеристик последний заметно уступает утеплителям на основе минеральной ваты.

Что влияет на свойство сохранять тепло

Один из основных показателей коэффициента теплопроводности в том числе и у материалов для изоляции на основе минеральной ваты — состав. Кроме того роль играют такие параметры, как:

• плотность (она же пористость),
• влажность,
• температура конструкции.

Например, если говорить о металлическом теле, то по мере разогрева оно будет проводить тепло все медленней. Влажные материалы быстрее проводят тепло чем сухие, а в газообразных телах тепло передается в основном методом конвекции.

В случае с утеплителями с минватой в основе — пористыми многослойными материалами стоит говорить о минимальной теплопроводности, которая в основном зависит от состава и марки изолятора. Показатели коэффициента будут заметно лучше у тех марок, структура которых более рыхлая. Это связано в первую очередь с расположением минеральных волокон. В минеральных утеплителях они занимают хаотичные позиции, таким образом увеличивая воздушную емкость , а вместе с ней и способность задерживать тепло.

Анализируя легкий изолятор на основе минеральной ваты, говорят о коэффициенте теплопроводности в 0,045 Вт/м*К, тогда как марки изолятора с более ощутимым весом могут иметь несколько другие показатели — 0,055 Вт/м*К. Примерно таким же коэффициентом обладает вата в основе с хлопком.

О связи толщины материала с показателями теплопроводности

Связь показателей теплопроводности с толщиной и объемом материала бесспорна. Так, например, утеплители на основе стекловолоконной ваты реализуются с коэффициентом в 0,044 Вт/м*К. Чтобы утеплить жилое здание с помощью этого материала, необходимо, чтобы его толщина приближалась к 189 мм. По сравнению с кирпичом вата более эффективная в отношении удержания тепла при необходимой толщине слоя почти в 10 раз меньше (кирпичная кладка должна иметь толщину в 1460 мм).

Помимо более высокой способности сохранять тепло, чем другие теплоизоляционные материалы, вата (при условии дополнительных компонентов) не дает усадки, служит более 50 лет и реализуется по доступной цене.

Как повысить качество теплоизоляции

Есть несколько способов повышения теплоизоляционных свойств утеплителей на основе минеральных плит. К ним относятся:

• устройство ветрозащитного слоя при изоляции наружных стен,
• устройство пароизоляционного слоя при утеплении внутренних стен,
• вентзазор для отвода пара и жидкости,
• монтаж утеплителей на 30% больше чем указывает производитель.

Также на уровень теплоизоляции повлияет соблюдение рекомендаций в отношении эксплуатации защитного слоя. Нужно понимать, что в чистом виде минвата прослужит как изолятор не более 7 лет, тогда как современные утеплители в основе с минеральной ватой с включением дополнительных добавок могут эксплуатироваться до 50 лет.

В заключение остается добавить, что для выбора надежного изоляционного материала коэффициенты теплопроводности являются важным параметром. Изоляция в основе с минеральной ватой чаще всего доступна в виде плит разной толщины и размеров.

Подбирать параметры утеплителя необходимо с учетом поставленной задачи, особенностей и функционала конструкции. Правильный подбор и использование изоляции позволят снизить расходы на потребление тепла и продлить срок ее использования.

Все, что нужно знать о теплопроводности минеральной ваты

Строительная отрасль развивается стремительно, появляется все больше новых технологий. Поэтому многие люди сейчас отдают предпочтение строительству загородных домов. Чтобы обеспечить комфортное проживание в доме, необходимо позаботиться о его утеплении минватой. Для этого важно знать коэффициент теплопроводности минеральной ваты. Структурность материала

Таблица характеристик популярных материалов

Строительный рынок предлагает огромнейшее разнообразие теплоизоляционных материалов, которые отличаются не только своими эксплуатационными характеристиками, но и стоимостью. Если вы решили осуществить утепление коттеджа, а у вас нет базовых знаний и навыков в этом деле, то, чтобы не ошибиться в выборе, лучше всего воспользоваться советами и рекомендациями специалистов. В статье мы подробно рассмотрим специфику проведения работ с использованием минваты, потому что теплопроводность сэндвич-панелей как основного материала чрезвычайно важна для утепления.
» alt=»»>

Характерные особенности утеплителя

Минеральная вата наделена множеством свойств, самым главным из которых является отличная устойчивость к деформациям любого характера. Кроме того, панели из нее имеют высокую прочность, отличаются надежностью и долговечностью. Как уже было сказано, сейчас на рынке существует достаточно обширный перечень материалов, которые могут пригодиться для утеплительных работ. К самым популярным среди них можно отнести утепление:

• плитами пенопласта,
• асбестом,
• минватой,
• каменной ватой и т.д.

Необходимо отметить, что минеральная вата считается одним из наиболее доступных вариантов. Ее активно используют уже больше двух десятков лет. Даже учитывая факт появления новых технологий и строительных продуктов, ничто так и не смогло вытеснить данный материал с полок магазинов. Но не стоит забывать о том, что она не только доступна и долговечна, но и имеет некоторые особенности применения. В состав ваты входит множество компонентов, соответственно, существует немало ее разновидностей. Зависимость структуры и теплопроводности

Минвата в разрезе

Каждая из вариаций наделена своими качественными свойствами, а также волокнистостью. Если говорить о последнем критерии, то специалисты в строительной отрасли разделяют вату с вертикальной, гофрированной, а также горизонтальной волокнистостью. Чтобы выбрать наиболее подходящий вариант, в каждом из случаев необходимо брать в расчет специфику сфер применения.

