Теплоизоляция

Ключевые характеристики утеплителей

Ключевые характеристики - характеристики, которыми руководствуются клиенты при выборе подходящего утеплителя. Они включают в себя: теплопроводность, паропроницаемость, долговечность, гигроскопичность, горючесть, усадку и прочность.

Теплопроводность

Теплопроводность -способность материала проводить тепло. Обозначается греческой буквой «лямбда» (λ). Единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м·K).

Чем ниже теплопроводность утеплителя, тем эффективнее он сохраняет тепло, у более «холодного» утеплителя теплопроводность выше.

Различают следующие разновидности коэффициента теплопроводности:

λ10 - теплопроводность сухого материала при 10°C
λ25 - теплопроводность сухого материала при 25°C
λА - теплопроводность материала при 25°C при влажности 2
λБ - теплопроводность материала при 25°C при влажности 5

В средней полосе России, толщину утепления рассчитывают по показателю λБ. Сравнивать энергоэффективность различных утеплителей следует именно по этому показателю.

Теплопроводность – это самая важная характеристика утеплителя, которая и определяет его энергоэффективность. Лямбда Б, на которую мы ориентируемся при теплотехническом расчете – параметр, учитывающий энергоэффективность утеплителя в неблагоприятных условиях, которые могут возникнуть при эксплуатации.

Точка росы

Температура Точки росы - температура, при которой конденсируется водяной пар.

Зависит от двух факторов: температуры и влажности воздуха. При правильном теплотехническом расчете, точка росы должна приходиться на утеплитель.

Если точка росы будет находиться в несущей конструкции, это приведет к увлажнению внутренней поверхности стены, что повлечет за собой образование грибка, плесени и ускоренному износу строительной конструкции.

Паропроницаемость

Паропроницаемость – способность материала задерживать или пропускать пар.

Обозначается греческой буквой «мю» (μ). Единицей измерения коэффициента паропроницаемости является мг/(м·ч·Па).

Утеплитель с высокой паропроницаемостью часто называют «дышащим».

Паропроницаемость утеплителя позволяет выводить влагу из конструкции. При этом, в эксплуатации такой конструкции проблем не возникнет, если точка росы находится в утеплителе, а в помещении обеспечивается нормальный воздухообмен. При несоблюдении данных требований, возможно появление плесени и ускоренный износ конструкции дома.

Гигроскопичность

Гигроскопичность – способность материала впитывать влагу из воздуха.

Измеряется отношением массы поглощенной влаги к массе сухого материала при относительной влажности воздуха 100% и температуре +20°С.

Гигроскопичность влияет на энергоэффективность утеплителя. Чем больше влажность утеплителя, тем выше его теплопроводность, что приводит к снижению энергоэффективности конструкции.

Горючесть

Горючесть – способность материала к развитию процесса горения.

На практике нас интересуют противопожарные свойства теплоизоляции, то есть ее способность к самозатуханию и остановке процесса горения.

Пожаробезопасность утеплителей и других строительных материалов регламентируется ГОСТом 30244-94 и имеет классификацию:

НГ – негорючие;
Г1 – слабогорючие;
Г2 – умеренногорючие;
Г3 – нормальногорючие;
Г4 – сильногорючие.

Свойства/Вид утеплителя	Базальтовая вата	Стекловата	PIR	XPS	EPS
Противопожарные свойства	Высокие	Высокие	Высокие	Низкие	Низкие
Группа горючести	НГ	НГ	Г1	Г3	Г3
Токсичность	Средняя	Средняя	Средняя	Высокая	Высокая
При пожаре	Не горит	Не горит	Обугливается	Плавится	Испаряется

Как видно из таблицы, пожаробезопасными утеплителями считаются стеклянная и базальтовая вата. Также хорошо себя проявляет ПИР. Опасными же, с точки зрения возгорания, являются пенопласт и экструдированный пенополистирол.

Токсичность – выделение вредных веществ при горении.

