Каждое физическое тело имеет характеристики, говорящие нам о его качествах. Относительно теплоизоляционных материалов одним из главных физических показателей является плотность или удельный вес утеплителя . Плотность вещества принято измерять в кг/м3. Важность информации о том, сколько весит кубический метр утеплителя, зависит от сферы применения.
Показатели плотности различаются не только в зависимости от вида утеплителя, но и от типа разных модификаций одного и того же материала. Производитель обязан указать такие параметры: объемный вес утеплителя , что соответствует плотности материала и вес упаковки утеплителя.
|
Вид утеплителя |
Показатели удельного веса (плотности) кг/м3 |
Где используется |
|
| min | max | ||
| Минеральная вата | 50 | 200 | От внутреннего утепления, каркасного до кровельного |
| Пенопласт | 100 | 150 | Наружное, кровельное утепление |
| Экструдированный пенополистирол | 28 | 60 | Изоляция стен, нагружаемых конструкций, изготовление сендвич-панелей, дорожное строительство |
| Пеноизол | 10 | 10 | Адгезия с любыми поверхностями, внутреннее и внешнее утепление стен |
| Вспененный полиэтилен | 24 | 60 | Утепление полов, стен, инженерных конструкций |
| Пеностекло | 100 | 400 | Легкие каркасные конструкции, фасады, крыши |
Плотность утеплителя – это его величина массы на 1 м3 объема, которую также еще называют удельным весом. Именно она определяет методы проведения монтажа и выбор материала в целом.
Плотность – величина, которая обратно пропорциональна пористости утеплителя. Пористые материалы удерживают тепло и создают своеобразный буфер. Поэтому напрашивается вывод о том, как влияет плотность: чем больше удельный вес, тем меньшими теплоизоляционными свойствами обладает изолятор.
Например, брус из березы - 500-770 кг/м3, базальтовое волокно – 50-200 кг/м3. А коэффициент теплопроводности березы - 0,15 Вт при том же показателе волокна в 0,03-0,05 Вт. Таким образом, пористый почти в 5 раз эффективнее удерживает тепло, чем более плотный деревянный брус.
Именно из-за удельного веса даже толстые надежные стены не всегда обеспечивают хорошую теплозащиту. Но тонкий слой утеплителя позволяет исправить эту проблему. Кроме того, низкий удельный вес дает меньшую нагрузку на конструкции: ячеистый бетон с низким коэффициентом теплопроводности в 0,1 Вт не подходит для утепления тонких стен, каркасных зданий так как его плотность составляет почти 400 кг/м3.
Плотность дает сопротивление механическим нагрузкам, поэтому изоляторы с низким удельным весом нуждаются в защитном слое. К таким материалам относится пеноизол, пенопласт и пеноплекс, а также минеральная вата.
В целом, все изоляторы можно разделить на следующие группы:
Для определения типа утеплителя нужно рассмотреть некоторые факторы.
Так, для отделки стен и пола в жилом доме лучше применять базальтовые материалы, которые отличаются не только оптимальной плотностью, но и экологичностью. Для базальтового волокна она может быть разной: для стен с облицовкой сайдингом лучше применять материал с единицей массы на единицу объема не меньше 40 и не более 90 кг/м3. Показатель этот должен расти с ростом здания: чем больше этажей, тем больше жесткость.
Материалы в 140-160 кг/м3 подходят для работ с оштукатуренными фасадами. Чаще всего используются специальные элементы с высокой прочностью на отрыв и проницаемостью пара. Когда утепление снаружи дома невозможно, то процедура проводится с внутренней стороны – здесь также влияет плотность, нужны изоляторы с ее низким показателем. В обоих случаях подходят минеральное или стекловолокно.
Так, плиты для кровельной изоляции должны быть с низким удельным весом. Но он зависит от типа кровли:
Для теплоизоляции пола используется экструдированный пенополистирол. Если изоляция проводится на лагах, то можно применять плиты минеральной ваты – жесткость не имеет особого значения, потому как давление будут принимать на себя балки. В межкомнатные стены устанавливают плиты в 50 кг/м3.
