Категория: Мансарды и балконы

Теплоизоляционные материалы для мансард

К теплоизоляционным материалам относятся строительные материалы и изделия, которые предназначены для снижения тепловых потерь через конструктивные элементы зданий и сооружений. Строительные технологии имеют на своем вооружении очень широкую гамму теплоизоляционных материалов, однако по ряду причин для утепления мансардных помещений подходит далеко не каждое из них.

Основной особенностью теплоизоляционных материалов является их высокая пористость и, следовательно, малая средняя плотность и низкая теплопроводность. Применение теплоизоляционных материалов позволяет уменьшить массу изделий, снижая тем самым динамические и статические нагрузки на несущие конструкции здания.

Технические характеристики теплоизоляционных материалов

Качество теплоизоляционных материалов и область их применения в строительстве целиком и полностью зависит от их свойств. Для того чтобы успешно решить задачу по изоляции мансарды, необходимо, чтобы выбранные теплоизоляционные материалы отвечали определенным требованиям. Среди наиболее значимых требований является низкая и постоянная в течение всего времени эксплуатации теплопроводность и способность не разрушаться со временем под воздействием внешних факторов. Срок службы изоляции не должен быть ниже срока службы ограждающей конструкции. Свойства теплоизоляционных материалов применительно к строительству характеризуются следующими основными параметрами.

Теплопроводность материала — это стационарные процессы внутри него и способность передавать тепло сквозь свою толщу. Теплопроводностью в чистом виде обладают лишь твердые тела. Теплота передается от одного материала к другому только при непосредственном их контакте. Согласно нормативным требованиям, теплоизоляционными считаются материалы теплопроводность которых не более 0,175 8т/(м»*С) при температуре 25вС и плотность не более 600 кг/м3.

Количественно теплопроводность характеризуется коэффициентом теплопроводности X Вт/(м»°С), который выражает количество тепла, проходящего через образец материала толщиной 1 м и площадью 1 м2 при разности температур на противоположных поверхностях ГС за 1 час. Теплопроводность строительных материалов напрямую зависит от их плотности, пористости, структуры и формы пор, температуры, влажности, фазового состава влаги и других факторов.

Увеличение количества мелких и замкнутых пор всегда существенно снижает теплопроводность. В крупных порах, а особенно в сообщающихся между собой, возникают конвективные потоки воздуха, снижающие теплоизоляционный эффект пористости. Заметную роль играют не только общая пористость, но и форма, размер и ориентация пор, поскольку направление потока тепла и излучения внутри пор оказывают большое влияние на общую теплопроводность материала.

Существенное значение для теплопроводности имеет химическая природа веществ, входящих в состав материала. Причем, чем тяжелее атомы или атомные группы, образующие кристаллы материала, тем слабее они между собой связаны и тем меньше теплопроводность материала.

На отечественном рынке присутствуют строительные материалы, производство которых выполняется по технологиям разных стран. При этом следует учитывать, что методики измерения теплопроводности в разных странах существенно отличаются друг от друга. Поэтому при сравнении теплопроводности различных строительных материалов необходимо учитывать, при каких условиях и по каким методикам проводились измерения.

Звукопроницаемость — свойство материала пропускать звуковые волны. Ограждающие конструкции зданий оцениваются по звукоизолирующей способности — звукоизоляции, которая характеризуется показателем проницаемости воздушного звука, а междуэтажные перекрытия — показателем звукоизоляции воздушных и ударных звуков. Величина, обратная звукопроницаемости, называется звукоизоляцией — ослаблением звука при его проникновении через ограждающую конструкцию.

Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать в порах (в пустотах) влагу при непосредственном контакте с водой. Водопоглощение теплоизоляционных материалов характеризуется количеством воды, которое впитывает сухой материал при выдерживании его в воде, отнесенным к массе или объему сухого материала. Водопоглощение материала напрямую связано с его влажностью, а влага, находящаяся в порах материала, меняет его теплопроводность. В этих условиях уже оказывает влияние сорбционная влажность материала, которая представляет собой равновесную гигроскопическую влажность материала при определенных условиях в течение заданного времени. Во влажном материале пустоты заполнены водой, что увеличивает его теплопроводность, поскольку X воды примерно в 20 раз больше А. воздуха. При отрицательных температурах теплопроводность влажных строительных материалов определяется характером криогенных фазовых превращений влаги и может быть выше или ниже, чем в зоне положительных температур. Это объясняется тем, что при отрицательной температуре влага в межпоровом пространстве может не превращаться в лед, а выпадать в виде инея, теплопроводность которого ниже, чем у льда и воды. Когда для заполнения крупных пор льдом влаги недостаточно, теплопроводность материала снижается. Причем, лед сорбирует влагу из более мелких пор и тем самым как бы осушает материал.

При большом влагосодержании материала лед в его порах образует не вкрапления, а мостики холода, существенно увеличивая теплопроводность материала. Для снижения водопоглощения ведущие производители теплоизоляционных материалов вводят в них гидрофобизирую-щие добавки.

Плотность — отношение массы сухого материала к его объёму, определенному при заданной нагрузке (кг/м3). Плотность определяют по формуле:

P = m/V,

где m — масса материала; V — объем, занимаемый этим материалом.

Знание плотности материала дает массу информации о его теплоизоляционных и прочностных характеристиках. Чем меньше средняя плотность материала, тем меньше его теплопроводность. Однако, чем меньше этот показатель, тем хуже его монтажная прочность. В прямой зависимости от плотности материала находится и его объемный вес.

Морозостойкость — способность материала в насыщенном влагой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения. От этого показателя существенно зависит долговечность всей конструкции.

Поропромгщаемость — способность материала обеспечивать диффузионный перенос водяных паров под воздействием разности их парциальных давлений на противоположных поверхностях слоя материала. Диффузия пара характеризуется сопротивлением паропроницаемости (кг/м2,Па).

Паропроницаемость теплоизоляционных материалов во многом определяет влагоперенос через ограждающую конструкцию в целом. В свою очередь влагоперенос является одним из наиболее существенных факторов, влияющих на термическое сопротивление ограждающей-конструкции. Во избежание накопления влаги в многослойных ограждающих конструкциях и связанного с этим падением термического сопротивления паропро-ницаемость слоев должна расти в направлении от теплой стороны к холодной.

Воздухопроницаемость оказывает существенное значение на теплоизолирующие свойства материала. Чем ниже воздухопроницаемость, тем выше теплоизолирующие свойства материала. Мягкие теплоизоляционные материалы настолько хорошо пропускают воздух, что его движение приходится предотвращать путем использования специальной ветрозащиты. Жесткие изделия, в свою очередь, обладают хорошей воздухонепроницаемостью и в ветрозащите не нуждаются. Напротив, они сами часто являются хорошей ветрозащитой. При устройстве теплоизоляции наружных ограждающих конструкций при скорости ветра 1 м/с и выше целесообразно применять ветрозащиту.

Огнестойкость — способность материала выдерживать воздействие высоких температур без воспламенения, нарушения структуры, прочности и других физических свойств. По группе горючести теплоизоляционные материалы подразделяются на горючие и негорючие. Огнестойкость является одним из самых важных критериев при выборе теплоизоляционного материала.

Химическая и биологическая стойкость — способность материалов противостоять разрушающему действию щелочей, кислот, масел, различных грибков, бактерий и т.п. Химическую стойкость теплоизоляционных материалов в конструкции можно увеличить, установив защитное покрытие из различных пленок или листовых материалов. Чтобы повысить биологическую стойкость материалов, в них вводят специальные химические вещества — антисептики. В процессе транспортирования и хранения, монтажа теплоизоляционные материалы должны быть защищены от увлажнения.

