Введение в теплоизоляцию

Термин «теплоизоляция» достаточно широк, поэтому теплоизоляционные материалы принято разделять на две группы:
• техническая теплоизоляция – для изоляции инженерных коммуникаций;
• строительная теплоизоляция – для изоляции ограждающих конструкций зданий.
Отличительной особенностью технической теплоизоляции является высокая интенсивность воздействия на неё тепловых и влажностных нагрузок. Из-за этого материалы, прекрасно работающие в ограждениях зданий, зачастую неприемлемы для тепловой изоляции инженерного оборудования.
Для технической теплоизоляции в зависимости от температуры изолируемой поверхности выделяют две области применения:
• «холодное» применение, когда температура носителя в системе меньше температуры окружающего воздуха;
• «горячее» применение, когда температура носителя в системе выше температуры окружающего воздуха.
Если в случае «холодного» применения необходимость использовать теплоизоляцию не вызывает сомнений (конденсат, выпадающий на холодной трубе, видно невооружённым глазом), то в случае «горячего» применения часто задают вопрос: а нужна ли вообще теплоизоляция в системах отопления, если горячие трубы и так обогревают здание? Здесь надо помнить, что для правильного использования тепловой энергии необходимо обогревать только те помещения, которые в этом нуждаются, а для обогрева нужно использовать специальные тепловые приборы (радиаторы, конвекторы и т.п.). Тепло, которое передаётся от горячих труб стенам и перекрытиям здания, а также воздуху нежилых помещений, рассеивается без пользы для потребителя. Изолируя трубопроводы отопления, мы снижаем количество неэффективно расходуемого тепла, тем самым экономя тепловую энергию.
Пример экономии тепловой энергии:
Если изолировать двухметровую трубу, подводящую горячую воду в ванную комнату, то всего лишь за 25 минут утреннего душа можно сэкономить такое количество энергии, которого будет достаточно для того, чтобы приготовить на завтрак чашечку ароматного кофе или крепкого чая.
ТИПЫ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.
Наилучшей теплоизолирующей конструкцией является конструкция с применением вакуума. Однако из-за сложности и дороговизны вакуумных конструкций наибольшее распространение получили газонаполненные теплоизоляционные материалы, работающие при атмосферном давлении.
Все известные газонаполненные материалы в зависимости от структуры газовых и твёрдых фаз делятся на следующие типы:
• пористые (или пористо-волокнистые), содержащие сообщающиеся газовые полости:
– минеральная вата;
– стеклянная вата;
• ячеистые (или вспененные), содержащие изолированные газовые полости:
твёрдые:
– пенополиуретан;
– пенополистирол;
гибкие:
– пенополиэтилен;
– вспененный каучук.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.
• Коэффициент теплопроводности ;
• Фактор сопротивления диффузии водяного пара ;
• Пожарная безопасность;
• Технологичность монтажа;
• Коррозионная стойкость;
• Санитарная и экологическая безопасность;
• Долговечность.
КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ .
Способность сохранять тепло – основная функция теплоизоляционного материала – оценивается коэффициентом теплопроводности.
Коэффициент теплопроводности Вт/(м•°С) – это количество теплоты, проходящее в единицу времени через 1 м? материала при разности температур на его противоположных поверхностях равной 1 градусу. Чем меньше лямбда, тем лучшими теплоизоляционными свойствами обладает материал.

Так как доля воздуха в теплоизоляционных материалах является основной (составляет от 80 до 99 %), то и теплопроводность газонаполненных материалов различных типов приблизительно одинакова. Она может зависеть от нескольких факторов.
Температура
Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов возрастает с повышением температуры. Поэтому сравнивать теплопроводность различных материалов нужно при их одинаковой температуре. При температурах ниже 50°С влияние температуры на теплопроводность уступает влиянию, оказываемому влажностью.
Влажность
Как известно, теплопроводность воды значительно выше теплопроводности воздуха (0,6 Вт/(м•°С) у воды и 0,024 Вт/(м•°С) у воздуха), и при накапливании влаги внутри газовой среды теплоизоляционного материала его теплопроводность увеличивается. То есть теплоизоляция перестаёт выполнять свою основную функцию – сохранение энергии. Вот почему так важно, чтобы материал как можно лучше сопротивлялся проникновению влаги.
ФАКТОР СОПРОТИВЛЕНИЯ ДИФФУЗИИ ВОДЯНОГО ПАРА
Пористо-волокнистые материалы, имея структуру с сообщающимися газовыми полостями, хорошо впитывают влагу, содержащуюся в окружающем воздухе. Этот процесс особенно интенсивен при «холодном» применении. А материалы с закрыто-ячеистой структурой впитывают влагу плохо.
Для того, чтобы количественно обозначить способность материала противостоять диффузии водяного пара, используется фактор сопротивления диффузии водяного пара мю – число, показывающее во сколько раз материал хуже впитывает водяные пары из окружающей среды, чем воздух.
ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
С точки зрения пожарной безопасности применение технической теплоизоляции регламентируется требованиями СНиП 41-03-2003 и зависит от группы горючести теплоизоляционного материала. Группа горючести – это классификационная характеристика способности веществ и материалов к горению.
По горючести вещества и материалы подразделяют на следующие группы:
• негорючие (несгораемые) – материалы, не способные к горению в воздухе (группа горючести НГ);
• трудно-горючие (трудно-сгораемые) – материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но не способные гореть после его удаления (группы горючести Г1 и Г2);
• горючие (сгораемые) – материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления (группы горючести Г3 и Г4).