Пеноизол имеет одно существенное отличие от предыдущих изоляторов – он наносится в жидком виде и обладает низкой плотностью в 10 кг/м3, при этом его высокая пористость придает ему хорошие изоляционные свойства. Вспененный полиэтилен может быть с разным удельным весом – она зависит от наличия арматуры и толщины:
Так, пеностекло имеет коэффициент теплопроводности в 0,1 Вт и гораздо прочнее других утеплителей. Показатель плотности доходит до 400 кг/м3 и материал является очень устойчивым – подходит для внешней теплоизоляции, не требуя защитного слоя. Ячеистое стекло имеет широкую линейку материалов:
Теплопроводность составляет 0,04-0,06 Вт и практически аналогична минеральным утеплителям.
Однако современные материалы благодаря новейшим технологиям могут обладать разной плотностью при том, что изготовлены совершенно из одинакового сырья.
Базальтовая вата имеет в среднем показатель в 50-200 кг/м3 – диапазон широкий. Максимальное значение принадлежит вариантам, предназначенным для перекрытий и крыш.
Так, базальтовые плиты ТехноНиколь Галатель имеют удельный вес в 195 кг/м3. Базальтовая вата Дахрок от «Роквулл» в 190 кг/м3 – ее предназначение в утеплении под рулонным кровельным покрытием. Базальтовое волокно Knauf Insulation HTB с невысокой плотностью в 35 кг/м3 предназначено для каркасных конструкций и быстровозводимых строений. Минеральная вата ТехноНиколь Роклайт в 30-40 кг/м3 – это вариант облегченной изоляции, а та же компания Кнауфф производит Кнауфф НТВ в вариации плотности в 150 кг/м3.
Плотность пенопласта составляет порядка 100-150 кг/м3 - наиболее плотные плиты нужны для отделки кровли или перекрытий. Производители четко разделяют пенопластовые плиты по сфере применения, когда и удельный вес соответственно меняется. Экструдированный пенополистирол в 28-35 кг/м3 является одним из самых легких материалов и самых теплоизолирующих.
Например, ТехноНиколь Карбон Санд с показателем в 28 кг/м3 – он применяется для сэндвич-панелей, а ТехноНиколь Карбон Проф с показателем в 30-35 кг/м3 применим для изоляции стен и нагружаемых конструкций. Плиты того же производителя с плотностью в 50-60 кг/м3 используются для дорожного строительства. Пеноплекс Стена имеет дифференцированную плотность: 25 кг/м3 – для изоляции вертикальных конструкций, 47 кг/м3 – для стройки дорог.
Плотность минераловатного утеплителя во многом определяет его целевое назначение и является одной из основных его рабочих характеристик. На ее величину влияет толщина и число волокон в структуре (процент посторонних примесей обычно в учет не берется), как следствие, чем она выше, тем дороже стоит стройматериал. Утеплитель выпускается в виде мягких матов и жестких плит с плотностью от 11 до 400 кг/м3, выбор конкретной марки зависит от степени нагрузки конструкций и бюджета строительства.
Для любого утеплителя актуально правило: чем он легче, тем лучше, но про минвату сказать такое однозначно нельзя. Ее низкая теплопроводность действительно обусловлена наличием воздуха между нитями, но при достижении определенного минимума она перестает сохранять тепло. На практике плотность минеральной и базальтовой ваты влияет на ее вес и стоимость, а также прямо или косвенно связана с остальными характеристиками: теплопроводностью, шумопоглощением, несущими способностями и удобством монтажа.
1. Теплоизоляция.
Этот утеплитель использует свойства ничего не весящего воздуха с коэффициентом теплопроводности не выше 0,026 Вт/м·К. Благодаря сочетанию волокон с разной направленностью производителям удалось достичь аналогичного значения 0,036 у легких и мягких плит, 0,032 – у полужестких и 0,04-0,046 – у плотных и цилиндрических изделий (что более чем хорошо для негорючего утеплителя). Но при достижении определенной массы волокна перестают задерживать воздух и теплопроводность ухудшается. Самая плохая защита наблюдается у рыхлого утеплителя плотностью до 30 кг/м3 с неупорядоченным направлением волокон – 0,05 Вт/м·К.
2. Шумопоглощение.
