Теплоизоляция

Разрушенная теплоизоляция на магистральной теплотрассе

Теплоизоляция — это элементы конструкции, уменьшающие передачу тепла. Также термин может означать материалы для выполнения таких элементов или комплекс мероприятий по их устройству.

Основные типы теплоизоляции

Теплоизоляцию можно разделить по следующим типам, соответствующим разным способам теплопередачи:

• отражающая (лучистую энергию), которая предотвращает потери за счёт отражения инфракрасного «теплового» излучения
• предотвращающая потери за счёт водопоглощения, теплопроводности, паропроницаемости, то есть за счет кондуктивного и конвективного теплообмена (сочетания передачи тепла через сам материал и воздух или газ, находящийся в нем)

На практике теплоизоляционные материалы принято делить на три вида (по виду основного исходного сырья):

1. Органические — получаемые с использованием органических веществ. Это, прежде всего, разнообразные пенопласты (например пенополиэтилен изолон). Такие теплоизоляционные материалы изготавливают с объёмной массой от 10 до 100 кг/м3. Главный их недостаток — низкая огнестойкость, поэтому их применяют обычно при температурах не свыше 90°C, а также при дополнительной конструктивной защите негорючими материалами (штукатурные фасады, трехслойные панели, стены с облицовкой, облицовки с ГКЛ и т.п.)Так же в качестве органических изолирующих материалов используют переработанную неделовую древесину и отходы деревообработки (древесно-волокнистые плиты и древесностружечные плиты), сельскохозяйственные отходы (соломит, камышит и др.), торф (торфоплиты) и т.д. Эти теплоизоляционные материалы, как правило, отличаются низкой водо-, биостойкостью, а так же подвержены разложению и используются в строительстве реже. 
2. Неорганические — минеральная вата и изделия из неё (например,минераловатные плиты), лёгкие и ячеистые бетоны (газобетон и газоселикат), пеностекло], стеклянное волокно, изделия из вспученного перлита, вермикулита, сотопласты и др. Изделия из минеральной ваты получают переработкой расплавов горных пород или металлургических шлаков в стекловидное волокно. Объёмная масса изделий из минеральной ваты 35—350 кг/м3. Характерная особенность — низкие прочностные характеристики и повышенное водопоглощение, поэтому применение данных материалов ограничено и требует специальных методик установки. При производстве современных теплоизоляционных минераловатных изделий производится гидрофобизация волокна, что позволяет снизить водопоглощение в процессе транспортировки и монтажа ТИМ.
3. Смешанные — используемые в качестве монтажных, изготовляют на основе асбеста (асбестовые картон, бумага, войлок), смесей асбеста и минеральных вяжущих веществ (асбестодиатомовые, асбестотрепельные, асбестоизвестковокремнезёмистые, асбестоцементные изделия) и на основе вспученных горных пород (вермикулита, перлита).

Показатели теплопроводимости пенобетона, изготовленного на цементе, марки М500Д0, песка 5-ой фракции, пенообразователя Foamin C и воды, плотностью 150 кг\м3, в сравнении с пенополиуретаном ([ППУ изоляцией]), указаны в таблице №1: Теплопотери теплоизолированных труб, Кал/час на 1 п.м.

Диаметр, мм	Пенополиуретан	Пенобетон
57	27,7	23,5
89	35,9	28,5
108	41,5	30,7
159	46,9	44,9
219	59,9	46,9

Основные виды применяемой теплоизоляции: — неавтоклавный пенобетон (плотностью до 250 кг/м3) — минераловатные изделия в виде матов, плит, скорлуп, цилиндров и т. п. (каменная и стеклянная вата) — пенополистирол (вспененный и экструдированный) — пенополиуретан — вспененный каучук и полиэтилен

Применение теплоизоляции

Теплоизоляция применяется для уменьшения теплопередачи всюду, где необходимо поддерживать заданную температуру, например:

• В строительстве теплоизоляция применяется для внутреннего и внешнего изолирования наружных стен зданий, кровель, полов и т. д. Благодаря этому снижается расход энергии на отопление и кондиционирование.
• В производстве одежды и обуви. Благодаря теплоизолирующим свойствам одежды человек может без активного движения долгое время пребывать на открытом воздухе в сильный холод или в холодной воде.
• В корпусах или ограждающих конструкциях холодильного оборудования, печей. Благодаря теплоизоляции возможно значительно снизить затраты энергии на поддержание требуемой температуры внутри.
• Трубопроводы теплотрасс окружают теплоизоляцией для уменьшения охлаждения или нагрева передаваемого теплоносителя. Защищают от коррозии. Теплоизоляция обладает пароизолирующими (не всегда) и шумозащитными свойствами.
• Изоляция емкостей, резервуаров, бойлеров.
• Изоляция трубопроводной арматуры, где применяются съёмные теплоизоляционные конструкции.

Теплоизоляция стен

Теплоизоляция наружных стен выполняется в основном тремя способами: 1) Навесной вентилируемый фасад с применением теплоизоляции (каменная или стеклянная вата) 2) Тонкослойная штукатурка фасадов по теплоизоляционному материалу (пенополистирол или минеральная вата) 3) Трехслойная конструкция стен (трехслойная, слоистая или колодцевая кладка, сэндвич-панели клееные или сборные, трехслойные ж/б стеновые панели).

С точки зрения теплофизики наиболее эффективно применять теплоизоляцию снаружи, так как в этом случае несущая конструкция стены находится всегда в зоне положительных температур и оптимальной влажности. Возможно применение теплоизоляции изнутри здания, но при этом варианте необходимо проводить расчет по влажностному режиму на необходимость слоя пароизоляции и только в исключительных случаях, когда невозможно изменить фасад здания по тем или иным соображениям (здание имеет высокую архитектурную и художественную ценность и т. д.).

Для теплоизоляции стен традиционно применяют следующие виды теплоизоляционных материалов пенополистирол, минеральной ваты или стекловаты (стекловолокна). Более современные утеплители изготавливаются из полиэфирного волокна с пониженной горючестью, среднее значение коэффициента теплопроводности которого составляет приблизительно 0,02 Вт/(м•K).

Утепление деревянного дома имеет несколько значительных особенностей, а именно теплоизоляция стыков несущих элементов (брус, сруб и т. д.). Традиционно для этой цели использовались такие естественные материалы как пакля и мох. В современном мире им на смену пришел столь же натуральный и экологичный, но более практичный утеплитель деревянного дома — им стал лен или джут.

Материалы для изготовления теплоизоляции

Для изготовления теплоизоляции, препятствующей теплопроводности, используют материалы, имеющие очень низкий коэффициент теплопроводности, — теплоизоляторы. В случаях, когда теплоизоляция применяется для удержания тепла внутри изолируемого объекта, такие материалы могут называться утеплителями. Теплоизоляторы отличаются неоднородной структурой и высокой пористостью.

См. также

• Изолон
• Экструдированный пенополистирол
• Пенополиуретан
• Пенополистирол
• Пеноглас
• Термофол
• Термопанели
• Дорнит
• Холлофайбер
• Керамоизол
• Пеноизол
• Эковата
• Минеральная вата
• Вермикулит
• Родипор
• ИКИ: известково-кремнезёмистые изделия

Ссылки

• Аблесимов Н.Е., Земцов А.Н.

Релаксационные эффекты в неравновесных конденсированных системах. Базальты: от извержения до волокна. Москва, ИТиГ ДВО РАН, 2010. 400 с.