Инженерная теплоизоляция играет важную роль в сохранении тепла в зданиях и сооружениях. Она помогает снизить теплопотери и обеспечивает комфортный климат внутри помещений. Одним из ключевых аспектов успешной инженерной теплоизоляции является выбор правильных материалов. В этой статье я расскажу о некоторых из них.
Сравнительные характеристики теплоизоляционных материалов
| Теплоизоляционный материал | Коэффициент теплопроводности, Вт/м°С | Плотность, кг/м3 | Диапазон рабочих температур, °С | Период эксплуатации, лет |
|---|---|---|---|---|
| Пенополиуретан | 0,019-0,035 | 35-60 | -200 +150 | 30-50 |
| Минвата | 0,052-0,058 | 15-150 | -40 +250 | 5-7 |
| Вспененный полиэтилен | 0,038-0,042 | 20-40 | -80 +100 | До 30 |
| Вспененный каучук | 0,032-0,042 | 60-85 | -70 +150 | 20-30 |
| Пенополистирол | 0,043-0,064 | 15-45 | -80 +80 | 15 |
1. Минеральная вата – один из самых популярных материалов для инженерной теплоизоляции. Она изготавливается из базальтовых пород или стекловолокна и имеет отличные теплоизоляционные свойства. Минеральная вата легкая, гибкая и прочная, что позволяет использовать ее для изоляции стен, потолков и полов. Минеральная вата используется в теплоизоляции для следующих целей:
- Теплоизоляция зданий: Минеральная вата применяется для улучшения теплоизоляции стен, крыш и полов зданий. Она обладает низкой теплопроводностью, что позволяет снизить потери тепла через конструкции и повысить энергоэффективность здания.
- Звукоизоляция: Минеральная вата имеет высокую поглощающую способность звука, поэтому она широко применяется для создания звукоизоляционных систем в зданиях. Она помогает снизить уровень шума, переходящего через стены и полы, и создать более комфортную акустическую среду.
- Защита от пожара: Минеральная вата является негорючим материалом и не поддерживает горение. Она используется для создания огнезащитных систем, которые помогают предотвращать распространение огня и защищать конструкции зданий от повреждений.
- Экологическая безопасность: Минеральная вата изготавливается из натуральных минеральных сырьевых материалов, таких как базальт, глина или кварц. Она не содержит вредных веществ и не выделяет токсичные газы при пожаре, что делает ее безопасной для здоровья людей и окружающей среды.
Сравнительная таблица характеристик минеральной ваты
| Характеристики | Шлаковата | Стекловата | Каменная вата | Базальтовая вата |
|---|---|---|---|---|
| Теплопроводность | 0,46–0,48 | 0,038–0,46 | 0,035–0,042 | 0,035–0,042 |
| Температура использования | -60 … 250 | -60 … 450 | -180 … 600 | -200 … 700 |
| Класс огнестойкости | НГ | НГ | НГ | НГ |
| Коэффициент звукопоглощения | 0,75 … 0,82 | 0,8 … 0,92 | 0,75 … 0,92 | 0,8 … 0,95 |
| Влагопоглощение, % | <1,9 | <1,7 | <0,095 | <1,5–2 |
| Теплоемкость | 1000 | 1050 | 1050 | 1050 |
| Количество связующих элементов, % от веса | 2,5 … 10 | 2,5 … 10 | 2,5 … 10 | 2,5 … 10 |
2. Вспененный каучук - является одним из популярных материалов, используемых в теплоизоляции. Он имеет ряд уникальных свойств, которые делают его эффективным и прочным материалом для этой цели. Вот несколько причин, почему вспененный каучук используется в теплоизоляции:
- Высокая теплоизоляционная способность: Вспененный каучук обладает низкой теплопроводностью, что позволяет ему предотвращать передачу тепла через поверхность. Это позволяет снизить теплопотери и обеспечить более эффективную теплоизоляцию.