Материалы с низкой воздухопроницаемостью являются хорошими акустическими изоляторами. Поэтому плотные и жесткие плиты в любом случае поглощают звук (даже если это не их основное назначение). Но они много весят и не всегда подходят для внутренней звукоизоляции помещений, с этой целью лучше купить специализированные марки: стекловату с длинными и тончайшими нитями или базальтовую с хаотично перекрученными волокнами. Такие серии есть у Роквулл, Изовер и у других брендов, плотность утеплителя у них лежит в пределах 45-60 кг/м3.
3. Несущие способности.
Вне зависимости от исполнения чересчур легкие материалы не используют при монтаже на участки, подвергаемые высоким нагрузкам. Это объясняется риском его деформирования или сминания, низкой прочностью на сжатие и изгиб. В таких случаях однозначно требуются утеплители высокой плотности (не менее 150 кг/м3). При наличии поддерживающих конструкций (каркаса, лагов, надежной обрешетки) допускается и приветствуется применение легких марок, на первый план выходят изоляционные способности.
4. Нюансы укладки.
Существует четкая связь между плотностью и удобством работы с материалом. Легкие мягкие утеплители без проблем размещаются в межлаговом пространстве кровельных систем (не эксплуатируемых поверхностей) при укладке сверху, но монтаж их со стороны потолка – более чем сложный процесс. С вертикальным размещением рулонных марок чуть проще, но из-за риска сползания волокон вниз лучше приобрести уплотненные утеплители для стен. Самым удобным вариантом считаются полужесткие плиты со слегка пружинистыми краями (до 60 кг/м3) или минвата высокой плотности.
Встречаются исключения, они относятся к специализированным маркам. К примеру, у Изовер есть плиты со средней плотностью (50-80 кг/м3), подходящие для размещения в фасадных системах. Хорошие отзывы имеют марки с неоднородной жесткостью, разработанные специально для внешних работ. Они более мягкие с одной стороны (обращаемой к стенам или утепляемой поверхности) и уплотненные с наружной. Такое исполнение обеспечивает надежную защиту фасада от ветра и позволяет наносить штукатурку прямо на плиты. Важное значение удельный вес имеет при выборе утеплителя для кровли, в этом случае предпочтение отдается легким и упругим маркам от 11 до 35 кг/м3.
Обзор производителей и цен
Ассортимент представлен такими брендами как Роквул, Ursa, Технониколь, Изовер, Изорок, Кнауф, Paroc. Средняя стоимость 1 м2 при толщине в 50 мм составляет 90 рублей. Некоторые фирмы выпускают исключительно низкоплотную продукцию (Ursa, Кнауф), другие специализируются на изготовлении универсальных марок. Оптимальную по жесткости и весу базальтовую вату предлагают Paroc и Роквул.
Наименование утеплителя Рекомендуемая сфера применения, краткое описание Плотность материала, кг/м3 Размеры: Д×Ш×Т, мм
Число шт. в уп. Цена, рубли За 1 м2 За уп. Ультралайт Изорок Ненагружаемая звуко- и теплоизоляция в каркасных стенах, мансардах, межэтажных перекрытиях 33 1200×600×50 8 62,5 1250 ПП-80 Изорок То же для скатных крыш, потолков, полов, трубопроводов, многослойных каркасных конструкций 80 1000×500×100 4 280 2800 Роквул Лайт Баттс Плиты с пружинистыми краями для теплоизоляции ненагружаемых вертикальных и наклонных стен, полов по лагам. Подходят для монтажа в помещениях с повышенной влажностью 37 1000×600×50 10 92,50 1850 Роквул Рокфасад Для утепления фасадов с последующим оштукатуриванием 115 1000×600×100 2 582,5 710 Технониколь Техноблок Стандарт Базальтовая вата с дополнительной гидрофобизацией, оптимальная для теплоизоляции слоистых кладок, навесных фасадов, каркасных стен 45 1200×600×50 12 102 885 Технониколь Технолайт Экстра Ненагружаемый утеплитель с гидрофобными добавками 34 1200×600×100 6 134 580 Paroc Extra Универсальный тепло- и звукоизоляционный материал с хаотично переплетенными нитями 32 1200×600×50 14 92 930 Isobox Теплоролл Упругая базальтовая вата в виде мягких матов 30 5000×1200×50 2 55 660
Теплоизоляционные материалы, то на долю минеральных материалов с волокнистым покрытием приходится приблизительно 80%.
