Сравнительная характеристика теплоизоляционных материалов, представленных на современном рынке

Сравнительная характеристика теплоизоляционных материалов, представленных на современном рынке.

Теплоизоляционные материалы широко применяются в современном строительстве. Возведение практически любых строительных конструкций подразумевает их изоляцию и утепление. Выбор теплоизоляции – важный вопрос, к решению которого следует подходить основательно. Каждый из представленных на рынке утеплителей обладает особыми эксплуатационными свойствами, делающими его непохожим на другие. Белорусский рынок теплоизоляционных материалов растет и развивается, подчиняясь своим законам.

ТАКИЕ РАЗНЫЕ УТЕПЛИТЕЛИ.

Экономия тепла влечет за собой экономию финансов. Неразумно впустую расходовать тепло и отапливать улицу, в то время как современные технологии позволяют позаботиться об экономии тепловых ресурсов уже на стадии строительства и ремонта.

Основная часть ответственности за сохранение тепла ложится на те части здания, которые более всего контактируют с окружающей средой, участвуя в теплообмене с ней. Это стены, крыша и пол строения. Именно через них тепло покидает помещение, а холод попадает внутрь. Использование энергосберегающих материалов позволяет не только минимизировать тепловые потери, но и уменьшить толщину стен, сократить время их возведения, снизить итоговую стоимость строительства.

Современная тенденция определения качества утеплителей посредством измерения уровня их теплового сопротивления постепенно перешла к определению того, от каких видов излучения они способны предохранять. Помимо этого, существует разделение теплоизоляционных материалов по месту целевого назначения. Могут быть разными их форма и внешний вид. Существуют жесткие штучные утеплители (кирпичи, плиты, цилиндры, сегменты), гибкие (маты, жгуты, шнуры) и сыпучие (вермикулит, вата, перлитовый песок). Структура утеплителей может быть волокнистой (стекловолокнистые, минераловатные материалы), ячеистой (пеностекло, ячеистые бетоны), зернистой (вермикулит, перлит).

Вещества, входящие в состав, также определяют вид конкретной теплоизоляции. По виду своего основного сырья традиционные теплоизоляционные материалы разделяют на органические (в качестве сырья для их изготовления используются природные вещества), неорганические (основа – минеральное сырье) и материалы, изготовленные из искусственных пластических масс. Таким образом, каждый из существующих сегодня утеплителей может быть классифицирован сразу по нескольким критериям.

Таблица 1. Обзор теплоизоляционных материалов.

Одним названием «минеральная вата» объединяют сразу несколько видов теплоизоляции: каменную, стеклянную и шлаковую ваты.

Каменная вата – волокнистый теплоизоляционный материал, выпускаемый в виде плит, рулонов. Каменная вата характеризуется низким уровнем теплопроводности. Ее производство представляет собой процесс плавления металлургических шлаков, различных видов горных пород. При этом наиболее качественный продукт изготавливается именно из габбро-базальтовых горных пород.

Каменная вата относится к классу негорючих (НГ) материалов, что делает возможным ее применение на различных производственных объектах, а также в частном строительстве в условиях повышенной температуры – до 1000 °C. Невосприимчивость к огню дополняется устойчивостью к влаге. Каменная вата, будучи гидрофобным материалом, не впитывает в себя влагу, а напротив, обладает водоотталкивающими свойствами. Теплоизоляция, оставаясь сухой, не теряет своих эксплуатационных свойств с течением времени. Эти два свойства (негорючесть и гидрофобность) позволяют использовать вату для утепления таких помещений с повышенным температурно-влажностным режимом, как бани, сауны, котельные.

Прочность в случае с каменной ватой не стоит в острой прямой зависимости от плотности. Вата, будучи достаточно мягким материалом, обладает известным уровнем прочности. Уровень прочности на сжатие при деформации в 10 % находится в пределах 5–80 кПа. Структурная устойчивость ваты обусловлена особым вертикальным и хаотичным расположением волокон.