Основные преимущества

• Отличная устойчивость к высоким и низким температурным показателям.

• Устойчивость к влиянию климатических, химических и механических факторов.

• Обеспечение хорошей теплоизоляции.

Это далеко не полный перечень достоинств, которые делают данный материал востребованным на строительном рынке. Так как в его составе преимущественно натуральные компоненты, его можно по праву назвать безопасным для человеческого здоровья. Даже во время длительной эксплуатации вы можете быть уверенными в том, что в воздух не будут попадать никакие токсические отходы (в том числе при условии высоких температур). Не забывайте и о том, что, применяя утеплительный материал для внутренней отделки, важно обращать внимание на его способность пропускать пары, а также коэффициент теплопроводности ваты. Она наделена всеми характеристиками для обеспечения проводимости паров на должном уровне. Единственное, о чем важно помнить, так это об особой осторожности при работе с материалом из-за его хрупкости. Сопротивление строительных материалов

Область применения минеральной ваты

Вата для утепления обладает незначительным коэффициентом проводимости тепла, поэтому она используется в разных строительных и промышленных областях. Важно подчеркнуть, что именно она является практически незаменимым теплоизолятором, если речь идет о работе с горячими ограждающими элементами, потому что имеет низкий уровень возгораемости.

Кроме того, сейчас она активно используется в утеплении фасадов зданий, а также для создания внутренней изоляции в бетонных и железобетонных постройках. Минеральная вата применяется для обустройства систем водоотвода и отопления. В последние несколько лет из-за своей доступности для возведения небольших бань также начал использоваться данный материал. Сравнительная характеристика утеплителей

Теплопроводность минваты: важные критерии

Теплопроводность – это способность какого-то объекта или предмета пропускать тепловую энергию. Абсолютно все материалы, применяемые сегодня в строительстве (и минераловатный утеплитель не исключение), обладают определенной теплопроводностью, которую можно количественно оценить в виде коэффициента теплопроводности.

Научно доказано, что твердые материалы не способны удерживать тепло на протяжении долгого времени, именно поэтому возникает необходимость в обеспечении дополнительного утепления жилых и промышленных конструкций.

Специалисты в строительной отрасли оперируют термином «теплоизоляционный материал». Такое понятие характеризует изолятор, который наделен низкой теплоотдачей. Сюда можно отнести облицовочную плитку, стекловату, кирпич и тому подобные. Причем на уровень теплопроводности во многом оказывает влияние структурность материалов, а также их плотность и прочие характеристики.

Теплопроводность ваты может варьироваться в пределах 0,038-0,055 Вт/м*К.
Если проводить сравнение с аналогами, данный материал считается наиболее оптимальным для строительных работ. Сегодня производство сэндвич-панелей происходит по определенной схеме:

» alt=»»>
Легко понять, что теплопроводность достаточно просто рассчитать по объему и толщине материала. К примеру, стекловата имеет коэффициент теплоотдачи 0,044 Вт/м*К, поэтому толщина ее слоя должна быть не меньше 189 мм.

Теплопроводность утеплителей – пенопласта и ваты — таблица 3

В этой таблице показана теплопроводность основных утеплителей, используемых в частном строительстве – минеральной ваты, пенополистирола и пенополиуретана. Также здесь приведены показатели теплопроводности для пеностекла, опилок, пакли и пенобетона.

Почему в этой таблице оказался мрамор? Потому что он стоит так в общей таблице по алфавиту. А еще, потому что можно посмотреть, насколько отличается теплопроводность пенопласта от такой же характеристики у мрамора. Показатели разнятся в 60 раз!

То есть, для того, чтобы сделать стену с таким же теплосопротивлением, как у 150 мм пенопласта (R примерно 3), надо будет взять 9 метров мрамора! Представляете себе домик с такими стенами? Красиво конечно, но для частного строительства – перебор.

Итак, Таблица 3 – основные утеплители… И мрамор…

В лидерах по наименьшей теплопроводности – пенополиуретан малой плотности. Его показатели в 0,02-0,03 Вт/(м*С) фактически лучшие среди реальных утеплителей, которые применяют в частном строительстве.

Конечно, пенополиуретан дороже, чем базальтовая вата, и уж тем более, дороже, чем пенополистирол. Однако, несмотря на свою цену, этот материал сейчас используется все больше и больше. Почему? Потому что он объединяет в себе два основных преимущества конкурирующих утеплителей – пенопласта и ваты. Это негорючесть и гидрофобность. Пенополиуретан очень сложно поджечь, его показатель негорючести весьма близок к показателям резольного пенопласта. Кроме того, пенополиуретан не боится влаги. Подробнее по этим показателям (температура горения, водопоглощение) смотрите другие таблицы на нашем сайте.

Небольшое лирическое отступление. Всем ясно, что с увеличением плотности утеплителя его термоизолирующие свойства снижаются. Почему это происходит? Потому что снижается количество воздуха в утеплителе, воздух замещается веществом утеплителя. То есть, покупая пенопласт плотности 25 вместо пенопласта плотности 15, вы покупаете более прочные, но менее теплые плиты.

Если говорить о теплопроводности минеральной ваты и пенопласта, то их показатели практически равны. То есть, если вы строите каркасный дом со стенами в 150 миллиметров и используете в качестве утеплителя пенопласт, то вы получите практически те же значения по теплосопротивлению стен, как если бы использовали минеральную вату.