Пенопласт и ЭППС при горении выделяют большое количество токсичных веществ. Минеральная вата, как базальтовая, так и стеклянная, не является безопасной, т.к. содержит в составе фенольные смолы, формальдегид, аммиак и другие вредные вещества, испаряющиеся при пожаре. ПИР также небезопасен, отличается от пенопластов лишь меньшим объемом вредных выбросов.

С 2014 года при строительстве зданий с повышенными требованиями к скорости эвакуации людей (больницы круглосуточного пребывания, детские сады и школы) запрещено использовать любые горючие материалы, разрешено использовать только материалы группы горючести НГ.

Свойства пожарной опасности	Класс пожарной опасности
Свойства пожарной опасности	КМ0	КМ1	КМ2	КМ3	КМ4	КМ5
Горючесть	НГ	Г1	Г1	Г2	Г2	Г4
Воспламеняемость	-	В1	В1	В2	В2	В3
Дымообразующая способность	-	Д1	Д3+	Д3	Д3	Д3
Токсичность	-	Т1	Т2	Т2	Т3	Т4
Распространение пламени	-	РП1	РП1	РП1	РП2	РП4

В зависимости от свойств пожарной опасности строительные материалы подразделяются на Классы пожарной опасности

Класс пожарной опасности	Наличие
Класс пожарной опасности	теплового эффекта	вторичного источника	обрушения элементов
К0	5	не допускается	не допускается
К1	20	не допускается	не допускается
К2	20	не допускается	не регламентируется
К3	не регламентируется

При этом, не следует путать пожаробезопасность материалов и строительных конструкций или систем. Группа горючести (НГ, Г1, Г2, Г3, Г4) присваивается материалу в отдельности. Класс пожарной опасности строительных материалов (К0, К1, К2, К3) дается на систему, конкретную строительную конструкцию в целом. Он присваивается на основании испытаний и учитывает такие проявления пожарной опасности, как:

наличие и величина теплового эффекта от горения образца системы;
наличие пламенного горения газов, выделяющихся при горении материалов системы;
наличие горящего расплава и возможность возникновения вторичных источников зажигания под очагом пожара;
обрушение элементов системы весом 1 кг и более;
размер зоны повреждения материалов образца системы утепления.

В соответствии с требованиями СНиП 21-01-97* (п. 5.11) по пожарной опасности строительные конструкции подразделяются на четыре класса:

КО (непожароопасные);
К1 (малопожароопасные);
К2 (умереннопожароопасные);
КЗ (пожароопасные).

Звукоизоляция

Звукоизоляция или шумоизоляция – уменьшение уровня шума при прохождении через строительную конструкцию.

Количественное снижение уровня шума оценивается индексом Rw, который измеряется в дБ (децибелах)

Качественная звукоизоляция должна предусматривать минимизацию всех существующих видов шума:

ударного;
воздушного;
структурного;
акустического.

Ударный шум возникает, когда строительная конструкция испытывает на себе ударную нагрузку, например, падение на пол предметов или работу с использованием молотка. Ударная волна передается по силовым конструкциям – стенам и перекрытиям.
Воздушный шум – обычные звуки, передающиеся по воздуху. Любые преграды снижают уровень воздушного шума, при этом эффективность звукового барьера определяется звукопоглощающими способностями строительной конструкции и ее толщиной.
Структурный шум – технический шум, производимый техническими коммуникациями, такими как трубы, вентиляционные шахты, электросети и электроприборы, фасадные конструкции.
Акустический шум – эхо, возникающее при наличии большого количества поверхностей с плохой звукопоглощающей способностью, особенно это свойственно пустым необустроенным помещениям.
Теплоизоляция прежде всего способна повлиять на ударные, воздушные и структурные шумы. Акустический шум всегда требует отдельной работы с акустическими свойствами помещения.

