Современные теплоизоляционные материалы

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Факультет архитектуры и строительства

Иркутский Государственный Технический  Университет

 

 

 

РЕФЕРАТ

На тему

Современные теплоизоляционные материалы

 

 

 

 

                                                   

 Выполнил студент: Ишмуратов  Р.Р. ПГС-08-2

(ФИО, группа, подпись)

   _______________________________________                                                           

                                                                 Проверил преподаватель: Ефременко  А.С.

(ФИО, должность, подпись)

_______________________________________

Оценка преподавателя ___________                                                                      

 

Иркутск 2012

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:

Современные теплоизоляционные материалы…………………………………………………………………………………………………………………………………………2

Теплоизоляционные материалы из стеклянного  волокна……………………………………………….…3

Изделия на основе стекловолокна…………………………………………………………………………………......4

Изделия на основе минерального волокна………………………………………………………………….…..…4

Пенопласт…………………………………………………………………………………………………………………………………....……5

Пенополистирол……………………………………………………………………………………………………………….…...5

Экструдированный пенополистирол (ЭПС)………………………………………………………………………………….……………………………………………………………..…7

Пенополистиролбетон………………………………………………………………………………………………………………….…9

Пенополиуретан (ППУ)………………………………………………………………………………………………………………….…9

Пенополиэтилен………………………………………………………………………………………………………………..……….…..10

Фольгированная теплоизоляция……………………………………………………………………………………………………………………………….…10

Список литератыры……………………………………………………………………………………………………………………………12

 

 

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Введение новых, более жестких, нормативов по энергосбережению вызвало  необходимость радикального пересмотра принципов проектирования и строительства  зданий, так как применение традиционных для России строительных материалов и технических решений не обеспечивает требуемое по современным нормам термическое сопротивление наружных ограждающих конструкций зданий.

 В новом строительстве все  большее распространение получают  трехслойные конструкции стен, в  которых предусмотрено применение  эффективных утеплителей в качестве  среднего слоя между несущей  или самонесущей стеной и защитно-декоративной  облицовкой.

 Рациональным и эффективным  способом повышения теплозащиты  эксплуатируемых зданий является  дополнительное наружное утепление  их ограждающих конструкций. 

 Существующие варианты утепления  зданий отличаются как конструктивными  решениями, так и используемыми  в конструкциях материалами. 

 Физико-технические свойства  используемых теплоизоляционных  материалов оказывают определяющее  влияние на теплотехническую  эффективность и эксплуатационную  надежность конструкций, трудоемкость  монтажа, возможность ремонта  в процессе эксплуатации и  в значительной степени определяют  сравнительную технико-экономическую  эффективность различных вариантов  утепления зданий.

Теплоизоляционные материалы в  конструкциях утепления зданий должны соответствовать требованиям пожарной безопасности, иметь гигиенические  сертификаты, не выделять токсичные  вещества в процессе эксплуатации и  при горении.

 На долговечность и стабильность  теплофизических и физико-механических  свойств теплоизоляционных материалов  в конструкциях утепления зданий  влияют многие эксплуатационные  факторы, включая: 

- знакопеременный температурно-влажностный  режим теплоизоляционных конструкций; 

- возможность капиллярного и  диффузионного увлажнения теплоизоляционного  материала в конструкции; 

- воздействие ветровых нагрузок;

- механические нагрузки от собственного  веса в конструкциях стен и  нагрузки при перемещении людей  в конструкциях крыш и перекрытий.

 С учетом указанных факторов  теплоизоляционные материалы для  утепления зданий должны отвечать  следующим основным требованиям: 

- теплоизоляционный материал должен  обеспечивать требуемое сопротивление  теплопередаче при возможно минимальной  толщине конструкции, что достигается  применением материалов с расчетным  коэффициентом теплопроводности - 0,04-0,06 Вт/(м2·К);

- паропроницаемость материала должна иметь значения, исключающие возможность накопления влаги в конструкции в процессе ее эксплуатации;

- плотность теплоизоляционных  материалов для утепления зданий  ограничивается допустимыми нагрузками  на несущие конструкции; 

- прочность материала; 

- морозостойкость; 

- гидрофобность и водостойкость; 

- биостойкость и отсутствие токсичных выделений при эксплуатации.