Теплопроводность пенопласта составляет 0,05 Вт/м*С, и теплопроводность ваты составляет 0,05 Вт/м*С. Потому можно выбирать материал в зависимости от условий монтажа. В случае с возможным намоканием утеплителя, теплопроводность пенопласта будет страдать не сильно. В этой ситуации теплопроводность ваты пострадает гораздо сильнее — базальтовая вата теряет свои изоляционные свойства почти вполовину всего лишь при намокании на 20 процентов.

Многие застройщики сейчас используют для утепления своих домов экологически чистые материалы. Опилки – один из таких видов утеплителей. К его минусам относится то, что в сухом виде опилки – весьма горючий материал, склонный к самовозгоранию. Чтобы избежать самовозгорания, опилки мешают с глиной при использовании в стенах и перекрытиях домов и бань. Вторым минусом опилок является то, что они способны набирать влагу из атмосферы. При этом теплосопротивление слоя опилок снижается, а сам опилочный слой становится очень тяжелым.

Ну, и наконец, пеностекло. Многие строители называют пеностекло строительным материалом будущего. Пеностекло – легкий, экологически чистый и достаточно дешевый утеплитель. Единственный его минус – пеностекло довольно хрупкий материал и может быть использован только как утеплитель, без несущих конструктивных функций.

В следующей таблице «встречайте» — чугун, свинец и полиэтилен!

видов изоляционных материалов | Энциклопедия MDPI

Изоляционные материалы подразделяются на три основные категории в зависимости от состава материала, технологии материала и индекса устойчивости материала.

1. Неорганические изоляционные материалы

1.1. Неорганическое волокно

Стеклянная, каменная и шлаковая вата – все это волокнистые элементы, которые относятся к минеральной вате ^[1] . Волокнистые изоляционные материалы производятся с использованием щебня, кварцевого песка, диабаза и базальта 9.0009 [2] . Стекловата и каменная вата относятся к категории неорганических волокнистых материалов. Стекловата производится путем смешивания природного песка и (обычно переработанного) стекла при температуре от 1300 °C до 1450 °C ^[3] . Затем трансформация волокна происходит посредством центрифугирования и продувки. Наконец, волокна удерживаются и стабилизируются с помощью смолы ^{[3] [4]} . Минеральная вата также формируется из волокон, полученных путем плавления камня (например, диабаза и долерита) при температуре около 1500 ° C и выбрасывания горячего расплавленного материала из колеса или диска.

На рис. 1 показана минеральная вата в микроскопическом и крупном плане. Минеральная вата имеет теплопроводность 0,030–0,040 Вт/м·К, а стекловата и каменная вата имеют теплопроводность 0,030–0,046 и 0,033–0,046 Вт/м·К соответственно ^[5] . Температура и влажность окружающей среды не влияют на теплоизоляционные характеристики материалов из стекловолокна и минеральной ваты ^{[3] [6]} ; однако эти переменные изменяют теплопроводность минеральной ваты. При увеличении влажности минеральной ваты с 0% до 10% теплопроводность повышается с 0,037 м·К до 0,055 м·К 9 . 0009 [7] . В реальных условиях более легкие и мягкие стержни из минеральной ваты используются для обрамления полостей в других строительных конструкциях ^[7] , а более плотные и сложные панели из минеральной ваты используются для полов, стен и крыш ^[2] . Стекловата обычно может использоваться в качестве теплоизоляционного материала, когда потребность в теплостойкости невелика (например, крыша здания завода), но каменная вата обычно является более разумным выбором для больших требований к теплоизоляции ^{[2] [7] [8]} . В литературе показано, что неорганический волокнистый материал не гниет, проявляет хорошую устойчивость к высоким температурам и имеет высокий уровень гигроскопичности. Тем не менее, они все еще довольно дороги на рынке сегодня.

Рисунок 1. Минеральная вата ^[9] .

2.1.2. Сотовый

Силикат кальция, пеностекло, перлит и вермикулит являются примерами неорганических пористых изоляционных материалов ^[2] . Основные компоненты этих материалов включают песок, волокна целлюлозы, битое стекло, доломит, оксиды (например, алюминия и кремния) и силикаты магния-алюминия. Большая пористость пенных изоляторов снижает механическую прочность при увеличении гигроскопичности, что приводит к низкой теплопроводности ^[7] .

При комнатной температуре теплопроводность пенопласта составляет около 0,12 Вт/м·К (при плотности 100 кг/м ³ ), что больше, чем у других волокнистых изоляционных материалов ^[5] . Кроме того, на эту теплопроводность сильно влияет тепловое излучение. Согласно результатам, опубликованным Zukowski и Haese ^[10] , введение перлита в поры пористых изоляционных материалов снижает теплопроводность. Гао и др. ^[11] представил новый пеноизоляционный материал, изготовленный из перлита/силиката натрия, H ₂ O ₂ , бромида гексилтриметиламмония и минеральной ваты. Их пеноизолятор легче обычных неорганических материалов, имеет низкую теплопроводность и механически прочен. Однако, несмотря на то, что это легкий материал, ему не хватает структурной жесткости, что делает его непригодным для использования в ограждающих конструкциях, подверженных вибрации.

2. Органические изоляционные материалы

2.1. Полистирол

Изделия из полистирола производятся из органического пенопласта. В качестве изоляционного материала полистирол коммерчески доступен в двух формах: вспененный полистирол и экструдированный полистирол ^[7] .