Минеральная вата представляет собой изоляционный материал, получаемый из расплава горных пород или металлургических шлаков, состоящий из тонких стекловидных волокон и различных неволокнистых включений (капли силикатного расплава). Расплав получают в шахтных плавильных печах - вагранках или ванных печах. Превращение расплава в минеральное волокно происходит дутьевым или центробежным способом. При дутьевом способе выходящий из печи расплав разбивается на мелкие капельки струей пара или воздуха, которые вдуваются в специальную камеру и в полете сильно вытягиваются, превращаясь в тонкие волокна диаметром 2-10 мкм. При центробежном способе струя жидкого расплава поступает на быстро вращающийся диск центрифуги и под действием большой окружной скорости сбрасывается с него и вытягивается в волокна.
Температуроустойчивость минеральной ваты не менее 600°С. Плотность минеральной ваты 75 - 150 кг/м 3 .
В зависимости от плотности минеральную вату выпускают трех марок: 75, 100, 125.
Изделия из минеральной ваты по объему производства занимают первое место среди , что объясняется простотой технологического процесса, наличием сырьевых ресурсов и весьма небольшими капиталовложениями при организации производства.
Применяют минеральную вату для теплоизоляции как холодных (до -200°С), так и горячих (до 600°С) поверхностей, чаще всего в виде изделий - войлока, матов, полужестких и жестких плит, скорлуп и сегментов.
Минеральную вату используют также в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых стен и покрытий, для этого ее предварительно гранулируют (т. е. превращают в рыхлые комочки).
Минеральная вата не горит, ее не портят грызуны. Следует помнить, что при работе с минеральной ватой необходимо соблюдать меры предосторожности, т. к. стеклянные волокна могут вызвать раздражение кожного покрова и слизистой оболочки.
Рыхлая минеральная вата - побочный продукт изготовления минераловатных изделий (плит, цилиндров, матов). «Обрезки», остающиеся при их изготовлении, измельчаются в специальной машине. Поступает потребителю в рыхлом сыпучем виде.
Основная область применения этого теплоизолирующего материала - утепление чердачных помещений. Минеральная вата из мешка (обычно емкостью 0,3-0,5 м 3) высыпается в энжекторную воронку пневмоустановки и под давлением, по шлангу, поступает в сопло. Сжатым воздухом она распыляется на толщину, предусмотренную проектом (с учетом возможной осадки во время эксплуатации, которая не превышает 5%). Вот почему этот материал называют «надувная» минеральная вата . Поскольку теплоизоляция рыхлая, непрочная, в чердачном помещении необходимо оборудовать переходные мостки.
Это материал с низким содержанием связующего и предназначен для изоляции колонн, резервуаров и печей. Его также можно использовать как набивной материал в полиэтиленовых матах.
Фирма ПАРТЕК (Финляндия) поставляет рыхлую минеральную вату в полиэтиленовых мешках емкостью 0,5 м 3 , а также осуществляет доставку и обслуживание пневмоустановки. Основные технические характеристики материала даны в табл. 1.
Минераловатные изделия
И в нашей стране, и за рубежом существуют заводы по производству минераловатных изделий широкой номенклатуры. В основном они выпускают теплоизоляционные плиты на синтетической связке (фенольная смола). К примеру, ГОМЕЛЬСТРОЙМАТЕРИАЛЫ (Белоруссия), отечественные заводы-изготовители предлагают следующие теплоизоляционные материалы.
Минеральные маты
Этот материал представляет собой минераловатный ковер , проложенный между битуминизированной бумагой, стеклотканью или металлической сеткой, прошитый прочными нитями или тонкой проволокой.
Длина стандартных матов - до 500, ширина - до 150, толщина - до 10 см.
Плотность - 100-200 кг/т.
Маты на металлической сетке изготавливают из фильерной ваты марки ВФ путем прошивки хлопчатобумажными нитками.
Применяют минераловатные маты для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов, имеющих температуру 400°С. Маты на металлической сетке используют для теплоизоляции поверхностей с температурой до 600°С.
Минеральный войлок
Этот материал выпускается в виде листов и рулонов, представляет собой минеральную вату , пропитанную дисперсиями синтетических смол.