Теплоизоляционные материалы из стеклянного волокна

Для теплоизоляционных материалов из стеклянного волокна, применяемых  в наружных ограждающих конструкциях зданий, особенно важным является показатель водостойкости. Учитывая возможность  периодического увлажнения теплоизоляционных  материалов в конструкции, показатель водостойкости в значительной степени  определяет их долговечность.

 Водостойкость стеклянных волокон  существенно зависит от химического  состава и диаметра волокна.  Увеличение содержания щелочных  окислов и уменьшение диаметра  волокна приводит к снижению  водостойкости материала. 

 Учитывая относительно невысокую  водостойкость стеклянных волокон  щелочного состава, при разработке  конструкций с применением теплоизоляционных  материалов из стекловолокна  следует предусматривать технические  решения, ограничивающие деструктивное  воздействие влаги на материал  в процессе эксплуатации. К таким  решениям относятся гидрофобизация материалов в процессе производства и применение конструктивных решений, предотвращающих или ограничивающих возможность конденсации влаги в конструкции.

 За счет гидрофобизации волокнистых материалов снижается их смачиваемость, т. е. уменьшается поверхность взаимодействия волокон с капельной влагой, что приводит к повышению водостойкости и, соответственно, долговечности материала. Предотвращение конденсации паров воды в конструкции достигается конструктивными решениями, а именно соответствующим расположением слоев материалов с различной паропроницаемостью и введением при необходимости дополнительных паровых барьеров, предотвращающих или ограничивающих конденсацию. В качестве барьеров рекомендуется использовать специальные материалы - паро- и гидроизоляционные пленки. Это необходимо для того, чтобы избежать проникновения водяных паров в утеплитель (пароизоляция УНИФОЛ Н), а также обеспечить вывод из утеплителя возможных накопившихся водяных паров и не допустить попадания влаги (гидроизоляция ТАЙВЕК). Дело в том, что при попадании влаги в утеплитель резко ухудшаются его теплоизолирующие свойства и сокращается срок службы. Гидроизоляция ТАЙВЕК одновременно служит и ветрозащитой, т. е. предохраняет от конвективного переноса тепла (продувания).

 Толщина утеплителя выбирается  на этапе проектирования, исходя  из полученных значений теплового  расчета по новым нормам для  каждого конкретного объекта  утепления. 

 

 Далее более подробно остановимся  на отдельных наиболее широко  применяемых теплоизоляционных  материалах в строительстве. 

Изделия на основе стекловолокна.

На сегодняшний день утеплители на основе стекловолокна являются наиболее универсальными как по цене, так  и по своим теплоизоляционным  свойствам. При производстве утеплителей  применены современные технологии волокнообразования и высококачественные связующие, не позволяющие материалу  колоться и сыпаться. Утеплители на основе стекловолокна являются гигроскопичными, т. е. впитывают влагу из воздуха  и требуют надежной паро- и гидроизоляции. Представлены фирмой ISOVER (Финляндия). Поставляются в рулонах и плитах.

 

Изделия на основе минерального волокна.

 Утеплитель на основе минерального (базальтового) волокна представляет собой материал, получаемый из силикатных расплавов горных пород, металлургических шлаков и их смесей. Он обладает механической и химической стойкостью, является негорючим и водоотталкивающим, имеет хорошие изолирующие свойства в широком температурном диапазоне.

 Данный вид утеплителя относится  к группе несгораемых (НГ) строительных  материалов (выдерживает температуру  более 1000°С); является гидрофобизированным изоляционным материалом.

 Наиболее известными на российском  рынке являются утеплители PAROC (Финляндия)  и ROCKWOOL (Россия-Дания). Поставляется  в плитах.

Пенопласт

Газонаполненными (ячеистыми) пластмассами или пенопластами принято называть органические высокопористые материалы, получаемые из синтетических смол.

