Сравнение теплоизоляционных материалов для стен: Сравнение теплоизоляционных материалов: подробный обзор

Сравнение теплоизоляционных материалов: подробный обзор

Выбор утеплителя для собственного дома – ответственное мероприятие. Сравнение теплоизоляционных материалов без базовых знаний в теплофизике затруднительно.

Какие показатели важны, какие второстепенны, в чем преимущество дорогих и недостатки дешевых утеплителей? Мы поможем выбрать главные из множества цифр, чтобы ваш выбор согревал жилье долгие годы.

Содержание:

• 1 Виды утеплителей
  • 1.1 Насыпные
  • 1.2 Блоччные
  • 1.3 Плитные
  • 1.4 Рулонные
  • 1.5 Пенообразные
• 2 Основные показатели
• 3 Сравнительный анализ
• 4 Сухой остаток

Виды утеплителей

Все утеплители можно классифицировать по нескольким показателям. По внешним признакам их можно подразделить на сыпучие, блочные, плитные и листовые, рулонные и пенообразные. По методу укладки – насыпные, наклеиваемые и монолитной укладки. По способу производства – неорганические (природного происхождения) и органические (полимеры).

Насыпные

Насыпные утеплители — это, как правило, вспученные природные материалы (керамзит, перлит, вермикулит) или отходы доменного производства (шлак).

Блоччные

Блочные материалы как керамзитовые, газосиликатные, пеноблоки, блоки из пеностекла также используют в качестве теплоизоляции.

Плитные

Плитные утеплители могут быть как органического (пенопласт, пенополистирол экструдированный), так и неорганического происхождения (на основе минеральной, стекло, каменной или базальтовой ваты, а также льна). В качестве листового утеплителя используют плиты ДВП, ОСП, талькохлорит.

Рулонные

Рулонные утеплители в основном из ваты разного происхождения (неорганического) или органического (пенополиуретановые маты, вспененные фольгированные материалы).

Пенообразные

Пенообразные утеплители распыляют при помощи специального оборудования на подготовленное основание. На сегодняшний день из этой группы предлагают эко (вискоза), пенополистирол и пенополиуретан.

По методу укладки – насыпные утеплители из сыпучих песков или гравия, наклеиваемые – плитные, рулонные или листовые материалы, монолитные – «теплые» бетоны (керамзитобетон, пенобетон, газобетон, полистиролбетон) и пенообразные утеплители.

Основные показатели

Сравнение утеплителей легко провести на основании их основных показателей, характеризующим эффективность и безопасность утеплителя, относятся:

• объемный вес;
• теплопроводность;
• пожаробезопасность;
• паропроницаемость;
• гигроскопичность;
• атмосферостойкость;
• звукопроницаемость;
• экологичность;
• долговечность;
• экономичность.

Объемный вес утеплителя влияет на несущие конструкции – фундаменты, стены, колонны, балки и перекрытия.

Теплопроводность утеплителей, чем меньше, тем эффективнее работает утеплитель, тем меньшая его толщина нужна для ограждающих конструкций.

Пожаробезопасность один из важнейших показателей. Утеплитель не должен гореть (показатель Н/Г), или, в худшем случае, при горении самозатухать (Г1,Г2), а также не должен выделять отравляющих веществ при тлении, иначе использование такого теплоизолятора внутри дома небезопасно.

Паропроницаемость – свойство теплоизоляции выпускать водяные пары из здания, не накапливая влагу в себе и не препятствуя ее выходу через стены, наружу гарантирует отсутствие в доме плесени и грибков.

Гигроскопичность – впитываемость материалом влаги без потери теплоизолирующих свойств. Это слабое место большинства утеплителей.

Атмосферостойкость – способность материала противостоять негативным климатическим факторам – высоким и низким температурам, высокой влажности, ветру и солнечному свету. Если по первым показателям у всех утеплителей нет проблем, то светостойкость — слабое место пенополистирола, он на свету разлагается.