Согласно требованиям СНиП 41-03-2003 для изоляции инженерных коммуникаций в жилых и административных зданиях допускается применение теплоизоляционных материалов, относящихся к группам НГ, Г1 и Г2. Изделия из вспененного полиэтилена Энергофлекс™ имеют группу горючести Г1 и Г2.
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ МОНТАЖА
Простота и скорость монтажных работ зависят от сложности теплоизоляционной конструкции и степени готовности изделий и материалов к установке.
Простота конструкции
Теплоизоляционные изделия из пенополиэтилена обладают повышенной сопротивляемостью паропроницанию, а также имеют упрочнённую поверхность. В результате чего теплоизоляционная конструкция на их основе не требует устройства пароизоляционного, защитного, покровного (внутри зданий) слоёв и применения крепёжных деталей. Степень монтажной готовности
По степени монтажной готовности теплоизоляционные конструкции делятся на: • полносборные – конструкции, изготовленные и собранные на заводе; • комплектные – конструкции, изготовленные на заводе и собираемые из элементов на месте монтажа; • трудоёмкие – конструкции, изготавливаемые и собираемые на месте монтажа. Производительность труда при изготовлении и монтаже комплектных конструкций на 25-30%, а при монтаже полносборных в 2-2,5 раза выше в сравнении с трудоёмкими. Теплоизоляция из вспененного полиэтилена – это готовые к монтажу гибкие изделия в виде трубок и листов, которые легко обрабатываются и устанавливаются в проектное положение в условиях строительной площадки. Это позволяет сократить трудозатраты на их монтаж до 2,5 раз.
Таким образом, теплоизоляционные конструкции на основе изделий из вспененного полиэтилена благодаря высокой технологичности монтажа находят всё большее распространение.
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ
Зачастую, инженерные коммуникации бывают подвержены агрессивному воздействию строительных материалов и окружающей среды. Выход из строя оборудования и трубопроводов чреват кроме затрат на замену испорченных систем также большими потерями от возможных протечек. Поэтому чрезвычайно важно, чтобы оборудование было надёжно защищено от коррозии. Такую роль с успехом может выполнять теплоизоляционный материал. Изделия из вспененного полиэтилена в силу свойств самого полиэтилена обладают повышенной стойкостью к воздействию агрессивных строительных материалов (цемент, бетон, гипс, известь), а также органических кислот.
САНИТАРНАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
На некоторых объектах к теплоизоляционным материалам предъявляются повышенные требования в части санитарной безопасности (например, пищевые производства, медицина, «чистые» комнаты и т.п.). Также важно, чтобы при выполнении монтажных работ изолировщики были максимально защищены от вредных воздействий. Теплоизоляция из вспененного полиэтилена, не выделяя в окружающую среду пыли и волокон, с лёгкостью отвечает этим условиям. Повышенное внимание в последнее время уделяется проблеме сохранения окружающей среды. Важно отметить, что при производстве изделий из вспененного полиэтилена не применяются газы, разрушающие озоновый слой Земли. Немаловажную роль играют теплоизоляционные материалы и в задаче снижения вредных выбросов в атмосферу. Экономя тепло, теплоизоляционные материалы из вспененного полиэтилена значительно снижают расход топлива и выбросы парниковых газов от его сжигания. Обладая уникальным набором свойств, пенополиэтиленовая изоляция полностью отвечает современным требованиям, предъявляемым к охране здоровья человека и окружающей среды.
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ
Работоспособность теплоизоляционной конструкции зависит от сохранения толщины и целостности теплоизоляционного слоя, а также сохранения его низкой теплопроводности. В мировой практике принято считать, что теплоизоляция из вспененного полиэтилена с течением времени не изменяет своих свойств (при условии работы в границах рабочих температур.Имея подтверждённый срок эксплуатации не менее 20-25 лет, теплоизоляционные материалы из пенополиэтилена будут надёжно работать в течение всего срока службы инженерной систем. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ и СОХРАНЕНИЕ ЭНЕРГИИ.
Низкий коэффициент теплопроводности изоляции позволяет использовать тепловую энергию по назначению. ЗАЩИТА ОТ НАГРЕВАНИЯ.
Теплоизоляция сохраняет носитель внутри труб от нагревания. Это необходимо учитывать при проектировании трубопроводов холодного водоснабжения и холодных технологических линий. ЗАЩИТА ОТ ЗАМЕРЗАНИЯ.
В зимнее время в случае аварии на трубопроводе теплоизоляция сохранит систему от замораживания на срок, достаточный для того, чтобы провести необходимые ремонтные работы. ЗАЩИТА ОТ КОНДЕНСАТА.
Теплоизоляция защитит оборудование от конденсации влаги из окружающего воздуха и, как следствие, от коррозии оборудования и порчи строительных конструкций. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ.
В современном строительстве трубы часто укладывают в стяжку пола или в штробу в стене. Бетон и цемент – это агрессивные материалы, имеющие щелочную среду, к которой особенно устойчив полиэтилен. Поэтому теплоизоляция из вспененного полиэтилена надёжно защищает трубы от коррозии. ЗАЩИТА ОТ ШУМА.
Теплоизоляционные материалы обладают способностью снижать структурные шумы. Это полезное свойство часто помогает достичь акустического комфорта в жилых помещениях. ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
Применение теплоизоляции приводит к снижению тепловых потерь, что, в свою очередь, уменьшает использование топлива. Экономия сжигаемых энергоресурсов уменьшает выбросы в атмосферу парниковых газов.