Вспененный полистирол (EPS) обычно получают путем выпаривания пентана в частицы полистирола. Этот метод может производить белую жесткую пену с закрытыми порами. Удельная теплоемкость пенополистирольных материалов составляет около 1,25 кДж/кг·К, а их теплопроводность и плотность варьируются от 0,031 до 0,037 Вт/м·К и от 15 до 75 кг/м 9 .0009 3 соответственно. Чем выше плотность изоляционного материала EPS, тем лучше будет эффект изоляции ^[4] . Кроме того, как Lakatos et al. ^[12] , на теплопроводность материалов EPS влияет влажность. Они показали, что если пенополистирол выдержать в течение четырех часов сухим в климатической камере с относительной влажностью 90 %, его теплопроводность уменьшится на 2,1 %.

Материал EPS, с другой стороны, имеет закрытую пористость, низкую плотность и не обладает явными акустическими свойствами. Из-за высокой воспламеняемости этих материалов в их производственный процесс часто добавляют антипирены. Материалы EPS можно использовать для различных целей, например, для упаковки (9).0021 Рисунок 2 ) и изоляция конструкции ^{[7] [13]} . Преимущества изоляционных плит EPS по сравнению с коммерчески доступными неорганическими активными изоляционными растворами и пеностеклом включают низкую теплопроводность и значительный коэффициент накопления тепла. Однако, поскольку это органический материал, огнеупорные характеристики являются ключевым моментом, на который необходимо обратить внимание. Несколько производителей разработали усиленные огнеупорные пенополистирольные плиты, но их стоимость относительно высока. Более того, пенополистирол чрезвычайно сложно разложить, а переработка пенополистирола проблематична.

Рисунок 2. ( a ) Материал EPS, используемый для упаковки, и ( b ) Изоляционный материал XPS ^[9] .

В процессе экструзии, посредством которого производится XPS, частицы полистирола расплавляются в экструдере и смешиваются с основными добавками, после чего смесь расширяется при охлаждении ^[14] . Теплопроводность XPS обычно составляет от 0,025 до 0,035 Вт/м·K ^[5] . Теплопроводность XPS зависит от температуры, влажности и плотности. Показано, что теплопроводность XPS увеличивается с 0,034 Вт/м·К до 0,044 Вт/м·К при увеличении содержания воды от 0% до 10%9.0009 [7] . Изоляционные материалы XPS можно устанавливать и снимать с ряда строительных конструкций без ущерба для их теплостойкости ^[15] . Хотя XPS обладает такими же изоляционными свойствами, что и EPS, он поглощает меньше влаги (0,3% против 2–4%) и выделяет более высокую удельную теплоемкость (1,3–1,7 кДж/кг·K). Однако XPS обычно стоит на 10–30 % дороже, чем EPS ^[3] . XPS практически идентичен EPS, оба из которых являются наиболее широко используемыми изоляционными материалами. Тем не менее, они еще не являются экологически чистыми материалами, и планирование успешной стратегии переработки для вторичной переработки является сложной задачей.

2.2. Полиуретан (PUR)

Полиуретан (PUR) и полиизоцианураты образуются при взаимодействии изоцианатов и полиолов ^[2] . ППУ имеет теплопроводность от 0,02 до 0,03 Вт/м·К, что значительно ниже, чем у минеральной ваты, полистирола и целлюлозных изделий ^[15] . На теплопроводность полиуретана влияют изменения температуры, влажности и массовой плотности; Теплопроводность увеличивается с 0,025 до 0,046 Вт/м·К при увеличении содержания влаги от 0% до 10% ^[7] . Кроме того, теплопроводность полиуретана имеет тенденцию к снижению при уменьшении размера ячейки ^{[7] [16]} .

Полиуретан может использоваться для изготовления панелей и трубной арматуры, а также вспенивается в пенопласт для использования в зданиях (для герметизации дверей и окон и заполнения пустот и пространств ^{[3] [7]} . Стоит отметить, что даже если полиуретан безопасен при использовании по назначению, он может представлять серьезную опасность для здоровья в случае пожара.При горении полиуретана выделяются очень опасные цианистый водород (HCN) и изоцианаты ^[15] . По сравнению с другими органическими материалами основным преимуществом изоляционных плит PUR ( Рисунок 3 ) является их высокая структурная прочность. Тем не менее, как и другие изоляционные плиты из органических материалов, они обладают слабой огнестойкостью и низкой скоростью переработки.

Рисунок 3. Изоляционная пена PUR ^[7] .

2.3. Пробка

Пробковая теплоизоляция в основном изготавливается из пробкового дуба. Теплопроводность, плотность и удельная теплоемкость пробкового материала находятся в пределах 0,037–0,050 Вт/м·К, 110–170 кг/м ³ и 1,5–1,7 кДж/кг·К соответственно. Без ущерба для теплостойкости пробковые изоляционные изделия можно прокалывать, обрезать и подгонять на стройплощадке ^[15] . Материалы, состоящие из частиц пробки, обладают хорошими акустическими характеристиками, такими как изоляция от теплового удара, изоляция воздуха и звукопоглощение ^[17] . Мягкая древесина является идеальным изоляционным материалом при сжатии из-за его низкой теплопроводности и высокой прочности на сжатие. Пробковый дуб широко используется в строительстве благодаря своим тепловым и акустическим свойствам. Может использоваться как наполнитель или лист ^[7] . По сравнению с вышеупомянутыми органическими материалами эффективность переработки пробковых материалов более эффективна. Учитывая устойчивое развитие зданий, такие материалы, как пробка, должны постепенно заменять полимерные материалы, которые трудно разлагаются.

2.4. Органическая клетчатка

• Целлюлоза

Целлюлоза изготовлена ​​из переработанной бумаги, древесного волокна и борной кислоты для улучшения ее тепловых характеристик ^[18] . Эти компоненты также могут повысить его устойчивость к вредителям, огню и коррозии ^[3] .

