23 Ноя 2009

Добиться соответствия нормативам можно различными способами. Например – просто увеличить толщину теплоизоляции. Принцип действия несложный. Количество тёплого воздуха, идущего из нагретого помещения возрастает при повышении разности температур на границах теплоизоляции и уменьшается при увеличении её толщины. Если проложить в пять раз больше утеплителя, во столько же раз можно уменьшить мощность системы отопления. Экономия налицо!

Однако часто самое простое решение – не самое эффективное. Что будет, если мы просто увеличим толщину теплоизоляции?

В первую очередь возрастут наши расходы. В настоящее время в России существуют следующие нормативы: кирпичный жилой дом в центральном регионе со стенами толщиной 40 см должен быть изолирован слоем минеральной ваты толщиной 150 мм. А под кровлей в этом же доме слой теплоизоляции – той же минеральной ваты - должен достигать толщины 250 мм. Возросли и санитарно-гигиенические требования к качеству материала, поэтому себестоимость теплоизоляции возрастает многократно. А ещё доставка, монтаж, сопутствующие материалы, нужные для крепления более толстого слоя изоляции…Стоимость такого утепления в итоге может оказаться очень высокой.

С точки зрения удобства эта технология тоже не самая лучшая. Ведь чем толще слой изоляции, тем дольше потребуется ждать, пока она нагреется. А это значит, что для смены теплового режима в помещении понадобится гораздо больше времени. Например, вы приехали в хорошо утеплённый загородный коттедж зимой на пару дней. Ждать, пока нагреется воздух изнутри, сама теплоизоляция, и температура станет комфортной, вам, скорее всего, и придётся те самые 2-3 дня.

Именно поэтому ни серийное, ни индивидуальное строительство не могут идти по пути простого увеличения толщины теплоизоляции. Пора отказаться от старых способов в пользу современных, более эффективных.

Способы теплоизоляции:

Сейчас на рынке есть много традиционных теплоизоляционных материалов.

Стеновые с теплоизолирующими свойствами: пенобетон и газобетон. В прямом смысле они не являются утеплителями, поэтому сами требуют дополнительного утепления и пароизоляции.

Керамзит и схожие материалы обладают низкими теплоизоляционными свойствами, поэтому их использование совершенно нерентабельно.

Стекловату невозможно использовать в жилых домах – она не соответствует экологическим требованиям.

Минеральная вата и минераловатные плиты – удовлетворительны в плане теплоизоляции, с точки зрения экологии, их тоже можно использовать. Но они требуют дополнительных мер безопасности при монтаже, непременной установки качественной пароизоляции, а это лишние расходы. В общем, в деревянном доме с таким утеплителем жить, конечно, можно. Но с такими изоляторами о максимальной экологичности жилья говорить не приходится.

Пенопласт ПСБ также нуждается в установке пароизоляции, так как при росте влажности существенно меняет свои теплоизоляционные свойства. При этом он крайне недолговечен, не изолирует шум, не выдерживает частых перепадов температуры. Дорого обходится и его транспортировка.

Полиэтиленовые пены закрытопористой структуры превосходят все эти материалы. По теплоизоляции они в 2-3 раза эффективнее ватных материалов. Это отличные паро- и гидроизоляторы, устойчивые к воздействию влаги. Они также поглощают звуки. По экологическим свойствам превосходны. Полиэтиленовые пены упаковываются в рулоны, поэтому экономичны при перевозках и хранении. При таком удачном сочетании многих положительных качеств, в нашей стране пенополиэтилен пока не нашёл широкого применения из-за высокой цены. Только в последнее время в России появились предприятия производящие пенополиэтилены – экструзионные и газовспененные.

Все вышеперечисленные материалы относятся к так называемой массивной изоляции. Разберём принцип её работы и посмотрим, как тепло уходит из наших квартир.

Из чего состоит тепловой поток и как избежать потери тепла

Есть три способа теплопередачи: проводимость, излучение и конвекция.

Приведём пример проводимости, или кондукции. Вы очень сильно замёрзли и, чтобы согреться, касаемся горячего радиатора, ощущая его тепло.

Если с той же целью использовать рефлектор, дотрагиваться до него уже не нужно, так как тепловое излучение ощущается уже на расстоянии. Это и есть излучение, или же лучистый теплоперенос.

А если на тот же рефлектор поставить вентилятор, то поток горячего воздуха согреет вас гораздо быстрее. Это называется конвекция.

На все три элемента теплового потока разные материалы воздействуют по-разному. Например, для проводимости самый лучший утеплитель – воздух. Коэффициент его теплопроводности равен 0, 024 Вт/м2*К. В то же время воздух подвержен конвекции: его теплые потоки постоянно перемешиваются с холодными.