Шум/Тип конструкции	Ударный	Структурный	Воздушный
Бескаркасные с волокнистыми утеплителями	Отлично	Отлично	Отлично
Каркасные с волокнистыми утеплителями	Плохо	Хорошо	Хорошо
Бескаркасные с пенистыми утеплителями	Средне	Средне	Средне
Каркасные с пенистыми утеплителями	Плохо	Средне	Средне

Шумоизоляционная эффективность утеплителей в конструкции

Среди рассматриваемых утеплителей наиболее эффективны волокнистые утеплители: стеклянная и базальтовая ваты.

Бескаркасные конструкции – утеплитель сплошным ковром под штукатурку, с вентзазором или под сухую отделку.

Каркасные конструкции – любые конструкции с направляющими: лаговые полы, каркасные перегородки, стропильная конструкция и т.п.

Долговечность

Долговечность - способность материала или конструкции длительно сохранять свои первоначальные функциональные характеристики.

Срок службы утеплителя определяется видом конструкции и условиями эксплуатации, поэтому долговечность следует прогнозировать отдельно для каждого конкретного случая.

В целом, полимерные утеплители более долговечны по сравнению с волокнистыми, при этом качественный волокнистый утеплитель может прослужить десятки лет, если он не подвергается сильным эксплуатационным нагрузкам.

Усадка

Усадка - уменьшение размеров и объема материалов вследствие намокания и потери влаги, вибрации, ветровой нагрузки, уплотнения под собственным весом и подобных процессов.

Усадке подвержены легкие волокнистые утеплители.

При правильном выборе типа конструкции и качественном монтаже усадка возникать не будет.

Области применения

Виды утеплителей. Здесь мы рассмотрим основные материалы, используемые при создании утеплителей, а также их достоинства и недостатки

Скатная и плоская кровли

Скатная кровля

Плоская кровля

Направляемые гидроизоляционные слои
Праймер
Сборная стяжка
Утеплитель
Пароизоляционный слой
Металлический профнастил

Каркасная стена и слоистая кладка

Каркасная стена

Слоистая кладка

Стена
Утеплитель
Гибкая связь с фиксатором
Облицовочный слой

Лаговый пол и межкомнатная перегородка

Межкомнатная перегородка

Состав системы
Обшивка ГКЛ или ГВЛ (в 1 или 2 слоя)
Стоечный профиль
Утеплитель
Обшивка ГКЛ или ГВЛ (в 1 или 2 слоя)
Финишная отделка

Лаговый пол

Покрытие пола
Фанера или OSB
Деревянные лаги
Утеплитель
Плита перекрытая
Эластичные прокладки

Вентилируемый фасад и пол под стяжку

Вентилируемый фасад

Пол под стяжку

Керамическая плитка
Стяжка с нагревательными элементами
Полиэтиленовая пленка
Утеплитель
Пароизоляция
Песок
Гравийно-песочная смесь
Утопленный грунт

Звукоизоляция и штукатурный фасад

Звукоизоляция

Состав системы
Обшивка ГКЛ или ГВЛ (в 1 или 2 слоя)
Стоечный профиль
Утеплитель
Обшивка ГКЛ или ГВЛ (в 1 или 2 слоя)
Финишная отделка

Штукатурный фасад

Несущая стена
Утеплитель
Клеевой состав
Дюбель фасадный
Базовый слой штукатурки
Стеклосетка щелочестойкая
Декоративный штукатурный слой

Виды утеплителей

Базальтовая вата

Базальтовая вата - волокнистый утеплитель из твердых базальтовых пород с использованием связующего, преимущественно на основе фенолформальдегидных смол

Достоинства:

Класс горючести НГ. Основным преимуществом базальтового волокна является его негорючесть. Благодаря этому свойству материал очень популярен при строительстве жилых и общественных зданий.
Звукоизоляционные свойства. Базальтовое волокно также имеет хорошие звукоизоляционные свойства, его шумопоглощающая способность вдвое выше по сравнению с пенополистирольными утеплителями - EPS, XPS, PIR.
Высокая паропроницаемость.
Широкий диапазон плотностей – позволяет использовать базальтовое волокно в большинстве видов строительных конструкций.