Целлюлоза имеет теплопроводность от 0,037 до 0,042 Вт/м·К, плотность от 30 до 80 кг/м ³ и удельную теплоемкость от 1,3 до 1,6 кДж/кг·К. На тепловые характеристики целлюлозы может влиять качество исходной газетной бумаги ^[19] . Кроме того, теплопроводность можно улучшить, увеличив содержание влаги с 0% до 5%, что даст 0,040 Вт/м·К и 0,066 Вт/м·К соответственно ^[7] .

Целлюлозные изоляционные материалы можно перфорировать, обрезать и модифицировать на стройплощадке без потери их термостойкости ^[15] . С точки зрения акустики, при использовании целлюлозных панелей их эластичность можно использовать в качестве эластичного материала для плавающих полов, а значения пористости и сопротивления потоку достаточны для звукопоглощения и изоляции полостей ^[17] . Целлюлоза коммерчески используется для заполнения полостей, картона и вкладышей для конвертов ^.[18] . Хотя целлюлозные панели и коврики производятся производителями, более широко доступна рассыпчатая целлюлоза, которую можно задувать в полости стен ^[3] . Целлюлозу можно использовать в качестве устойчивого материала по сравнению с органическими полимерными материалами. Следует также принять во внимание его улучшенную работоспособность. Однако необходимы дополнительные исследования аспекта долговечности, поскольку долговечность является центральным аргументом против замены EPS и XPS новыми материалами.

Овечья шерсть широко используется в швейной и текстильной промышленности. Однако большое количество шерсти от грубых или полугрубых овец (молочных овец), разводимых в странах юга Европы и Средиземноморья, имеет низкое текстильное качество. Поэтому рекомендуется использовать шерсть в качестве прочного изоляционного материала для зданий ^[20] . На рисунке 4 показан материал из овечьей шерсти и его применение в строительстве.

Рисунок 4. Применение изоляции из овечьей шерсти в строительных конструкциях ^{[7] [9]} .

Семитеколос и др. ^[20] проанализировали композитную изоляцию, изготовленную из эпоксидной смолы и шерсти. По сравнению с чистой эпоксидной смолой теплопроводность их композита снижена на 30%, что свидетельствует о том, что композит из шерстяного волокна и эпоксидной смолы можно рассматривать как потенциальный изоляционный материал, в котором также используются натуральные отходы. Якоб Флореа и др. ^[21] исследовал новый изоляционный материал из натуральных волокон, шерсти и конопли. Результаты экспериментов показали, что материалы из овечьей шерсти обеспечивают лучшую теплоизоляцию, чем доступные в настоящее время материалы, что приводит к повышению энергоэффективности здания. Исследование Azra Korjenic et al. ^[22] обнаружил, что теплоизоляционные характеристики чистой ваты в качестве внутреннего изоляционного слоя фасадов сравнимы с минеральной ватой и силикат кальция.

3. Современные изоляционные материалы

3.1. Прозрачные изоляционные материалы (ТИМ)

Все прозрачные изоляционные материалы (ТИМ) можно отнести к категории солнечных коллекторов, поскольку они поглощают солнечную энергию, а также обеспечивают изоляцию для предотвращения потерь тепла ^[23] . TIMS, которые обычно комплектуются прозрачной крышкой и стеклопакетом ^[24] , также могут управлять тепловым потоком и пропускать свет, повышая тепловой и визуальный комфорт здания ^[2] . Основываясь на различных конструктивных решениях, TIM обычно делятся на четыре категории, т. е. вертикальная стеклянная структура, параллельная стеклянная структура, составная стеклянная структура и гомогенная стеклянная структура ^[24] . Гомогенный ТИМ состоит из аэрогеля из гранулированного кремнезема (GSA) и цельного аэрогеля из кремнезема (MSA). На рисунке 5 показаны гранулы силикагеля, используемые в стеклопакетах. Хотя MSA-TIM более важен, чем GSA-TIM, его первоначальная стоимость, а также уязвимость являются существенными препятствиями для его коммерциализации ^[25] .

Рисунок 5. Гранулы кремнеземного аэрогеля, используемые в стеклопакетах ^{[9] [25]} .

TIM в основном используются в системах прозрачной изоляции (TI) в солнечных установках, а именно в системах TI солнечных коллекторов и системах TI для зданий ^[23] . Системы TI также подразделяются на два типа: с аэрогелем и без него. По сравнению с системой TI без аэрогеля система TI с аэрогелем легче и тоньше, что улучшает изоляционные характеристики ^[23] . Панери и др. ^[23] подтвердили, что заполненная аэрогелем система TI демонстрирует превосходные изоляционные характеристики и значение g при уменьшении ее веса и толщины. Таким образом, заполненные аэрогелем системы TI идеально подходят для энергосбережения как в существующих зданиях (при реконструкции), так и в новых постройках.

Кроме того, TIM требует скоординированной работы электрических систем, а его проектирование, производство и внедрение в зданиях обходится дорого, что делает его необычным для большинства городских зданий, но широко используется в общественных зданиях. Чтобы сделать TIM общим, необходимо разработать соответствующие нормативные ограничения, чтобы максимизировать экономию средств и расширить область применения.

3.2. Аэрогель

Аэрогель — полупрозрачное синтетическое вещество с огромной площадью внутренней поверхности, высокой пористостью и низкой плотностью ^[7] . Обычно аэрогель синтезируют золь-гель методом ^[7] , который создает высокопористую наноструктуру, снижающую теплопроводность и конвекцию через материал ^[2] . Синтетические материалы демонстрируют самую низкую теплопроводность, показатель преломления, скорость звука и диэлектрическую проницаемость среди всех оцениваемых твердых тел. Эти характеристики объясняются их уникальной микроструктурой, которая включает диаметр частиц 1–20 нм, ширину пор 2–50 нм и пористость до 9 мкм.0%.