- Гибкость и эластичность: Вспененный каучук легко поддаётся формированию и укладке вокруг различных поверхностей. Он обладает высокой гибкостью и эластичностью, что позволяет ему адаптироваться к различным формам и контурам. Это особенно важно при утеплении сложных конструкций, таких как трубы или фасады зданий.
- Водостойкость: Вспененный каучук обладает отличной водостойкостью, что делает его идеальным материалом для использования в теплоизоляции влажных или водонепроницаемых областей. Он не впитывает влагу и не теряет свои теплоизоляционные свойства при контакте с водой.
- Устойчивость к химическим воздействиям: Вспененный каучук обладает хорошей устойчивостью к различным химическим веществам, включая масла, кислоты и щелочи. Это позволяет использовать его в условиях, где возможно воздействие агрессивных сред.
- Долговечность и стойкость к ультрафиолетовому излучению: Вспененный каучук обладает высокой стойкостью к воздействию ультрафиолетового излучения и атмосферных условий. Он не выгорает и не разрушается под воздействием солнечных лучей, что обеспечивает его долговечность и стабильность в течение длительного времени.
Вспененный каучук широко используется в различных областях теплоизоляции, включая утепление кровель, стен, полов и труб. Его превосходные теплоизоляционные свойства и устойчивость к различным воздействиям делают его надежным и эффективным материалом для сохранения тепла в зданиях и сооружениях.
Технические характеристики K-Flex
| Характеристика | Марка K-FLEX | |||
| ST | SOLAR HT | ECO | AIR | |
| Плотность, кг/м3 | 40±15 | 70±25 | 70±25 | 40±15 |
| Теплопроводность, Вт/(м-К) при средней температуре теплоизоляционного слоя, °С | ||||
| -100 | 0,023 | — | — | — |
| -50 | 0,028 | — | — | — |
| -40 | 0,032 | 0,034 | 0,034 | 0,032 |
| -20 | 0,034 | 0,036 | 0,036 | 0,034 |
| 0 | 0,036 | 0,038 | 0,038 | 0,036 |
| 20 | 0,038 | 0,040 | 0,040 | 0,038 |
| 40 | 0,040 | 0,042 | 0,042 | 0,040 |
| 60 | — | 0,045 | 0,045 | — |
3. Пенополиуретан – это материал, который обладает высокой теплоизоляционной способностью. Он используется для утепления стен, крыш и полов. ППУ имеет низкую теплопроводность и обладает хорошей адгезией к различным поверхностям. Пенополиуретан (ППУ) используется в теплоизоляции для следующих целей:
- Улучшение теплоизоляции: ППУ обладает низкой теплопроводностью, что позволяет снизить потери тепла через конструкции и повысить энергоэффективность здания. Он обеспечивает высокую теплоизоляцию при относительно небольшой толщине, что помогает сэкономить место в строительстве.
- Герметизация и уплотнение: ППУ может быть использован для герметизации и уплотнения стыков и щелей в конструкциях. Он может быть нанесен в виде пены, которая расширяется и заполняет все промежутки, обеспечивая воздухонепроницаемость и предотвращая проникновение холодного или горячего воздуха.
- Защита от влаги: ППУ имеет гидрофобные свойства, что позволяет ему отталкивать влагу. Он применяется для защиты конструкций от проникновения влаги и образования конденсата, что может привести к повреждению материалов и ухудшению теплоизоляции.
- Звукоизоляция: ППУ также обладает хорошими звукоизоляционными свойствами. Он помогает снизить уровень шума, переходящего через стены и полы, и создать более комфортную акустическую среду.
- Легкость и простота монтажа: ППУ легкий материал, что упрощает его транспортировку и монтаж. Он может быть легко нарезан и установлен на различных поверхностях, что делает его удобным в использовании при строительстве и ремонте.
- Долговечность: ППУ обладает высокой стойкостью к различным воздействиям, таким как ультрафиолетовое излучение, влага, химические вещества и механические нагрузки. Он сохраняет свои теплоизоляционные свойства на протяжении длительного времени без необходимости замены или обслуживания.