Каменная вата – антикоррозийный материал. Контактируя с металлами и бетоном, она не инициирует протекание химических реакций. Биологическая стойкость гарантирует невосприимчивость материала к воздействию грибков и плесени, насекомых и грызунов.

Базальт – основное сырье для производства каменной ваты. Базальтовое сырье проходит обработку формальдегидными смолами, что придает ему необходимый уровень прочности. Современные производственные технологии позволяют полностью устранить содержание фенолов из материала еще на этапе его производства. Продукт, попадающий к конечному потребителю, представляет собой экологически чистый теплоизоляционный материал, который может быть использован для утепления фасадов зданий, кровли и полов производственных и жилых помещений, а также помещений с экстремальным температурно-влажностным режимом.

Каменная вата из горных пород – выбор для долгой и качественной теплоизоляции.

Стекловолокно – волокнистый теплоизоляционный материал, изготавливаемый из расплавленного стекла. Утеплитель на его основе выпускается в двух формах: жесткие плиты и мягкие рулонные маты. Готовый продукт характеризуется высоким уровнем прочности и упругости. Связующим веществом для стеклянного волокна также служат безопасные переработанные формальдегидные смолы.

Далеко не все эксплуатационные свойства стекловолоконной теплоизоляции близки к аналогичным показателям каменной ваты. Пластичность материала облегчает процесс работы с ним, позволяя сжимать утеплитель до 4 раз во время его укладки. В процессе эксплуатации стекловолоконный утеплитель способен проседать и несколько изменять свою первоначальную форму. Стеклянное волокно гигроскопично, т.е. способно накапливать влагу, аккумулируя ее из воздуха (особенно влажного и холодного). Принимая во внимание эти свойства материала, его зачастую покрывают специальной водонепроницаемой пленкой или фольгой, компенсируя, таким образом, свойство влагопоглощения. Стекловата характеризуется химической и биологической стойкостью.

Максимальная температура использования стекловолоконного утеплителя ограничена планкой в 650 °C. Стекловата – отличный звукоизолирующий материал. Пространство стекловолоконного утеплителя хорошо поглощает звуковые волны, благодаря чему он с успехом используется не только как теплоизолятор, но и как звукоизолятор. Применяется стекловата там, где она не будет испытывать механических нагрузок. Как правило, это фасады зданий, кровельные пространства, пространство под полами. Зачастую ее использование подразумевает применение дополнительных внешних защитных слоев, таких как стеклоткань или рубероид. Системы вентилируемых фасадов обустраиваются, как правило, с применением стеклянной и каменной ваты.

Стеклянная вата в виде отельных фракций стеклянного волокна используется для утепления труднодоступных элементов строительных конструкций методом задувания.

На сегодняшний день в Беларуси отсутствует возможность самостоятельного производства стекловаты. В целях импортозамещения ОАО «Стеклозавод «Неман» планирует выпуск стеклянной ваты в виде плит, матов и цилиндров.

Пенопласт – твердый плитовой материал, применяемый для утепления стен, перекрытий, полов и крыш зданий. Используется как для наружного утепления строений, так и для внутреннего. В его основе – вспененные пенополистирольные гранулы. Изготавливается в виде плит длиной до 2 м, шириной до 1 м. Толщина – от 2 до 50 см. Все параметры могут варьироваться, потому пенопластовый утеплитель подбирается индивидуально исходя из конкретных потребностей.

В обиходе словом «пенопласт» называют все синтетические ячеистые пластмассы с малой плотностью, которые имеют в своем составе большое число несообщающихся полостей. В зависимости от особенностей процесса изготовления из исходного сырья можно получить один из двух основных видов пенопласта:

• поропласт (пористое вещество, в структуре которого – сообщающиеся между собой полости). В свою очередь поропласты могут быть разными: пенополиуретан, пенополивинилхлорид, пенополистирол и мипора;

• собственно пенопласт (вещество, образующееся в результате вспенивания исходного сырья. Содержимое изолированных гранул материала не контактирует с соседними ячейками и окружающей средой).