Есть различные слоистые и пористые материалы – массивные утеплители, которые имеют в своем составе много воздуха, а его перемешивание затруднено. В этом классе лидируют полимерные пены (пенополипропилены, пенополиэтилены, вспененные каучуки, пенополистиролы). Их коэффициент теплопроводности близок к воздуху: 0,003-0,004 Вт/м2/К. Чтобы избежать конвекции, нужно установить утеплитель с закрытопористой структурой. Он не пропустит воздух и предотвратит конвекцию внутри теплоизоляции. Также можно установить утеплитель из пароизоляционного материала, а в облегчённых постройках – из ветроизоляционного.

Что же касается излучения, то от него можно защититься, просто поставив на его пути лист полированного металла. Какой будет металл – не принципиально. Лучше, чтобы он меньше поглощал излучение, тогда отражательная способность пропорционально возрастёт. Для этих целей чаще всего применяют полированный алюминий. Он отражает тепловой поток очень хорошо (лучше работают только серебро, золото и платина). Другие металлы со временем окисляются, их отражательная способность снижается. Полированный алюминий изначально покрыт слоем окисла. Поэтому любые внешние воздействия (кроме щёлочи и кислоты) ему не вредят. Кроме того, алюминий имеет невысокую цену, очень лёгок и удобен в обработке.

Как видно, массивная изоляция в основном сокращает конвекцию теплового потока, затрудняет теплопотери за счёт перемешивания воздушных потоков. Но никакая массивная теплоизоляция не может сократить инфракрасное излучение.

Откуда берётся инфракрасное излучение?

В обычных квартирах не стоят раскалённые докрасна обогреватели, а наши батареи могут дать температуру максимум 80-90 С. Тем не менее, эффект лучистого теплопереноса может быть и при небольших температурах. Вспомните специальное блестящее покрытие стенок термоса. Этот отражающий слой надолго сохраняет температуру горячего чая, налитого в термос. А температурный режим здесь схож с обычной системой отопления. А если наполнить термос ледяной водой? Она будет нагреваться куда медленнее, чем в бутылке, стоящей рядом. В этом случае вектор теплового потока меняется – он направлен уже не из термоса, а внутрь него. Так что лучистый теплоперенос есть в любом случае, независимо от температуры. Для наглядности приведём пример в виде сосуда Дьюара, который ещё в XIX веке использовал ёмкость, похожую на термос, с посеребрёнными стенками. В ней он держал жидкий азот. Азот испаряется примерно при 200 С. Заметим, что при расчёте физических процессов теплопереноса точкой отсчёта температуры является не 0 С, а учитывается разница температур. Поэтому теплопотери за счёт излучения существуют даже при сильном холоде на улице. А чем больше перепад между температурой снаружи и внутри здания, тем сильнее тепловой поток, а значит, увеличивается именно лучистая составляющая теплопотерь.

Математические расчёты подтверждают, что доля излучения во всём тепловом потоке велика. В стандартных жилых домах лучистые теплопотери бывают от 20 до 70% от всех теплопотерь! Это зависит и от конкретных факторов: климата, времени года и пр.). Так что, отказываясь от отражающей изоляции, мы отказываемся и от тех самых 20-70% тепла в наших домах.

Что такое отражающая изоляция?

Это очень тонкий рулонный материал, который содержит основу и отражающий слой. Безупречные с этой точки зрения изоляторы – это пенополиэтилены, на которые с одной или двух сторон нанесена алюминиевая фольга или металлизированная плёнка.

Сама по себе идея применения такого «зеркала» в качестве теплоизолятора существует уже давно. Впервые об изоляционных свойствах отражателей услышали в 30 годы XX века. В США, Германии, СССР учёные говорили об этом, но из-за дороговизны алюминия, технология не нашла широкого применения. В течение Второй мировой войны отражающая изоляция уже применялась в армиях СССР и США. А в 70-ых годах стоимость алюминия резко упала, его стали применять в бытовом производстве. Серийное производство отражателей началось уже тогда и достигло пика в 90-е. Сейчас в мире существуют десятки видов отражающей изоляции.