Теплофизические характеристики пенополиуретана
|
Марка пенополиуретана |
Кажущаяся плотность, кг/м |
Рабочая температура, °С |
Коэф. теплопроводности при 20 °С, Вт/(м-град) |
Коэф. линейного термического расширения хЮ6, °С"1 |
Удельная теплоёмкость При 20 °С, 103-Дж/(кг-°С) |
|
ППУ-3 |
40-220 |
90-130 |
0,028-0,062 |
||
|
ППУ-101 |
50-300 |
130-150 |
0,027-0,062 |
66 |
0,46-0,8 |
|
ППУ-102В |
100-150 |
120 |
0,040 |
20 |
0,37 |
|
ППУ-101Б |
60 |
80-100 |
0,021 |
43 |
- |
Химическая стойкость пенополиуретана [47]
|
Реагенты |
Концентрация, % |
Стойкость* |
|
Вода водопроводная |
- |
С |
|
Морская вода |
- |
С |
|
Соляная кислота |
36 |
Н |
|
Серная кислота |
45 |
С |
|
Фосфорная кислота |
40 |
С |
|
Едкий натр |
40 |
С |
|
Аммиачная вода |
25 |
С |
|
Азотная кислота |
68 |
С |
|
Ацетон |
- |
Н |
|
Кетоны |
- |
Н |
|
Четырёххлористый углерод |
- |
Н |
|
Толуол |
- |
С |
|
Бензин, нефтепродукты |
- |
С |
|
Сода |
- |
С |
|
Этил ацетат |
- |
Н |
|
Метиловый спирт |
96 |
С |
|
Этиловый спирт |
96 |
С |
|
Эфиры |
- |
Н |
|
Уксусная кислота |
- |
С |
|
Минеральные масла |
- |
С |
|
Растительное масло |
- |
С |
|
Муравьиная кислота |
- |
Н |
*С - стоек, Н - нестоек
4. Экструдированный пенополистирол обладает низкой теплопроводностью и высокой прочностью, используется для утепления фундаментов, стен, кровель и полов. Экструдированный пенополистирол в теплоизоляции помогает в решении следующих целей:
-Улучшение теплоизоляции: XPS обладает низкой теплопроводностью, что позволяет снизить потери тепла через конструкции и повысить энергоэффективность здания. Он обеспечивает высокую теплоизоляцию при относительно небольшой толщине, что помогает сэкономить место в строительстве.
-Герметизация и уплотнение: XPS может быть использован для герметизации и уплотнения стыков и щелей в конструкциях. Он обеспечивает воздухонепроницаемость и предотвращает проникновение холодного или горячего воздуха.
-Защита от влаги: XPS имеет гидрофобные свойства, что позволяет ему отталкивать влагу. Он применяется для защиты конструкций от проникновения влаги и образования конденсата, что может привести к повреждению материалов и ухудшению теплоизоляции.
-Защита от механических нагрузок: XPS обладает высокой прочностью и устойчивостью к сжатию. Он используется для укрепления и защиты конструкций от механических воздействий, таких как нагрузки от надземного строительства или движение по поверхности.
-Устойчивость к воздействию химических веществ: XPS устойчив к различным химическим веществам, включая растворители и кислоты. Он не разлагается и не теряет свои теплоизоляционные свойства при контакте с такими веществами.
-Долговечность: XPS обладает высокой стойкостью к ультрафиолетовому излучению, влаге, гниению и грибкам. Он сохраняет свои теплоизоляционные свойства на протяжении длительного времени без необходимости замены или обслуживания.