Изготовление плит из пенопласта осуществляется путем термического соединения и прессования гранул из пенополистирола. Благодаря своей гранулярной структуре пенопластовые плиты более чем на 95 % состоят из воздуха, что делает их уникальным теплоизоляционным материалом. Для обеспечения уровня теплопроводности, которым обладает 30-миллиметровый слой пенопласта, необходимо возведение кирпичной стены, которая должна быть почти в 15 раз толще. А в случае с железобетонной конструкцией этот уровень возрастает до 35 раз!

Эксплуатационные свойства пенопласта делают его достаточно востребованным материалом на рынке теплоизоляции:

• Пенопласт обладает высоким уровнем прочности к механическим нагрузкам. Этот уровень существенно превышает аналогичную характеристику минеральной ваты;

• Пенопласт – влагостойкий материал. Он практически не впитывает воду, что делает возможным его использование в качестве утеплителя фундамента зданий при прямом контакте с грунтом;

• При утеплении пенопластом в здании сохраняется способность к воздухообмену. При этом уровень ветронепроницаемости не снижается;

• Экологическая чистота материала обусловлена отсутствием в нем вредных примесей. В его составе имеются лишь два химических соединения: углерод и водород;

• Обладающий звукоизоляционными свойствами, пенопласт может быть использован для нужд утепления и звукоизоляции одновременно;

• Срок службы утепления из пенопласта ограничен лишь сроком эксплуатации строения. Неподверженность коррозии объясняется влагостойкостью материала. В процессе эксплуатации пенопласта не наблюдается изменения его размеров: усадки, смещения.

Главный параметр пенопласта, определяющий место применения и специфику монтажа, – это его плотность. От нее зависит, где можно использовать конкретный вид пенопластовой теплоизоляции. Так, пенопластовая крошка используется при насыпных работах, для утепления полов, пространства между перекрытиями, в то время как жесткий пенопластовый лист применяется для утепления фундамента здания.

В Беларуси отсутствует своя сырьевая база для изготовления теплоизоляционных материалов, относящихся к типу пенопластов. Производства, которые работают с импортным сырьем, пока неспособны восполнить внутренние запросы. Ежегодно страна импортирует теплоизоляцию этого типа на сумму, приблизительно равную 3 млн долларов.

Напыляемый пенополиуретан – полиуретановый пеноматериал, наносимый методом распыления. В составе этого утеплителя имеется полиэфир полиол, полиизоцианат и различные добавки.

Технология его нанесения подразумевает напыление с помощью подающего насоса либо смешивание компонентов непосредственно на утепляемых поверхностях. Адгезионные свойства напыляемого пенополиуретана позволяют наносить его на горизонтальные и вертикальные поверхности. При этом он надежно фиксируется на самых разных основаниях: бетоне, газосиликатных блоках, штукатурке, металле, рубероиде. Прекрасные характеристики адгезии и влагоустойчивости обуславливают широкое применение этого теплоизолятора. Напыляемый пенополиуретан успешно применяется для утепления наружных и внутренних стен, скатных и плоских крыш, цокольных этажей, подвалов и фундаментов зданий, изоляции стыков между деталями различных строительных конструкций.

Метод нанесения материала равномерным напылением обеспечивает отсутствие стыков и щелей между участками покрытия. Это повышает теплоизоляционные свойства материала, т.к. слой сплошного покрытия не имеет «точек холода», вызывающих промерзание конструкции.

Говоря о недостатках этого материала, в первую очередь нужно отметить непригодность его использования в соединении с деревом. Разумеется, адгезия утеплителя позволяет наносить его и на деревянные поверхности. Но древесина, обработанная напыляемым пенополиуретаном, в скором времени теряет свои физико-химические качества и подвергается гниению. Происходит это вследствие прекращения воздухообмена между древесиной и атмосферой. Влага, попадающая в слой древесины, не находит выхода, и материал подвергается деструкции.