Звукопроницаемость. Большинство теплоизоляторов отлично гасят звук, ударные шумы, которые в основном мешают в быту, лучше нейтрализуют плотные материалы.

Экологичность по современным меркам утеплитель должен быть не только безопасным в быту, но и его производство не должно вредить природе, а также он должен перерабатываться.

Срок службы материала должен в идеале соответствовать сроку службы самого здания, чтобы хозяевам не пришлось заниматься заменой утепления.

Экономичность – это совокупность многих факторов – простоты выполнения утепления с этим материалом, стоимость самого материала и сопутствующих ему доборов, срок службы и т. д.

Сравнительный анализ

Характеристики утеплителей, наиболее часто используемых в строительстве, сведены в таблицы:

Таблица №1

Таблица №2

н/н – показатель не нормируется

Сухой остаток

Сравнение утеплителей помогает определить их назначение. Сравнительные характеристики наглядно показывают неэкономичность использования в качестве утеплителя засыпки керамзитовым гравием, керамзитобетона, блоков из ячеистого бетона и плит ОСП ввиду высокой теплопроводности, пенополиуретана – из-за сложности производства работ своими руками и высокой стоимости.

В результате сравнения утеплителей из всех предложенных вариантов наилучшими оказываются пенополистирол и минераловатные плиты. Однако при утеплении надо помнить о главном преимуществе минераловатных плит – они не горят и, в отличие от пенополистиролов, не выделяют при тлении ядовитого газа.

Сравнительная таблица утеплителей по теплопроводности, толщине и плотности

В привычной для населения страны холодной зиме, востребованность теплоизоляционных материалов всегда на высоком уровне. Необходимо учитывать все особенности каждого из утеплителей, чтобы сделать выбор в пользу качественного и целесообразного материала.

Содержание

Зачем нужна теплоизоляция?

Актуальность теплоизоляции заключается в следующем:

• Сохранение тепла в зимний период и прохлады в летний период.

Потери тепла сквозь стены обычного многоэтажного жилого дома составляют 30-40%. Для снижения теплопотерь нужны специальные теплоизоляционные материалы. Применение в зимний период электрических обогревателей способствует дополнительному расходу на электроэнергию. Эти расходы выгодней компенсировать использованием качественного теплоизоляционного материала, обеспечивающего сохранение тепла в зимний период и прохладу в летнюю жару. При этом затраты на охлаждение помещения кондиционером также будут сведены к минимуму.

• Увеличение долговечности конструкций здания.

В случае промышленных зданий с использованием металлического каркаса, утеплитель позволяет защитить поверхность металла от коррозии, являющейся самым пагубным дефектом для данного вида конструкций. А срок службы для здания из кирпича определяется количеством циклов замораживания/оттаивания. Воздействие этих циклов воспринимает утеплитель, ведь точка росы при этом находится в теплоизоляционном материале, а не материале стены. Такое утепление позволяет увеличить срок службы здания во много раз.

• Шумоизоляция.

Защита от возрастающего уровня шума достигается при использовании таких шумопоглощающих материалов (толстые матрасы, звукоотражающие стеновые панели).

• Увеличение полезной площади зданий.

Использование системы теплоизоляции позволяет уменьшить толщину наружных стен, при этом увеличивая внутреннюю площадь здания.

Как правильно выбрать утеплитель?

При выборе утеплителя нужно обращать внимание на: ценовую доступность, сферу применения, мнение экспертов и технические характеристики, являющиеся самым важным критерием.

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:

• Теплопроводность.

Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя. Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.

Также теплопроводность тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может изменяться в зависимости от плотности.

Под плотностью понимают массу одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы подразделяются на: особо лёгкие, лёгкие, средние, плотные (жёсткие). К легким относятся пористые материалы, подходящие для утепления стен, перегородок, перекрытий. Плотные утеплители лучше подходят для утепления снаружи.

Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше вес, а теплопроводность выше. Это является показателем качества утепления. А небольшой вес способствует удобству монтажа и укладки. В ходе опытных исследований установлено, что утеплитель, имеющий плотность от 8 до 35 кг/м³ лучше всего удерживает тепло и  подходят для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.

А как зависит теплопроводность от толщины? Существует ошибочное мнение, что утеплитель большой толщины будет лучше удерживать тепло внутри помещения. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении будет слишком душно.

А недостаточная толщина утеплителя приводит к тому, что холод будет проникать через толщу стены и на плоскости стены образуется конденсат, стена будет неотвратимо отсыревать, появится плесень и грибок.

Толщину утеплителя необходимо определять на основании теплотехнического расчета с учетом климатических особенностей территории, материала стены и её минимально допустимого значения сопротивления теплопередачи.

В случае игнорирования расчета может появиться ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!

Таблица теплопроводности материалов

• Экологичность.

Этот фактор является значимым, особенно в случае утепления жилого дома, так как многие материалы выделяют формальдегид, что влияет на рост раковых опухолей. Поэтому необходимо делать выбор в сторону нетоксичных и биологически нейтральных материалов. С точки зрения экологичности лучшим теплоизоляционным материалом считается каменная вата.

• Пожарная безопасность.

Материал должен быть негорючим и безопасным. Гореть может любой материал, разница состоит в том, при каком температуре он возгорается. Важным является то, чтобы утеплитель был самозатухающим.

• Паро- и водонепроницаемость.

Преимущество имеют те материалы, которые обладают водонепроницаемостью, так как впитывание влаги приводит к тому, что  эффективность материала становится низкой и полезные характеристики утеплителя через год использования снижаются на 50% и более.

• Долговечность.

В среднем срок службы изоляционных материалов составляет от 5 до 10-15 лет. Теплоизоляционные материалы, имеющие в составе вату  в первые годы службы значительно снижают свою эффективность.  Зато пенополиуретан обладает сроком службы свыше 50 лет.

1. Пенополиуретан – на сегодняшний день самый эффективный утеплитель.

   Виды ППУ

Достоинства: бесшовный монтаж пеной, долговечность, лучшая тепло- и гидроизоляция.

Недостатки: дороговизна материала, неустойчивость к УФ-излучению.

2. Пенополистирол (пенопласт) – востребован для использования в качестве утеплителя для помещений разных типов.

Достоинства: низкая теплопроводность, невысокая стоимость, удобство монтажа, водонепроницаемость.

Недостатки: хрупкость, легкая воспламеняемость, образование конденсата.

3. Экструдированный пенополистирол – прочный и удобный материал, при необходимости элементов нужного размера легко разрезается ножом.

Достоинства: очень низкая теплопроводность, водонепроницаемость, прочность на сжатие, удобство монтажа, отсутствие плесени и гниения, возможность эксплуатации от -50⸰С до +75⸰С.

Недостатки: намного дороже пенопласта, восприимчивость к органическим растворителям, образование конденсата.

4. Базальтовая (каменная) вата – минеральная вата, изготавливающаяся на базальтовой основе.

Достоинства: противостояние образованию грибков, звукоизоляция, прочность к механическим воздействиям, огнеупорность, негорючесть.

Недостатки: более высокая стоимость, по сравнению с аналогами.

5. Эковата – утеплитель, выполненный на основе естественных материалов (волокна дерева и минералы). На сегодняшний день применяется довольно часто.

Достоинства: звукоизоляция, экологичность, влагостойкость, доступная стоимость.

Недостатки: во время эксплуатации повышается теплопроводность, необходимость специального оборудования для монтажа, возможность усадки.

6. Изолон – современный утеплитель, изготавливаемый путем вспенивания полиэтилена. Является одним из самых востребованных.

Достоинства: низкая теплопроводность, низкая паропроницаемость, высокая шумоизоляция, удобство резки и монтажа, экологичность, гибкость, небольшой вес.

Недостатки: низкая прочность, необходимость устройства вентиляционного зазора.