Плотность войлока - 100-150 кг/м 3 , теплопроводность - 0,046-0,052 Вт/(м·К).
Применяют для утепления стен и перекрытий в кирпичных, бетонных и деревянных домах.
Минераловатные полужесткие плиты
Этот материал изготавливают из минерального волокна путем распыления на него синтетических смол или битума с последующим прессованием и сушкой.
Плотность плит зависит от вида связующего и уплотнения и лежит в диапазоне 75-300 кг/м 3 .
Полужесткие плиты применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций и поверхностей оборудования, доходящую до температуры до 300°С - если в процессе изготовления плит применялись синтетические связующие; и до 60°С - на битумном связующем.
Минеральные маты на обкладке из стеклохолста
Эти материалы состоят из минеральной ваты, прошитой стекложгутом, обработанным мыльным раствором.
Выпускаются размером 2000x500x40 мм, плотность - 125-174 кг/м 3 .
Применяют для теплоизоляции поверхностей с температурой до 400°С.
Минераловатные жесткие плиты
Эти плиты производятся из смешанной с битумной эмульсией или синтетическими смолами минеральной ваты методом прессования и полимеризации.
Толщина плит - 4 - 10 см, плотность составляет 100 - 400 кг/м 3 .
Пприменяют минераловатные жесткие плиты для утепления стен, покрытий и перекрытий жилых и промышленных зданий и холодильных установок.
Области применения некоторых видов отечественных жестких минераловатных изделий:
Жесткие плиты СМ-250 на битумном связующем производят мокрым способом формования гидросмеси.
Они водостойки и биостойки.
Размер - 1000x500x60 мм.
Применяются для теплоизоляции строительных конструкций, имеющих температуру эксплуатации до 70°С.
Жесткие плиты марки ПЖ на синтетическом связующем имеют такие же размеры: 1000x500x60 мм. Они отличаются повышенной стойкостью к воздействию химических и биологических сред.
Жесткие плиты на бентонитоколлоидном связующем благодаря высокой отражательной способности эффективно теплоизолируют поверхности с высокой температурой (до 600°С).
Плиты ППЖГС 175 рекомендуется применять в качестве тепловой изоляции, подвергающейся нагрузке в вертикальных и горизонтальных строительных ограждающих конструкциях, в покрытиях из профилированного настила или железобетона (крыши, полы, потолки, стеновые панели) при температуре изолируемых поверхностей до 400°С.
По эффективности теплозащиты плита из минеральной ваты толщиной 60 мм равноценна стене из деревянного бруса толщиной 150 мм.
При погружении в воду плита марки ППЖГС 175, обработанная гидрофобизатором, впитывает в 17 раз меньше воды, чем необработанная; при этом следует отметить, что теплоизоляционный материал с добавкой не тонет в воде.
Плиты ПГ 125 рекомендуется применять в качестве ненагружаемой тепловой изоляции в горизонтальных строительных конструкциях; в качестве утеплителя в легких ограждающих конструкциях каркасного типа, а также для тепловой изоляции оборудования с температурой до 400°С.
Области применения некоторых видов импортных минераловатных изделий:
Плиты IL, ILP применяют для тепловой изоляции металлических, кирпичных и бетонных частей здания.
Материал устанавливается в нужное место посредством запрессовывания плит между элементами конструкции.
Плиты A-IL удобнее для использования на объектах, где пространство для размещения теплоизоляции ограничено.
С «теплой» стороны стен дополнительно требуется пароизоляция.
Ветрозащитные плиты TSL, IRL и VUL рекомендуется применять как защиту от ветра мягких плит в стеновых и стропильных конструкциях.
Полужесткие плиты EL, ELD и ELUS обычно используют в конструкциях типа «сэндвич» для изоляции бетонных элементов с максимальной нагрузкой 5 кН/м 2 .
Для стока образующегося конденсата на плитах предусмотрены специальные канавки.
Матами IM, IMP обычно следует утеплять только стропильные и подпольные конструкции.
Жесткие плиты VL, TL следует применять в конструкциях с максимальной нагрузкой 8 и 12 кН/м 2 соответственно.
Плиты AKL, KKL повышенной жесткости рекомендуется использовать для изоляции плоской кровли. Защитным слоем в этом материале является битумная мембрана.