Экструдированный пенополистирол – один из синтетических теплоизоляционных материалов, относящийся к группе пенопластов. Изготавливается из пенополистирольного сырья методом экструзии – формования расплавленного вещества под давлением. При этом к исходному сырью добавляется особый агент, обеспечивающий вспенивание и получение требуемой структуры готового продукта.

Низкий уровень теплопроводности и водопоглощения обеспечивает устойчивость теплоизоляционного материала к воздействию атмосферных осадков и перепадов температуры.

Структура материала гарантирует прочность – то, чего так недостает обычному пенопласту. Становится доступным использование плит экструдированного пенополистирола в тех местах зданий, где они будут подвержены механическому воздействию. Прочность материала обуславливает его неприхотливость к процессу монтажа. Плиты утеплителя могут быть уложены на песчаную подушку. При этом они не будут деформированы вследствие механического давления, а также не впитают влагу из почвы.

Сам процесс монтажа плит экструдированного пенополистирола прост и удобен. Материал легко режется на куски необходимого размера, при этом не происходит его крошение и распыление. Крепление пенополистирольных плит осуществляется с помощью клеевых составов и монтажных дюбелей.

По статьям химической и биологической стойкости к экструдированному пенополистиролу нет нареканий. Материал не разрушается под воздействием нефтепродуктов, кислот и щелочей, а состав и структура делают его непригодным для появления и роста грибков, а также употребления в пищу грызунами и насекомыми.

Среди недостатков данного теплоизоляционного материала следует отметить его неустойчивость к огню. При этом горение пенополистирола также высвобождает токсичные соединения. Это свойство материала необходимо учитывать, обеспечивая ему дополнительную защитную изоляцию от огня. Не только открытого огня боится этот утеплитель, но и прямых солнечных лучей. Под воздействием ультрафиолетового излучения его верхние слои могут изменять свою структуру и разрушаться. Данный фактор также должен быть учтен при монтаже теплоизоляции из экструдированного пенополистирола.

Эковата (целлюлозный утеплитель) – теплоизоляционный материал, изготовленный на основе бумажной и картонной макулатуры. При этом свойства ваты во многом определяются веществами, входящими в ее состав. Так, западные производители используют помимо вторичной целлюлозы древесные опилки, отходы хлопкового производства, сено.

Абсолютная экологическая чистота – то, к чему аппелируют производители эковаты. Уровень этой чистоты зависит от того, какие химические вещества были применены при изготовлении материала. Фосфаты и сульфаты аммония, широко применяемые в качестве антипиренов при производстве эковаты на Западе, характеризуются повышенным содержанием вредных веществ. Кроме того, эксплуатируемый утеплитель, имеющий в своем составе эти соединения, со временем теряет свои эксплуатационные свойства. В частности, способность противостоять горению. Отечественные же производители в качестве антипирена применяют буру (боракс), что гарантирует отсутствие небезопасных химических соединений и неприятного запаха аммиака, а также постоянство практических свойств материала. При выборе эковаты особое внимание следует обратить на то, какие вещества использованы в ней в качестве антипиренов и антисептиков.

Существует 3 способа применения эковаты: сухой, мокрый и мокроклеевой. Они реализуются с применением специального оборудования для задувки. При небольших объемах и невысокой сложности работ утепление эковатой может быть осуществлено вручную. Важно правильно проводить работы по задувке и уплотнению эковаты, чтобы в дальнейшем не образовались пустоты и утеплитель не просел.

К практическим достоинствам, отличающим этот теплоизоляционный материал, можно отнести:

• высокую степень адгезии;

• возможность применения в труднодоступных местах;

• образование единого бесшовного слоя при нанесении;

• огнестойкость (при использовании в качестве антипирена буры);

• влагостойкость (способна впитывать большое количество влаги, постепенно отдавая ее в окружающее пространство). Таким образом, в помещении поддерживается оптимальный микроклимат с уровнем влажности 40–45 %;

• долгий срок службы.

