Глава XII. Теплоизоляционные и акустические материалы

§ 58. Общие сведения

Одно из главных требований к ограждающим конструкциям зданий (стенам, перекрытиям) - сохранение постоянной температуры внутри здания при минимальных энергетических затратах. Для этого ограждающие конструкции должны в минимальной степени проводить теплоту. Самый простой, но не эффективный способ для этого - увеличение толщины конструкций. Например, для создания необходимой тепловой защиты помещений толщина кирпичной стены даже у одноэтажных зданий 2...2,5 кирпича (510...640 мм), в то время как по соображениям прочности и устойчивости достаточна толщина стены 250 мм.

Для создания эффективной тепловой изоляции используют специальные теплоизоляционные материалы. Кроме утепления зданий, такие материалы необходимы для устройства тепловой изоляции высокотемпературных промышленных установок (котлы, печи и т. п.), горячих трубопроводов и холодильных камер. Применение теплоизоляционных материалов позволяет уменьшить толщину ограждающих конструкций, снизить массу здания (табл. 15), уменьшить расход основных строительных материалов (цемента, стали и др.) в 1,5...2 раза и сократить расходы энергии на отопление.

К теплоизоляционным материалам относятся материалы с теплопроводностью не более 0,175 Вт/(м · К) и плотностью не более 600 кг/м³. Известно, что чем выше пористость материала, тем в меньшей степени он проводит теплоту. Наиболее эффективные теплоизоляционные материалы как бы построены из воздуха. Так, в пенопластах поры занимают 90...95% общего объема материала. Чтобы в материале содержалось как можно больше воздуха, ему придают либо ячеистое, как у пенопластов, либо волокнистое строение, как у минеральной ваты и асбеста.

Косвенной характеристикой пористости и соответственно теплопроводности служит плотность материала. Поэтому в строительстве для характеристики теплоизоляционных свойств материала обычно используют не показатель теплопроводности, определение которого довольно сложно и трудоемко, а плотность материала.

По плотности теплоизоляционные материалы подразделяют на марки: 15, 25, 35, 50, 75 - особо низкой плотности; 100, 125, 150, 175 - низкой плотности; 200, 225, 250, 300, 350 -средней плотности; 400, 450, 500, 600 - плотные.

Прочность теплоизоляционных материалов невысока: обычно 0,2...2,5 МПа, лишь у отдельных материалов она достигает 10 МПа.

В зависимости от жесткости (относительной деформации сжатия) под удельной нагрузкой 2 кПа теплоизоляционные материалы делят на мягкие (сжимаемость более 30%), полужесткие (сжимаемость от 6 до 30%), жесткие (сжимаемость менее 6%), повышенной жесткости (сжимаемость при удельной нагрузке до 40 кПа до 10%).

По внешнему виду и форме теплоизоляционные материалы могут быть рыхлые и сыпучие, штучные, рулонные и шнуровые. Сыпучие материалы - это порошкообразные, зернистые или волокнистые рыхлые массы, используемые для засыпки полости стен, междуэтажных перекрытий. Более эффективны и индустриальны штучные материалы, выпускаемые в виде плит, матов, полуцилиндров.

В зависимости от вида исходного сырья теплоизоляционные материалы делят на неорганические (минеральная вата, ячеистые бетоны, пеностекло, асбестовые материалы) и органические (древесноволокнистые и древесностружечные плиты, камышит, торфяные плиты и газонаполненные пластмассы). Используют смешанные теплоизоляционные материалы: фибролит, перлито-пластобетон и др.

Теплоизоляционные качества строительных материалов существенно снижаются при увлажнении и насыщении их водой, так как теплопроводность воды в 25 раз выше теплопроводности воздуха. Поэтому теплоизоляционные материалы необходимо предохранять от увлажнения.