В зависимости от прочности и  модуля упругости газонаполненные  пластмассы подразделяются на жесткие, полужесткие и эластичные.

По виду полимера пенопласты подразделяют на термопластичные и термореактивные. В основе первых лежат полимеры с линейной структурой (полистирол, поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен и др.). В основе вторых - полимеры с пространственной структурой (фенолформальдегидные, мочевиноформальдегидные, ненасыщенные полиэфиры, эпоксидные, полиуретановые и др.).

Специфические особенности газонаполненных  пластмасс определяют техническую  направленность и экономическую  эффективность их применения в качестве строительной теплоизоляции. Благодаря  низкой средней плотности, высоким  тепло- и звукоизоляционным свойствам, повышенной удельной прочности, а также  ряду ценных технологических и эксплуатационных свойств пенопласты не имеют аналогов среди традиционных строительных материалов.

Однако большинству газонаполненных  пластмасс свойственны определенные недостатки, существенно ограничивающие возможность их применения: пониженные огнестойкость, теплостойкость и температуростойкость. Кроме того, процессы деструкции ("старения") этих материалов, и их биостойкость в процессе длительной эксплуатации до конца не изучены.

Одним из важнейших критериев качества пенопластов является соотношение  числа открытых и закрытых пор  в их структуре. Физико-механические свойства улучшаются с увеличением  содержания закрытых ячеек.

Преимущественно замкнутую ячеистую структуру имеют полистирольные и поливинилхлоридовые пенопласты, а также жесткие пенополиуретаны. Это предопределяет распространённость перечисленных пенопластов в качестве теплоизоляционных материалов в строительных конструкциях.

 

Пенополистирол

Пенополистирол уже более 40 лет неизменно занимает прочное место в мире как теплоизоляционный материал для современного строительства. В Европе, Америке и Азии пенополистирол называют стиропором, по названию исходного материала, применяющегося для его производства.

Пенополистирол получают из стиропора путём вспучивания при нагревании под действием газообразователя. В результате образуются гранулы размером 5-15 мм. Иногда их используют в теплоизоляционных засыпках или в качестве лёгкого заполнителя в производстве теплоизоляционных штучных материалов с применением различных связующих (например, пенополистиролбетон). Большей же частью гранулы пенополистирола перерабатываются в изделия (плиты, блоки, скорлупы и др.) без применения каких-либо вяжущих.

По технологии производства изделия  из пенополистирола делят на два класса, существенно отличающиеся своими свойствами.

Изделия первого класса формируют  путём спекания гранул друг с другом при повышенных температурах. В качестве строительной теплоизоляции наиболее распространены плиты пенополистирольные С (ППС) по ГОСТ 15588-86.

Изделия второго класса получают путем  смешивания гранул полистирола при  повышенных температурах с последующим  введением вспенивающего агента и выдавливанием из экструдера. Эти  изделия также широко применяются  в строительстве и хорошо известны под названием экструдированный пенополистирол (ЭПС).

Плиты пенополистирольные (ППС)

Следует отметить, что на характеристики пенополистирола чрезвычайно сильно влияет технология его производства . Изделия с низким водопоглощением, высокими теплоизоляционными свойствами и с высокой плотностью поверхностного слоя можно получить только на самом современном технологическом оборудовании.

Качественные пенополистирольные плиты характеризуется низкой теплопроводностью (0,027-0,040 Вт/м К) и плотностью (15 - 40 кг/м3). При этом прочность пенополистирола позволяет применять его в качестве конструктивного элемента, способного нести значительные нагрузки в течение длительного времени. Так прочность на сжатие при 10% линейной деформации составляет для различных марок 65-250 КПа. Пенополистирол отличается чрезвычайно малой гигроскопичностью (0,05...0,2%). Водопоглощение (не более 1,5% по объёму при погружении в воду на 7 дней) настолько мало, что позволяет пренебречь влиянием на теплопроводность. Диффузия водяного пара в пенополистироле практически отсутствует.