Органические теплоизоляционные материалы

Органические теплоизоляционные материалы (древесноволокнистые и древесностружечные плиты, фибролит, камышит, торфяные плиты и др.) в отличие от минеральных обладают существенными недостатками. Они горючи, как правило, легко поглощают воду и обладают невысокой биостойкостью, что предопределяет их недолговечность. Однако благодаря большой сырьевой базе (в основном их получают из неделовой древесины, камыша, торфа и других местных материалов) и несложности изготовления их широко применяют в строительстве малоэтажных зданий (сельское и поселковое строительство).

Сравнительно недавно появилась новая группа таких материалов — газонаполненные пластмассы. Они не поглощают воду, биостойки и долговечны, однако, как и все органические материалы, имеют низкий предел рабочих температур (100….150 °С) и горючи.

Древесноволокнистые плиты получают измельчением неделовой древесины или других растительных материалов (камыш, костра, солома) в водной среде до получения волокнистой массы. Из этой массы сначала отливкой формуют, а затем сушат плиты. Таким образом получают мягкие изоляционные плиты. Если перед сушкой плиты уплотняют или высушивают под горячим прессом, получают полутвердые и твердые плиты меньшей толщины, но большей прочности.

Для тепловой изоляции используют мягкие и полутвердые плиты длиной 1200…3000 мм; шириной 1200… 2000 мм; толщина зависит от вида плиты.

Древесноволокнистые плиты гигроскопичны и активно поглощают воду. При этом они разбухают, теряют прочность и теплоизоляционные свойства. Хранят древесноволокнистые плиты в закрытых помещениях. Во время транспортирования их предохраняют от воздействия воды и механических повреждений.

Применяют древесноволокнистые плиты в конструкциях сборно-щитовых зданий, для изоляционно-отделочной обшивки стен, а также для устройства звукоизоляционных прокладок в конструкциях пола.

Древесностружечные плиты получают горячим прессованием (плоским и экструзионным) специально приготовленной стружки с добавлением небольшого количества (8… 10 %) мочевиноформальдегидной смолы. При плоском прессовании стружка лежит в плоскости плиты, а при экструзионном (осуществляется выдавливание массы через узкую щель, форма которой соответствует поперечному сечению плиты) — перпендикулярно плоскости плиты (рис. 41). Такие плиты толщиной до 100 мм часто изготовляют с пустотами, но из-за поперечного расположения стружки прочность их при изгибе низкая и их с двух сторон облицовывают древесным шпоном (рис. 41, а).

Плиты плоского прессования (рис. 41,6) часто делают трехслойными, причем внутренний слой — из отходов механической обработки древесины (опилок, стружки, дроб-ленки).

Плиты подразделяют на легкие плотностью 250…500 кг/м3, средние — 500…600 кг/м3 и тяжелые — более 600 кг/м3.

Древесностружечные плиты применяют в конструкциях стен, полов, перегородок, для изготовления столярных изделий и мебели. При хранении и применении их предохраняют от увлажнения (при насыщении водой они сильно набухают и теряют прочность).

Фибролит выпускают в виде плит из специально приготовленной древесной стружки (так называемой «древесной шерсти») и теста из вяжущего вещества (обычного цемента).

В зависимости от назначения изготовляют фибролит теплоизоляционный (марки 300 и 350) и теплоизоляционно-конструктивный (марки 400 и 500), который отличается повышенной прочностью и может служить заполнителем в каркасных стенах. Размер фибролитовых плит, мм: длина — 2400 и 3000, ширина — 500, 600 и 1200 и толщина — 30, 50, 75, 100.

Рис. 1. Древесностружечные плиты: а — фанерованная экструзионного формования, 6 — плоского прессования; 1 — трехслойная, 2 — однослойная (штрихами показано расположение стружек)

Фибролит — грубоволокнистый с крупными сообщающимися порами материал, хорошо пилится и гвоздится, водостойкий, трудновоспламеняемый. Из фибролитовых плит устраивают теплоизоляционные слои в конструкциях стен и перекрытий, а также заполняют каркасы сборных малоэтажных зданий.