Другие формы аэрогеля включают замороженный дым, твердый воздух и синий дым ^[7] . Аэрогель в виде частиц можно поместить в полость стеклопакета, чтобы значительно снизить его значение U, не оказывая при этом отрицательного влияния на кажущийся коэффициент пропускания ^[26] . Аэрогели также можно использовать в качестве сердцевины вакуумных изоляционных панелей. Свойства аэрогеля привели к новым применениям в различных областях, включая покрытие солнечных коллекторов, ограждающие конструкции зданий (стены, полы, чердаки), окна и покрытия (в качестве загустителя) ^[9] .

Аэрогель, как показано на рис. 6 , также может быть классифицирован как новый тип теплоизоляционного материала. Однако новые материалы имеют ограниченные возможности применения и имеют проблемы с долговечностью. Судя по литературе, в этой области не так много исследований, и необходимы дополнительные исследования, если она будет широко использоваться в будущем.

Рисунок 6. Штукатурка на основе аэрогеля в строительных конструкциях ^[27] .

3.3. Пена с закрытыми порами

Пена с закрытыми порами представляет собой напыляемую изоляцию с полностью закрытыми ячейками, спрессованными друг с другом для предотвращения захвата воздуха и влаги внутри пены ^[2] . Плотность и теплопроводность закрытых пенопластов составляют 16–55 кг/м ³ и 0,025–0,048 Вт/м·К соответственно ^[2] . Основной недостаток этих пен состоит в том, что их теплопроводность быстро меняется, когда они становятся влажными ^{[2] [28]} . Последние технологические достижения направлены на производство тонких изоляционных материалов за счет ограничения размера пузырьков и введения пенообразователя, в результате чего получаются жесткие и стабильные изоляционные материалы, занимающие на 40 % меньшую занимаемую площадь, чем стекловолокно, при том же тепловом сопротивлении ^[29] .

В строительстве пенопласт с закрытыми порами может использоваться в качестве материала с твердой поверхностью, и он подходит для наружных стен (но не полых стен) в сухом климате ^[28] . Пена с закрытыми порами не имеет значительных неопределенностей в отношении того, насколько хорошо она работает в качестве материала для распыления на поверхность. Таким образом, в центре внимания будущих исследований должны быть долговечность и огнестойкость. Требуется дальнейшее исследование, чтобы определить, существуют ли растрескивание, ухудшение характеристик и риск возгорания в некоторых тяжелых условиях.

3.4. Вакуумная изоляция

Вакуумная изоляционная плита — это новый экологически чистый, высокоэффективный изоляционный материал с теплопроводностью от одной пятой до одной десятой теплопроводности традиционных изоляционных материалов. Вакуумная изоляция постепенно используется в различных областях, таких как строительство ( Рисунок 7 ), холодильники, холодильные камеры, изоляция трубопроводов, логистика холодовой цепи и т. д., благодаря их превосходным свойствам ^[30] . Используя вспененный пробковый порошок в качестве недорогой замены коллоидного кремнезема, Jiandong Zhuang et al. разработал вспененные композиты пробка/дымчатый кремнезем с иерархической пористой структурой в качестве сердцевины вакуумных изоляционных панелей с теплопроводностью всего 0,006 Вт/м·K ^[26] .

В новейшей технологии теплоизоляции вакуумные изоляционные панели с сердцевиной из многослойного стекловолокна изготавливаются методом центробежного формования с раздувом, а теплопроводность вакуумной изоляционной плиты толщиной 3 мм достигает 1,25 мВт/м·К, что значительно улучшает срок службы утеплителя. Их дополнительным преимуществом является более низкое потребление энергии, а также более низкая стоимость по сравнению с традиционными мокрыми процессами ^[31] .

Вакуумные изоляционные материалы, с другой стороны, могут использоваться для замены вакуумных стекол в окнах зданий для улучшения теплоизоляции. Результаты показывают, что изоляционный материал с вакуумметрическим давлением 10 Па в промежуточном слое может обеспечить лучший изоляционный эффект, но при гораздо более высокой стоимости ^[32] . Из-за нестабильности вакуумной среды остаточные газы, такие как N ₂ , O ₂ , H ₂ O и H ₂ , часто появляются в вакуумном пространстве после использования материала в течение определенного периода. Вакуумные изоляционные изделия, в которых часто используются геттеры, обеспечивают неизменность свойств материала после длительного использования, что увеличивает срок службы вакуумных изоляционных материалов ^[33] . Вакуумная изоляционная плита является отличным изоляционным материалом; однако важно обеспечить стабильность конструкции изоляционной плиты, поскольку ее элементы изолированы вакуумом. Снижение производственных затрат и увеличение срока службы всегда были основными темами исследований ^{[34] [35]} .

Рис. 7. ( a ) Сборка системы вакуумной изоляции и ( b ) промышленных вакуумных изоляционных панелей ^{[36] [37]} .

Теоретически вакуумная изоляция должна обладать лучшими теплоизоляционными характеристиками, но для обеспечения долговечности в реальных условиях требуется дополнительная работа. Прочный и легкий уплотнительный материал также необходим в качестве рамы для поддержания вакуума внутри панели. Кроме того, высокая стоимость является барьером, который необходимо решить для будущих разработок.