7. Пенофол – утеплитель, который отвечает многим требованиям, предъявляемым к качеству утеплителя и утепления различных помещений, а также конструкций и т.д.

Достоинства: экологичность, высокая способность к отражению тепла, высокая шумоизоляция, влагонепроницаемость,  негорючесть, удобство перевозки и монтажа, отражение воздействия радиации.

Недостатки: малая жесткость, затрудненность крепления материала, в качестве теплоизоляции одного пенофола недостаточно.

Заключение

Рассмотренные достоинства и недостатки утеплителей позволят выбрать самый подходящий вариант уже на стадии проектирования. При этом учитывать все требования, предъявляемые к теплоизоляционному материалу, в первую очередь теплопроводность.

Подписаться

Сравнение теплоизоляции наружных стен. | by Piotr Goławski

Я разработал таблицу, в которой сравниваются цена теплоизоляции, коэффициент теплопередачи и теоретические годовые расходы на отопление в результате потерь тепла через стены.

Для энергоэффективного дома требуется коэффициент теплопередачи для стены U=0,20 Вт/(м2·К). Выполнение этого условия наверняка обойдется инвестору дороже, чем в случае дома, построенного по минимальному стандарту U=0,23 Вт/(м2·К)).

Стоит добавить, что инвестиции в энергоэффективный дом обычно окупаются через 15 лет. При среднем сроке службы домов, который оценивается в 60–80 лет, стоит задуматься об инвестициях в энергосберегающие решения или пассивный дом.

Обычно вы будете строить свой дом только годами, и только один раз сделаете утепление стен. Поэтому стоит инвестировать больше денег в изоляцию стен, чтобы добиться значительной долгосрочной экономии.

Представленное ниже сравнение теплоизоляции позволит легко определить, сколько вы потратите на теплоизоляцию и какую выгоду получите.

Например, если вы строите энергоэффективный дом площадью 200 кв. м, вы потратите на графитовый пенополистирол на 400 долларов больше, чем на обычный пенопласт. Но благодаря этому ваши ежегодные счета за отопление уменьшатся на 25 долларов в год.

Самая популярная теплоизоляция для наружных стен.

Пенополистирол
Плиты из пенополистирола намного легче плит из минеральной ваты. Кажущаяся плотность плит из пенополистирола составляет 15 кг/м3, а плит из минеральной ваты – ок. 145 кг/м3. У пенополистирола прочность на растяжение перпендикулярно поверхности в десять раз выше, чем у шерсти. Теплопроводность λ для стандартного пенополистирола составляет 0,044 Вт/(м·К). Для графитового полистирола до 0,031 Вт/(м·К) Чем ниже теплопроводность, тем лучше теплоизоляция. Пенополистирол обычно самозатухающий, т. е. он не поддерживает огонь, если он не находится в пределах досягаемости внешнего источника огня.

Минеральная вата (каменная вата)
Это негорючая изоляция, но не все виды минеральной ваты могут служить противопожарным барьером. Теплоизоляционные свойства аналогичны стандартному пенополистиролу, кроме того, он отлично подходит в качестве звукоизоляции. Он не устойчив к влаге. В случае постоянного контакта с водой или паром на нем начинает развиваться грибок. Минеральная вата (особенно низкой плотности, наносимая на скаты крыш) имеет свойство медленно уменьшаться в объеме, что приводит к возникновению тепловых мостов. Минеральная вата резко снижает горючесть здания, что является самым большим преимуществом этого продукта.

Пенополистирол XPS
Обладает теплопроводностью λ = 0,034–0,036 WmK. Используется для фундаментов из-за высокой прочности на сжатие.

PIR
PIR имеют проводимость λ = 0,022–0,029 Вт/м K. PIR используется, когда инвестор хочет уменьшить толщину внешнего барьера.