Недостатки:

Низкая износостойкость.
Высокая гигроскопичность.
Относительно низкая энергоэффективность (хуже чем у XPS примерно на 25%).

Области применения:

Плоская кровля
Огнезащита
Звукоизоляция
Вентилируемые фасады
Штукатурные фасады
Скатная кровля
Бассейны, резервуары
Каркасные дома
Слоистая кладка
Межкомнатные перегородки
Лаговые полы
Полы под стяжку

Применение/Бренд	Rockwool	Технониколь	Эковер	Baswool
Ненагружаемые конструкции: скатная кровля, лаговые полы, каркасная конструкция стен	Rockwool Лайт Баттс	Технониколь Технолайт	Эковер Лайт	Baswool Лайт
Плоская кровля	Rockwool Руф Баттс	Технониколь Техноруф	Эковер Кровля	Baswool РУФ
Слоистая кладка	Rockwool Кавити Баттс	Технониколь Техноблок	Эковер Стандарт	Baswool Стандарт
Межкомнатные перегородки	Rockwool Лайт Баттс	Технониколь Технолайт	Эковер Лайт	Baswool Лайт
Полы под стяжку	Rockwool Флор Баттс	Технониколь Технофлор	Эковер Стэп	Baswool Флор
Вентилируемые фасады	Rockwool Венти Баттс	Технониколь Техновент	Эковер Вент Фасад	Baswool Вент Фасад
Штукатурные фасады	Rockwool Фасад Баттс	Технониколь Технофас	Эковер Экофасад	Baswool Фасад
Звукоизоляция	Rockwool Акустик Баттс	Технониколь Техноакустик	Эковер Акустик	-

Стекловата

Стекловата - волокнистый минеральный теплоизоляционный материал. Для получения стеклянного волокна используют то же сырьё, что и для производства обычного стекла: кварцевый песок, оксид кальция, калийная сода.

Области применения:

Скатная кровля
Звукоизоляция
Лаговые полы
Межкомнатные перегородки
Вентилируемые фасады
Трубопроводы

Достоинства:

Стекловата служит надежным звукоизоляционным барьером. Индекс изоляции воздушных шумов может достигать 74 дБ.
Эластичность и сжимаемость. Стекловата способна сжиматься в шесть раз по объему без потери качества. Эта особенность делает материал удобным при транспортировке. Особая упругость волокон гарантирует, что после распрямления стекловата вернет первоначальную форму.
Класс горючести НГ. Стекловате присвоен класс горючести НГ (негорючие). Материал не поддерживает горение, а плавится при температуре 450 С и выше.
Высокая паропроницаемость. Это преимущество особенно значимо по сравнению с полимерными утеплителями: EPS, XPS, PIR.
Цена ниже, чем у других утеплителей. Стекловата дешевле, поскольку при ее производстве используется недорогое сырье, а современные линии обладают исключительно высокой производительностью.

Недостатки:

Усадка. По сравнению с другими видами утеплителей стекловата больше подвержена этому процессу. При намокании стекловолокно теряет эластичность, что и приводит к усадке. При этом, в качественной стекловате успешно используют гидрофобизаторы, что существенно снижает гигроскопичность и влагопоглощение утеплителя.
Низкая энергоэффективность. Стекловата обладает самой высокой теплопроводностью среди рассматриваемых видов утеплителей, по этой причине для достижения одинаковой энергоэффективности требуется большая толщина утепления.

Пенопласт

Пенопласт (Вспененный полистирол; EPS) - полимерный утеплитель, представляющий из себя вспененные гранулы полистирола 0,5-5 мм в диаметре, спекшиеся в цельный материал, как правило, белого цвета. Производится методом вспенивания стирольных гранул посредством углеводородного вспенивающего агента.