3.5. Отражающая изоляция

Системы теплоизоляции, обычно используемые в зданиях, уменьшают кондуктивный и конвективный теплообмен между внутренней и внешней частью здания. Уменьшение влияния радиационного теплопереноса внутри и снаружи зданий также является способом достижения энергоэффективности зданий ^[38] . Системы отражающей изоляции, внутренние покрытия радиационного контроля и надувные панели являются примерами технологий изоляции зданий, в которых используется принцип отражения ^[39] . Характеристики отражающих изоляционных систем различаются в зависимости от климата. Как сообщалось, отражающая изоляция может значительно снизить внутренние градусо-дни и тепловую энергию в холодном, умеренном влажном, жарком засушливом и жарком влажном климате ^[40] .

За счет создания отражающего промежуточного слоя в середине изоляционного материала теплоизоляционные характеристики могут быть значительно улучшены. Новейшая технология отражающей изоляции включает в себя древесноволокнистую плиту и промежуточный воздушный слой с высокоотражающей поверхностью, который используется для отражения длинноволнового инфракрасного излучения, с семью слоями многослойной воздушной изоляции с теплопроводностью около 0,033 Вт/м·К. . По сравнению с доступными на рынке строительными изоляционными материалами отражающая изоляция обладает более высоким изоляционным потенциалом ^[41] .

С точки зрения концепции изоляции отражающая изоляция отличается от обычных изоляционных материалов. Он уменьшает тепловое излучение, поглощаемое зданием, путем отражения теплового излучения, достигая цели теплоизоляции. Воздушную стенку часто покрывают слоем алюминиевой фольги. Эта фольга также используется в качестве дополнительного механизма сохранения тепла, который функционирует в различных композитных панелях сохранения тепла и изоляционных мембранах.

4. Устойчивые изоляционные материалы

Как упоминалось ранее, строительный сектор связан с рядом нежелательных экологических проблем, таких как использование 40% мировых природных ресурсов и производство более 45% отходов ^[42] . Неорганические изоляционные материалы, несмотря на их широкое использование в зданиях для изоляции стен из-за их огнестойкости, оказывают серьезное воздействие на окружающую среду ^[43] . С другой стороны, органические изоляционные материалы, такие как EPS и XPS, легко воспламеняются и могут выделять большие объемы токсичных газов при нагревании примерно до 80 °C ^[44] . Поскольку стены здания занимают большую площадь по сравнению с другими компонентами (полами, крышами, чердаками и т. д.), важно перейти на безопасные, устойчивые материалы, чтобы решить текущие проблемы безопасности и заботы об окружающей среде. В этом разделе рассматриваются и обсуждаются различные устойчивые изоляционные материалы.

4.1. Биоизоляционные материалы

Биоизоляционные материалы были впервые изучены в 1974 году ^[45] . Затем исследователи и специалисты вложили значительные средства в разработку биоизоляционных материалов, особенно после 2003 года. Изучаемые материалы в основном включают кокос, древесину (например, фанеру ^[46] , пиломатериалы ^[47] , клееный брус ^[48] , ДСП ^[49] , биокомпозиты ^{[50] [51]} ), пенька, солнце цветок, кукуруза, лен волокно, солома и т. д. ^[52] .

Индра Маварди и др. ^{[53] Недавно компания} провела исследование изоляционной эффективности панелей без связующего вещества из масличной пальмы. Сообщается, что такие биоизоляционные панели с размером частиц пальмового дерева 0,42–0,84 мм обладают хорошими теплоизоляционными и звукопоглощающими свойствами. Сюхао Чжан и др. ^[54] исследовали теплоизоляционный цемент из магнезиально-фосфатного цемента и стеблей кукурузы, и на основании их результатов стены с этим материалом могут лучше регулировать изменения температуры и относительной влажности, улучшая комфортность внутренней среды. Шуанг Ван и др. ^[55] провел экспериментальное исследование композита рисовая шелуха/геополимерная пена. Они показали, что новый композит, смешанный с рисовой шелухой, имеет удовлетворительные характеристики для использования в зданиях в целях энергосбережения. Лифанг Лю и др. ^[52] оценивали тепловые, механические и гидравлические свойства, а также микроморфологические эффекты биоизоляционного материала, в котором пшеничная солома и геополимеры использовались в качестве заполнителя и связующего вещества соответственно. Согласно полученным данным, этот новый биоизоляционный материал обладает приемлемыми термическими и механическими свойствами и может использоваться для изоляции стен, особенно в сборных домах. Данг Мао Нгуен и др. ^[56] провел эксперименты с теплоизоляционными плитами, изготовленными из шести различных биологических видов клея и бамбуковых волокон. Они пришли к выводу, что 70% бамбукового волокна плюс 30% кости и лигносульфоната натрия являются оптимальным соотношением для их изоляционных плит, чтобы эффективно контролировать влажность и экономить энергию здания.

Несмотря на то, что было сделано много прорывов в тепловых характеристиках биоизоляции, наличие органических компонентов в материалах из биомассы требует дополнительных исследований в отношении долговечности, устойчивости к насекомым, коррозионной стойкости и огнестойкости. В качестве устойчивого строительного материала использование биоизоляционных материалов в строительстве настоятельно рекомендуется.

4.

2. Сельскохозяйственные отходы

Изоляционные материалы из сельскохозяйственных отходов, которые в основном представляют собой природные материалы или отходы, изобилуют ресурсами, недороги и не требуют сложных производственных процессов, вносят значительный вклад в достижение целей устойчивого развития в строительном секторе.