Пена PUR
Пена PUR закрытоячеистая с коэффициентом теплопередачи λ = 0,022 Вт/м K. Используется для теплоизоляции стен методом напыления. Он очень жесткий и плотный. Пенополиуретан, используемый для утепления чердака (открытая ячейка), имеет коэффициент теплопроводности λ = 0,037 Вт/мК. Обладает более высокой жесткостью, чем минеральная вата, является воздухопроницаемым, влагонепроницаемым и водонепроницаемым материалом. Пена также заполняет свободные пространства в перегородке, что положительно влияет на уменьшение тепловых мостов и повышение герметичности здания. К сожалению, PUR со временем теряет свои превосходные термические свойства. Еще одним недостатком полиуретана является его воспламеняемость, аналогичная пенополистиролу.

Типы изоляции | Жилой, термальный, звуковой, пожарный, медицинский

При выборе изоляционного материала важно понимать, что не существует такого понятия, как «превосходный изолятор». По данным Building Sciences Corporation, все типы изоляции работают одинаково хорошо при правильной установке и герметичности. ¹ Тем не менее, при сравнении типов изоляции необходимо учитывать несколько факторов.

Тепловые характеристики

• Максимизируйте свою R-ценность на доллар. Учитывая тот факт, что все изоляторы одинаковы при правильной установке и герметичности, цель состоит в том, чтобы максимизировать значение R, которое вы получаете за потраченные деньги. Вы можете увидеть продукт, который претендует на звание «превосходного изолятора», потому что он обеспечивает более высокое значение R на дюйм изоляции, но все продукты с одинаковым значением R могут одинаково хорошо изолировать. Поэтому стремитесь получить максимальную R-ценность для вашего бюджета в выбранном вами изоляционном материале.
• Стремитесь к минимальной фильтрации воздуха. По данным Исследовательского центра NAHB (Национальной ассоциации домостроителей) и нескольких других независимых тестов, когда изоляция из стекловолокна и изоляция из минеральной ваты сочетаются со стандартными методами герметизации воздуха (включая ленту для дома или герметик), проникновение воздуха эффективно снижается до около нуля. ^2,3,4,5
• Учитывайте осаждение продукта. Войлок из стекловолокна и минеральной ваты не оседает, а сыпучие стекловолокно и минеральная вата оседают лишь в незначительной степени, поэтому их тепловые характеристики сохраняются на протяжении всего срока службы здания. ⁶
• Исследование устойчивости к УФ-излучению. Изоляция из стекловолокна и изоляция из минеральной ваты устойчивы к ультрафиолетовому излучению, что означает, что они не испытывают усадки или потери тепловых характеристик под воздействием ультрафиолетовых лучей. Напыляемая пена чувствительна к воздействию УФ-излучения, что может ухудшить ее характеристики. ⁷

Звукоизоляция для акустического контроля

Изоляция может помочь вам создать акустически здоровую среду, в которой ваши клиенты могут жить, работать и отдыхать в спокойном месте или играть, праздновать и увеличивать громкость, не мешая другим. Изоляция из стекловолокна и минеральной ваты дает вашим зданиям преимущество, обеспечивая высокий уровень звукоизоляции между внутренними помещениями, между потолками и полами, а также от внешних источников. Установка плит из стекловолокна или минеральной ваты также является простым способом обеспечить звукоизоляцию внутренних стен без изменения методов строительства.

Рейтинги STC

• Изоляция из стекловолокна и изоляция из минеральной ваты — Достигните класса звукопередачи (STC) 43 ⁸ как часть полной внешней стеновой системы с деревянным каркасом 2″x4″. ⁹
• Изоляция из распыляемой пены – Достигает STC 37-39. ⁸

Звукоизоляция и звукопоглощение

• Изоляция из стекловолокна и изоляция из минеральной ваты – Коэффициент шумоподавления (NRC) до 1,00 ¹⁰ (с NRC чем выше, тем лучше).
• Изоляция из распыляемой пены и изоляция из целлюлозы – Достигните NRC 0,75. ¹⁰