Области применения:

Под стяжку
Лаговые полы
Плоская кровля
Штукатурный фасад
Каркасное домостроение

Достоинства:

Долговечность - при соблюдении норм монтажа и эксплуатации пенопласт может прослужить более 50 лет. Специалисты компании «Кнауф» утверждают, что качественный пенополистирол служит в конструкциях более 100 лет.
Использование в системах штукатурных фасадов. EPS имеет очень хорошие характеристики для применения в штукатурных фасадах. Материал имеет небольшую паропроницаемость, меньшую чем у волокнистых утеплителей, но она позволяет выводить влагу из строительной конструкции при условии паропроницаемой штукатурки. В конструкции штукатурного фасада с использованием пенопласта, внешний штукатурный слой меньше подвержен растрескиванию. Это происходит благодаря меньшему коэффициенту термического расширения пенопласта по сравнению с XPS. Причина низкого термического расширения – меньшая, чем у XPS, плотность. При этом горючесть материала компенсируется негорючим штукатурным слоем, что делает конструкцию в целом пожаробезопасной.

Недостатки:

Относительно низкая энергоэффективность. Например, по сравнению с PIR, необходимый слой утепления должен быть больше на 40%.
Горючесть. До 2009 года пенопласт считался относительно пожаробезопасным материалом и имел группу горючести Г1. После ряда возгораний в жилых помещениях пожаробезопасность данного вида утеплителей была подвергнута сомнению и материалу присвоили группу Г3.

Применение/Бренд	ППС	ПСБ-С	Knauf
Мокрые (штукатурные) фасады	ППС 16Ф	ПСБ-С 25Ф	Knauf Therm Фасад Pro
Каркасные стены	ППС 12	ПСБ-С 15	Knauf Therm Стена
Полы под стяжку	ППС 23	ПСБ-С 25	Knauf Therm Пол
Нежилые помещения, балконы	ППС 10	ПСБ-С 15-0	Knauf Therm Дача
Слоистая кладка	ППС 13	ПСБ-С 15	Knauf Therm Стена Pro
Плоская кровля	ППС 20	ПСБ-С 25	Knauf Therm Кровля Pro
Фундамент, цоколь, садовые дорожки	ППС 30	ПСБ-С 50	Knauf Therm Периметр

ЭППС

Экструдированный пенополистирол (ЭППС; XPS) - синтетический теплоизоляционный материал, имеющий закрытую ячеистую структуру. Производится из полистирола методом экструзии. В качестве вспенивающего агента используются углекислый газ или фреон. Углекислый газ считается более экологичным. По технологии, ЭППС произведенный из фреона, должен выдерживаться на складе производителя не менее 3-х недель для того, чтобы его можно было считать нетоксичным.

Области применения:

Фундаменты, подвалы
Подземные сооружения
Цоколи
Под стяжку
Бассейны, резервуары
Лаговые полы
Штукатурный фасад
Слоистая кладка
Плоские кровли
Каркасные дома
Стены изнутри под сухую отделку
Стены изнутри под штукатурку

Достоинства:

Высокая энергоэффективность – теплопроводность XPS ниже, чем у самой качественной минплиты как минимум на 20%. Для надежного утепления зданий в средней полосе достаточно использовать плиты XPS толщиной 100 мм.
Высокая прочность - такие плиты отлично выдерживают распределенную нагрузку (до 700 кПа). Поэтому их нередко используют при строительстве дорог, пандусов, пола в гараже и даже при строительстве взлетных полос и вертолетных площадок.
Долговечность – в среднем срок службы данного материала составляет 50 лет. Если материал не испытывает больших механических, термических нагрузок, и защищен от прямых солнечных лучей, он может прослужить существенно дольше.
Негигроскопичность – способность не впитывать пар и влагу делает XPS незаменимым для теплоизоляции фундаментов и подземных сооружений, а также в любых конструкциях где предполагается прямой контакт с водой.