Преимущества отражающей изоляции

Пенополиэтилен, который содержится в составе материала, почти не впитывает влагу, то есть не гигроскопичен. А значит, является отличной пароизоляцией. Если поставить эти изоляторы как дополнение к массивной изоляции для утепления изнутри, можно здорово сэкономить на пароизоляционных материалах. Нужно только герметизировать швы, а в этом поможет особая алюминиевая или металлизированная самоклеящаяся лента. Кстати, гигроскопичность пенополиэтилена настолько мала, что он может использоваться и для утепления здания со стороны улицы. Пенополиэтилен может служить и шумоизолятором. Он монтируется прямо поверх каркаса и отлично защищает от структурного и ударного шума. Таким образом, этот материал сочетает множество разных ценных качеств, и может использоваться как в сочетании с другими изоляторами, так и сам по себе.

Пенополиэтилен очень удобен при перевозке: тонкие листы сворачиваются в небольшие рулоны, которые занимают очень мало места. Для целого коттеджа нужное количество теплоизоляции можно привезти на одной легковой машине. Обычную теплоизоляцию придётся везти на грузовиках.

В нём даже мыши не селятся, так как в отличие от других утеплителей, он слишком тонок.

Экологичность

Для производства отражающей изоляции используется тот же пенополиэтилен, из которого делают емкости для минеральной воды. Он совершенно экологически безопасен по всем показателям, не противоречит никаким гигиеническим нормативам, а также соответствует правилам пожарной безопасности: это трудногорючий и трудновоспламеняемый материал.

Область применения

Мы уже рассмотрели теорию теплопереноса и можем сказать – отражающую изоляцию можно применять вездео, где есть большой перепад температур. Без неё любые меры по теплоизоляции будут не столь эффективны. А если абсолютная изоляция не требуется? Например, на дачах, балконах и лоджиях. Отбросив конвективные потери (допустим, есть ветроизоляция), обнаружим, что в такой конструкции при определённой разнице температур весь тепловой поток будет поделён на проводимость и излучение в равных долях 50/50. Так что и толстый слой массивной изоляции, или лёгкая и тонкая отражающая изоляция с равной эффективностью будут работать. Плюс в случае использования отражающей изоляции мы в 2 раза уменьшаем тепловой поток.

Вывод: для облегченных каркасных построек хватит установки одного отражающего изолятора. Для полной теплозащиты лучше совместить отражающую и массивную изоляцию.

Такая система может располагаться под кровлей, применяться в межэтажных перекрытиях, внутренних перегородках, изолировать цоколи и фундаменты.

Пенополиэтилен с его водоотталкивающими свойствами просто незаменим, если нужно утеплить баню или сауну, ведь не прокладывать же здесь пенопласт или минеральную вату.

Для цилиндрических конструкций (трубопроводов и расширительных баков) существует Фольгоизолон с липким слоем. Он же прекрасно зарекомендовал себя при изоляции автомобилей и фургонов. В холодильниках установка такого материала очень экономична, так как позволяет сильно уменьшить толщину изоляционного слоя.

Ну а самая простая установка слоя отражающей изоляции за батарею отопления в качестве теплоотражающего экрана сразу повысит теплоотдачу на 20%.

Экономический эффект

Практика применения отражающей изоляции подтвердила: это выгодно. Резко снижаются теплопотери в помещениях, а значит – затраты на их отопление. Да и расходы на само утепление зданий при строительстве с использованием фольгированных материалов тоже снижаются. Простой расчёт:

В проекте предусмотрена изоляция кровли из пенопласта. А на самом деле установили отражающий изолятор. Общая стоимость при этом по факту снизилась в 2-3 раза.

Система «Тёплый пол»

Стоит заметить, что нужно учитывать некоторые особенности отражающей изоляции в устройствах системы «Тёплый пол». В этом случае слой отражающей изоляции заливается слоем портланд-цемента. Пока стяжка ещё влажная, компоненты в составе цемента химически очень активны. Так что фольгу нужно закрыть, по крайней мере, полиэтиленовой плёнкой. Хотя, если полиэтилен не составляет единого слоя с фольгой, то жидкость из цементного раствора всё равно создаст неблагоприятную среду и неизбежно уничтожит слой фольги. А это сведёт к нулю все старания по установке «Тёплого пола», ведь именно фольга нужна для равномерного распределения тепла от кабеля обогрева по всей площади пола.

В этом случае лучший выход – лавсановое металлизированное покрытие. Оно устойчиво к коррозии (в противоположность алюминиевой фольге) и образует с пенополиэтиленом однородный слой. Кроме того, лавсан не проводит ток (опять же, в отличие от алюминия). Помимо этого лавсан очень прочен: разрывы и порезы такой изоляции не страшны.

В довершение ко всему лавсан намного повышает теплоизоляционные качества материала, почти не уменьшая его теплоотражающих показателей.

Можно без сомнения сказать: ближайшее будущее за отражающей изоляцией!

Начало активности (дата): 23.11.2009

← Возврат к списку