Сравнительная таблица по техническим характеристикам экструдированного пенополистирола
|
Наименование показателя |
Норма плит для марок |
||||||
|
ПОЛИСПЕН |
ПЕНОПЛЭКС |
ПРИМАПЛЕКС |
ТЕПЛЕКС |
URSA XPS N-III |
URSA XPS N-V |
Техноплекс XPS |
|
|
Плотность, кг/м3 |
30-38 |
28,0-38,0 |
33,0-35,0 |
28,0-38,0 |
35,000 |
40,000 |
26-35 |
|
Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, Мпа не менее |
0,2 |
0,25 |
0,25 |
0,25 |
0,320 |
0,500 |
0,15-0,2 |
|
Предел прочности при статическом изгибе, Мпа не менее |
0,4-0,7 |
0,4-0,9 |
0,4-0,8 |
0,4-1,0 |
0,540 |
0,430 |
0,300 |
|
Водопоглощение за 24 часа, % по объему, не более |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
0,05 |
0,300 |
0,200 |
0,200 |
|
Теплопроводность в сухом состоянии при 25+(-) гр.,Вт/(мК), не более |
0,028 |
0,028 |
0,03 |
0,028 |
0,031 |
0,031 |
0,032 |
|
Группа горючести |
Г1 |
Г1, Г3 |
Г4 |
Г4 |
Г1 |
Г1 |
Г4 |
|
Группа воспламеняемости |
В2 |
В2 |
В2 |
В2 |
В2 |
В2 |
В3 |
|
Группа дымообразуещей способности |
Д3 |
Д3 |
Д3 |
Д3 |
Д3 |
Д3 |
Д3 |
|
Паропроницаемость мг/(м*ч*Па) |
0,018 |
0,018 |
0,018 |
0,018 |
0,015 |
0,009 |
0,010 |
|
Рабочий диапозон температур |
-50….+75 |
-50….+75 |
-50….+75 |
-50….+75 |
-50….+75 |
-50….+75 |
-70….+75 |
|
Стандартный размер плиты (длина,ширина) |
1200х600 |
1200х600 |
1200х600 |
1200х600 |
1250х600 |
1250х600 |
1180х580/ 1200х600 |
|
Тип кромок |
ступенчатый, прямой |
ступенчатый, прямой |
ступенчатый, прямой |
ступенчатый, прямой |
ровная, ступенчатая |
ступенчатая |
ступенчатый, прямой |
5. Экструдированный пенополиэтилен – это материал с закрытыми ячейками, который обладает отличной теплоизоляцией и звукоизоляцией. Он гибкий, легкий и устойчив к воздействию влаги, используется для изоляции труб, кондиционеров, тепловых насосов и других инженерных систем.
Экструдированный пенополиэтилен (ЭПП) широко используется в теплоизоляции благодаря своим уникальным свойствам. Он обладает низкой теплопроводностью, что позволяет ему эффективно задерживать тепло и предотвращать его потерю через стены, полы и крыши зданий. Почему экструдированный пенополиэтилен используют в инженерной теплоизоляции:
- ЭПП меет низкую влагопроницаемость, что делает его идеальным для использования в условиях повышенной влажности, таких как подвалы или подземные помещения. Он не впитывает воду и не теряет свои теплоизоляционные свойства при контакте с влагой.
-ЭПП легкий, гибкий и прочный материал, что облегчает его установку и обеспечивает долговечность. Он также устойчив к химическим воздействиям и ультрафиолетовому излучению, что позволяет использовать его в различных условиях эксплуатации.
- ЭПП широко применяется в строительстве и ремонте зданий, а также в производстве холодильных и тепловых систем, трубопроводов и тепловых насосов.
Сравнение характеристик различных видов пенополиэтилена
|
Основные свойства |
Сшитый пенополиэтилен ФППЭ и ХППЭ |
Несшитый пенополиэтилен ППЭ |
|
Плотность кг/м3 |
33 |
25 |
|
Рабочие температуры ⁰С |
От -60 до +105 |
От -60 до -75 |
|
Теплопроводность, Вт/м·К |
0,031 |
От 0,045 до 0,055 |
|
Паропроницаемость мг/(м·ч·Па) |
0,01-0,0015 |
0,003 |
|
Прочность на сжатие (Мпа) |
0,035 |
легко деформируется |