Газонаполненные пластмассы — пористый (90…95%) материал на основе синтетических полимеров. Плотность их не превышает 100 кг/м3, но может доходить до 10 кг/м3 (например, поропласт мипора). По характеру пористости и способу ее получения газонаполненные пластмассы делятся на пенопласты (мелкие замкнутые поры сферической формы), поропласты (сообщающиеся поры) и сото-пласты (пористая структура представляет собой ячейки правильной геометрической формы).

Наиболее распространены в строительстве пенопласты. Промышленность изготовляет пенополистирол (ПС-1, ПС-2 и ПСБ), пенополивинилхлорид (ПХВ-1 и ПХВ-2) и фенолоформальдегидный пенопласт (ФРП) в виде плит толщиной 25…100 мм, которые используют для тепловой изоляции конструкций стен, перекрытий и т. п.

На основе этих пенопластов изготовляют трехслойные панели и плиты, наружные слои которых выполнены из асбестоцемента, алюминия или стеклопластика, внутри находится пенопласт. Применяют трехслойные панели для устройства навесных стен промышленных зданий и специальных сооружений. Такие панели характеризуются легкостью и простотой монтажа, высокими теплозащитными свойствами и малой массой. Так, масса 1 м2 трехслойной стеновой панели 20…30 кг (для сравнения: масса 1 м2 керамзитобетонной панели 250 кг).

Выпускают также заливочные пенопласты, которые на строительство поступают в жидком виде обычно в двух упаковках (основной компонент и вспенивающе-отвер-ждающая добавка). При смешивании этих жидкостей масса быстро вспенивается и отвердевает. Весь процесс занимает несколько минут. Из таких пенопластов устраивают тепловую изоляцию различных сложных по конфигурации полостей: залитая в них смесь, вспениваясь, занимает весь объем. Заливочные пенопласты применяют также и для тепловой изоляции поверхностей агрегатов и конструкций, на которых смесь наносят набрызгом: вспениваясь, она надежно приклеивается к поверхности.

Основой сотопластов служат полоски бумаги или ткани (стеклянной или обычной), склеенные синтетическим связующим таким образом, что при растягивании они образуют шестиугольную, напоминающую пчелиные соты структуру (рис. 2). В растянутом виде материал пропитывают синтетической смолой и отверждают. Сотопласт — прочный и жесткий материал — используют как внутренний заполняющий слой легких трехслойных конструкций для перегородок, навесных панелей и т. п. Примером использования сотопласта могут служить дверные полотна, представляющие собой сотопласт, оклеенный с двух сторон твердой древесноволокнистой плитой.

Основной недостаток газонаполненных пластмасс — низкая теплостойкость. Для пенополистирола верхний предел рабочих температур 60 °С, а для фенолоформаль-дегидных пенопластов — 100…150 °С. Кроме того, стоимость газонаполненных пластмасс выше, чем стоимость других теплоизоляционных материалов.

Местные материалы. Камышит — плиты, получаемые прессованием и прошивкой стеблей зрелого камыша.

Камышитовые плиты — местный строительный материал, используемый в сельском строительстве в районах массового произрастания камыша. Камышит поражается грызунами, поэтому его поверхность защищают штукатуркой и т. п.

Торфяные плиты получают прессованием малоразло-жившегося торфа с последующей тепловой обработкой. Водостойкость плит низкая.

Строительный войлок изготовляют в виде листов из отходов шерстяного и мехового производства. Применяют войлок для тепловой и звуковой изоляции под штукатурку стен и потолков, обивки дверей и конопатки оконных и дверных коробок.

Рис. 2. Сотопласт


Мансарды и балконы - Теплоизоляционные материалы для мансард

Разделы

Содержание блога

Содержание сайта.


Другое

Статьи по теме "Мансарды и балконы"