Противопожарная защита

• Изоляция из стекловолокна и изоляция из минеральной ваты – негорючие. ¹¹
• Пенопласт Изоляция – воспламеняется при 700°F. ¹²
• Целлюлозная изоляция – требует, чтобы производители применяли примерно 20% по весу антипиренов для снижения воспламеняемости. ¹³ Это повышает огнестойкость, но полученный материал не является негорючим или устойчивым к тлению. Комиссия по безопасности потребительских товаров требует, чтобы производители целлюлозы предупреждали покупателей о пожароопасности продукции. ¹⁴

Воздействие на здоровье

• Изоляция из стекловолокна и изоляция из минеральной ваты – Международное агентство по изучению рака (IARC), Национальная токсикологическая программа США (NTP) и Калифорнийское управление по оценке и оценке опасности и гигиены окружающей среды заявили, что тепло- и звукоизоляция из стекловолокна и минеральной ваты не считается канцерогенной. .
• Изоляция из пенопласта – содержит изоцианаты, которые могут вызывать раздражение кожи, глаз и легких, астму и «сенсибилизацию». Не существует признанного безопасного уровня воздействия изоцианатов на сенсибилизированных людей; Сообщается, что изоцианаты являются основной причиной профессиональной астмы, связанной с химическими веществами; как кожное, так и респираторное воздействие может вызвать неблагоприятные реакции на здоровье. ¹⁵ При монтаже требуется эвакуация всех остальных профессий из всей конструкции.

Влага и плесень

Изоляция из стекловолокна и изоляция из минеральной ваты:

• Не требуют времени на сушку или отверждение во время установки – и, следовательно, не вводят влагу в полость (в отличие от целлюлозы и напыляемой пены, которые обычно наносятся влажным способом)
• Поглощают менее 1% своего веса влаги – в отличие от целлюлозы, которая поглощает 5–20% своего веса. ¹⁶
• Неорганические продукты с кодом – это означает, что на них не может питаться плесень (в отличие от целлюлозы, которая является органической и является возможным источником пищи для плесени).
• Доступны в виде войлока со специальной облицовкой и усовершенствованными интеллектуальными замедлителями испарения , помогающими влаге выходить из полости.

Ссылки:

–+

1. www.naima.org/publications/Thermal_Metrics_Project_Report.PDF
2. «Воздушная инфильтрация стен деревянного каркаса», Исследовательский центр NAHB, май 2009 г.
3. «Полевая демонстрация альтернативных материалов для изоляции стен», подготовленная для Агентства по охране окружающей среды США компанией NAHB Research Center, Inc., ноябрь 1997 г.
4. «Полевые исследования влияния типов изоляции на воздухонепроницаемость домов», Г.К. Юилл, доктор философии, Пенсильванский государственный университет, факультет архитектурного проектирования, 1996 г. ,

.

5. Научно-исследовательский проект «Кленовые акры», Union Electric, Сент-Луис, Миссури. Уильям Конрой, руководитель отдела маркетинга, 19 лет95
6. Исследовательский центр NAHB, Inc., Исследование оседания насыпного наполнителя NAIMA, Исследование осадки по толщине уложенных всухую чердачных утеплителей из минерального волокна с открытым напылением на чердаках домов, построенных на месте испытаний, Отчет за четвертый год, август 2008 г.
7. Ричард Т. Байнум-младший, Справочник по изоляции , Нью-Йорк: McGraw Hill, 2001
8. http://www.jm.com/content/dam/jm/global/en/building-insulation/Files/BI%20Toolbox/JMSpider_BID0080.pdf
9. «Полная стеновая система, включающая сайдинг из ДСП ½ дюйма, обшивку из прессованного картона 1/8 дюйма и гипсокартон ½ дюйма. http://www.oklahomafoam.com/foam_insulation_faq.htm ; Джонс Манвилл, «Часто задаваемые вопросы по управлению звуком», январь 2003 г.,

.

10. Полная стеновая система, включающая сайдинг из ДСП ½”, обшивку из прессованного картона 1/8″ и гипсокартон ½”.