Из недостатков эковаты следует назвать сложность ручного нанесения на обрабатываемые поверхности и невозможность организации «плавающего пола» ввиду мягкости материала.

Максим ЛИЦОЕВ, менеджер проектных продаж ИООО «Сен-Гобен Строительная Продукция Белрус»:

– На сегодняшний день идет строительство различных объектов по всей стране: от сооружений к чемпионату мира по хоккею до агросектора и частного строительства. Плюс все чаще с учетом подорожания ресурсов (электричество, тепло, газ) люди обращают свое внимание на вопрос энергосбережения. И даже в многоквартирных домах появляются энергосберегающие технологии, а коттеджная застройка и вовсе «впереди планеты всей». Поэтому на данный момент рынок жив и развивается.

Большим спросом у белорусского потребителя пользуются материалы, доступные по цене. Но тенденция такова, что потребитель начинает проявлять все больше интереса к высокотехнологичным материалам. Этот процесс идет медленно, но он идет. Можно сказать, что соотношение разделения выбора потребителей между качеством и ценой находится на уровне 30:70, т.е. для 70 человек из 100 определяющим фактором в выборе теплоизоляции является именно ее стоимость. Помимо цены на выбор потребителя оказывают влияние характеристики самих материалов, а также их производитель. Тот, кто привык работать с определенным производителем по ряду объективных причин, не будет изменять свой выбор.

Говоря о тенденциях в строительстве, важно отметить, что у нас, как и во всем мире, все большую популярность набирает каркасное домостроение. Энергоэффективный каркасный дом – это выгодное соотношение «цена/качество», высокая скорость постройки и легкость проведения работ. Примером реализации такого проекта в Беларуси является мультикомфортный дом, возводимый нашим концерном. В Европе, где стоимость энергоресурсов в разы выше, эта тенденция давно наблюдается. Кроме того, все чаще применяется технология вентилируемых фасадов. Это также позитивная тенденция, способствующая продуктивному использованию стройматериалов и увеличению их долговечности.

Главное отличие белорусского рынка от западного состоит в том, что Запад более ориентирован на полную итоговую экономию. В Европе люди активно заняты модернизацией своих жилищ. В некоторых странах Евросоюза предусмотрены штрафы: если человек не успевает привести теплоизоляционные характеристики своего дома в соответствие с требованиями, то по отношению к нему применяются штрафные санкции. В частности, в Германии эти штрафы выражаются в индивидуальном повышении цен на энергоресурсы. Некоторые белорусские компании по каркасному домостроению продают свою продукцию в Европу, потому что там она пользуется большим спросом.

Если говорить о России, то здесь соотношение 50:50. Страна большая, в ней идет массовая застройка. Много строится типичных панельных многоэтажек, которые печально известны своими большими теплопотерями, но также все больше домов строится по энергосберегающим технологиям.

Как будет развиваться белорусский рынок теплоизоляционных материалов? Я полагаю, мы все-таки придем к уровню европейских стран в вопросе энергосбережения, т.к. энергоресурсы дорожают. Технологии рационального потребления энергии и утепления будут развиваться, а цена не будет так категорично детерминировать выбор потребителя.

Тенденции текущего, 2012 г. показывают, что влияние прошлогоднего кризиса ослабевает до минимума. Рынок в целом вышел на докризисный уровень 2010 г. Продажи идут, спрос на теплоизоляционные материалы большой. Отчасти это связано с тем, что строится много объектов к чемпионату мира по хоккею 2014 г.: гостиницы, бизнес-центры. Многие иностранные инвесторы обращают внимание именно на качество. Если в панельном домостроении большую роль играет цена, то, скажем, застройщик гостиницы заинтересован в комфортном уровне проживания в ней, чтобы бизнес приносил стабильную прибыль.