Ана Рамос и др. ^[57] разработала древесностружечную плиту с использованием поливинилацетата и кукурузного початка и изучила ее тепловые характеристики и воздействие на окружающую среду. Результаты экспериментов показали, что сельскохозяйственные отходы и побочные продукты обладают желаемыми тепловыми характеристиками, что позволяет использовать их в качестве перспективных экологически чистых строительных изоляционных материалов. Нга и др. ^[58] применил процедуру сублимационной сушки для производства теплоизолирующих и гибких аэрогелевых композитов на основе целлюлозы с использованием листьев ананаса и волокон хлопковых отходов. В этом исследовании авторы исследовали плотность материала, пористость, морфологию, долговечность и тепловые свойства, чтобы убедиться, что такие разработанные аэрогелевые композиты из биомассы можно использовать в целях изоляции в реальных ситуациях. Байба Гауена и др. ^[59] проанализировали гидротермические свойства изоляционных плит из конопли, в которых также могут использоваться местные сельскохозяйственные отходы. Они обнаружили, что влияние связующего порошка на теплопроводность минимально, однако значение, полученное с использованием конопли, намного выше, чем у традиционных изоляционных материалов.

4.3. Переработанные изоляционные материалы

Преобразование имеющихся отходов в ценные продукты имеет решающее значение для обеспечения устойчивого развития, а также для снижения производственных затрат. При обзоре литературы появляется все больше исследований по использованию переработанных материалов для изоляции стен ^[60] . В исследовании, проведенном Nga et al. ^[60] раствор биоразлагаемой ксантановой камеди смешивали с каркасом волокна в качестве связующего и лиофилизировали, оставляя полую пористую структуру. Этот материал считается экологически безопасным и экономически эффективным изоляционным материалом для строительства. Могаддам Фард и др. ^[61] разработал новый теплоизоляционный материал из переработанного пластика и полистирола, прослоив переработанные пластиковые пакеты между полистироловыми изоляционными плитами для улучшения теплоизоляционных характеристик, а также огнестойкости и водонепроницаемости; однако прочность на сжатие была принесена в жертву. Рейносо и др. ^[62] разработал новый тип переработанного изоляционного материала с теплоизоляционными свойствами, сравнимыми с коммерческими изоляционными материалами, с использованием отходов пенополистирола, цементных клеев, пластиковых добавок и воды. Дженсен и др. ^[63] исследовал свойства строительных материалов из регенерированной целлюлозы и пришел к выводу, что изоляционные материалы, состоящие из регенерированных волокон, недороги, обладают хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами и могут использоваться для замены традиционных изоляционных материалов. В целом, использование переработанных материалов может обеспечить новые тепловые и акустические изоляторы с высокими характеристиками и низкой стоимостью, что является будущим путем исследований изоляционных материалов.

Какой тип изоляции подходит для вашего дома? – Insulfoam

Какой тип изоляции подходит для вашего дома?

Какой тип изоляции подходит для вашего дома?

Опубликовано Insulfoam Reports 30 августа 2021 г. в EPS In the News, Insulation Blog | Категория изоляции EPS | Insulfoam

До того, как листья возвестят о смене времен года, а летняя погода уступит место более прохладным температурам, мы призываем домовладельцев укрепить свои дома с помощью надлежащей изоляции. Добавление изоляции в ваш дом — это простой способ сэкономить деньги на отоплении и охлаждении, а также может помочь сохранить интерьер вашего дома комфортным круглый год.

Как и в большинстве случаев в жизни, важно знать свои варианты. Несмотря на то, что на рынке доступно множество продуктов для домашней изоляции, включая стекловолоконные плиты, минеральную вату и панели из жесткого пенополистирола, их уровни эффективности и присущие им эксплуатационные характеристики могут различаться.

Давайте подробнее рассмотрим различные типы популярных продуктов для изоляции дома, которые находятся в пределах досягаемости, чтобы вы могли решить, что лучше всего подходит для вашего проекта по благоустройству дома.

Стекловолокно

На протяжении многих лет изоляция из стекловолокна доказала свою способность повышать энергоэффективность и снижать затраты на коммунальные услуги. Тем не менее, обработка и резка этого типа изоляционного материала по размеру может быть сложной задачей. Трудно завершить проект изоляции из стекловолокна, не оставив несколько энергозатратных пробелов в покрытии. Даже небольшая пустота может снизить общую изоляционную ценность проекта. Не говоря уже о том, что изоляция из стекловолокна содержит ультратонкие маленькие стекловолокна, которые могут легко раздражать ваши руки и руки в процессе установки.

Минеральная вата

Во многих отношениях минеральная вата является изоляционным продуктом премиум-класса. Он имеет хорошее значение теплопроводности, содержит переработанные материалы (что делает его привлекательным для домовладельцев с заботой об окружающей среде) и обладает превосходными звукоизоляционными свойствами. Однако минеральная вата является очень дорогим утеплителем. Поскольку это не самый распространенный выбор для домашних проектов, он обычно не доступен в широком диапазоне размеров в магазинах товаров для дома.

Панели из пенополистирола EPS

Изоляция из жесткого пенопласта из пенополистирола (EPS) может использоваться по всей оболочке вашего дома, включая подвал, полы, стены и чердак, для высококачественной изоляции. Жесткий пенополистирол представляет собой легкую, настраиваемую изоляцию, которая обеспечивает недегенеративные тепловые свойства и влагостойкость.

В дополнение к превосходным эксплуатационным характеристикам сверхлегкий пенополистирол легко устанавливается на каркас вашего дома, обеспечивая непрерывную изоляцию (ci), что невозможно при использовании войлока или рулонов.