Плиты TKL чаще всего применяют для одно- или двухслойной изоляции плоской кровли. Во втором случае при укладке материала следует помнить, что швы не должны пересекаться.
Плиты VIL имеют срезанные углы, что, в комбинации с плитами AKL + KKL, придает наклон кровле. Швы укладываются внахлестку.
Особое внимание стоит обратить на его технические характеристики. Ведь от этого будет зависеть его теплопроводность и способность к снижению уровня теплопотерь в том, или ином помещении. Одной из таких важных характеристик является - ПЛОТНОСТЬ теплоизоляционного материала.
Стоит помнить, чем выше плотность теплоизоляционного материала, тем наибольшую нагрузку он оказывает на фундамент дома.
При этом следует отметить, что высокая плотность не всегда является гарантией высоких теплоизоляционных характеристик.
Поэтому, утеплитель делят на несколько видов, классификация которых осуществляется на основе плотности материал:
К особо легким утеплителям относится – пенополистерол (пенопласт), представляющий собой пористую структуру. Легкие утеплители изготавливаются на базе минеральной ваты. К утеплителям со средней плотностью относится пеностекло. А что касается плотных утеплителей, то они также изготавливаются путем использования минеральной ваты, процесс приготовления которых осуществляется под высоким давлением.
Легкие утеплители блокирует увеличение концентрации водяных паров, поэтому такой материал используют для утепления ненагружаемых поверхностей внутри помещений: стен, перегородок, перекрытий и т.д. Утеплители с легкой плотностью способны свести теплопотери к минимуму.
Плотные утеплители лучше всего использовать для наружной части стены. В этом случае, теплопроводность будет лучше. Такой материал хорошо переносит различные механические нагрузки и отлично противостоит неблагоприятному воздействию влаги.
Достаточно сложно разобраться с тем, на что влияет плотность утеплителя, т.к. этот показатель практически не имеет никакого прямого воздействия на теплопроводность. В тоже время при выборе утеплителя, стоит обязательно учитывать плотность.
В любом теплоизоляционном материале – воздух, в обычном или же разряженном состоянии, является главным теплоизолятором. Чем больше содержится воздуха в теплоизоляционном материале, и чем он лучше изолирован от контакта с наружным воздухом, тем ниже будет коэффициент теплопроводности.
При сравнении пенополистирола и минеральной ваты, следует отметить их различную структуру. Пенопласт состоит из пенополистирольных шариков, заполненных воздухом. Поэтому изменение плотности в структуре пенопласта практически никак не влияет на уровень теплопроводности в этом материале.
Минеральная вата, состоит из переплетенных волокон, между которыми находится - воздух. Чем меньше плотность структуры этого материала, тем воздуха в нем будет больше, и тем самым, теплопроводность этого материала будет ниже. При более плотной структуре материала, теплопроводность будет выше, т.к. воздуха в нем содержится меньше.
Толщина и плотность утеплителя зависят друг от друга. Чтобы выбрать утеплитель нужной толщины, стоит учитывать минимальный уровень сопротивления теплопередачи окружающей конструкции. Например, для утепления перекрытий чердака и утепления стен эти показатели будут меняться. Из этого следует, что толщина теплоизоляционного материала зависит от его использования:
А что касается плотности, то, чем плотнее утеплитель, тем наибольшую нагрузку он может нести. Поэтому, при выборе теплоизоляционного материала стоит учитывать все особенности помещения и здания, где будет применяться утеплитель. Например, минеральная вата, плотностью 35-40 кг/м3 применяется для утепления многоэтажных жилых зданий, а вот укладывать такой материал под стяжку или применять в слоистой кладке стен не рекомендуется, т.к. при укладке, стяжка раздавит минеральную вату, а в слоистой кладке – минвата со временем осядет. В таких случаях используют более плотный материал, он применяется для теплоизоляции производственных зданий: для стяжки пола применяется утеплитель плотностью – от 160 кг/м3, а для слоистой кладки стен – от 80 км/м3.
Чтобы определить, какая плотность теплоизоляционного материала лучше, следует учитывать немало факторов. При этом не стоит забывать, что показатели теплопроводности теплоизоляционных материалов примерно одинаковые, а вот транспортировка утеплителя с более высокой плотностью будет несколько осложнена.