Недостатки:

Горючесть. Класс горючести Г3. Несмотря на самозатухающие свойства, материал является горючим. Причем, этот процесс сопровождается выделением токсичных веществ в атмосферу.
Высокий коэффициент термического расширения. В большинстве случаев данное свойство ни на что не влияет, но следует учитывать способность материала деформироваться при повышенных температурах, например, вблизи теплотрасс.

Применение/Бренд	Пеноплэкс	Технониколь	Ursa	Ravatherm
Фундамент, цоколь, садовые дорожки	Пеноплэкс Гео	Технониколь XPS Carbon Prof	Ursa XPS N-III-L G4	Ravatherm XPS Industrial 350
Дороги, аэродромы	Пеноплэкс Тип 45	Технониколь XPS Carbon Solid 500	Ursa XPS N-V-L	Ravatherm XPS Industrial 500
Стены изнутри	Пеноплэкс Основа	Технониколь XPS Carbon Eco	Ursa XPS N-III-L G4	Ravatherm XPS Standard
Плоская кровля	Пеноплэкс Кровля	Технониколь XPS Carbon Prof RF	Ursa XPS N-III-L	Ravatherm XPS Roof
Полы под стяжку	Пеноплэкс Гео	Технониколь XPS Carbon Prof	Ursa XPS N-III-L G4	Ravatherm XPS Industrial 350

PIR

ПИР (PIR) - химическое название пенополиизоцианурат. Пенистый плитный утеплитель, по своему химическому составу близкий к полиуретану, покрыт с обеих сторон гибким облицовочным слоем. PIR - лидер среди утеплителей по энергоэффективности.

Области применения:

Слоистая кладка
Плоская кровля
Каркасные дома
Полы под стяжку
Стены изнутри под штукатурку
Стены изнутри под сухую отделку
Лаговые полы
Штукатурные фасады

Достоинства:

Группа горючести Г1 (благодаря содержанию в составе микрокапсул углерода). При горении микрокапсулы обволакивают утеплитель, не давая ему разгораться. Материал разрешен к использованию в один слой на плоских кровлях и фасадах.
Экологичность. PIR производится в результате завершенной химической реакции, т.е. имеет стопроцентную полимеризацию и не содержит опасных составляющих, негативно влияющих на окружающую среду и здоровье людей.
Прочность - меньше, чем у ЭППС, но существенно больше, чем у базальтовой ваты, что имеет существенное преимущество в нагружаемых конструкциях
Высокая энергоэффективность (примерно на 35 % эффективнее, чем базальтовая вата). Утеплители PIR обладают крайне низкой теплопроводностью, их использование обеспечивает уменьшение толщины теплоизоляции.

Недостатки:

Высокая стоимость. ПИР считается самым высокотехнологичным утеплителем. Высокая стоимость обусловлена дорогим сырьем и сложным методом производства. Кроме этого, пока что данный сегмент не является высококонкурентным в России.
Быстро разрушается под воздействием ультрафиолета. ПИР слабо защищен от уф-излучения, поэтому после монтажа утеплитель необходимо своевременно укрыть от солнечных лучей отделкой или финишным слоем в конструкции.

Сравнение ключевых характеристик

Характеристика/Материал	Базальтовая вата	Стекловата	ЭППС	Пенопласт	PIR
Теплопроводность, λБ	0,042	0,046	0,032	0,043	0,024
Слой утепления	150 мм	180 мм	100 мм	150 мм	80 мм
Паропроницаемость	Высокая	Высокая	Нулевая	Низкая	Низкая
Гигроскопичность	Средняя	Высокая	Нулевая	Средняя	Средняя
Горючесть	НГ	НГ	Г3	Г3	Г1
Прочность	Средняя	Низкая	Очень высокая	Высокая	Высокая
Долговечность	-	-	+	+	+
Износостойкость	Низкая	Низкая	Высокая	Высокая	Средняя
Звукоизоляция, до (слой 100 мм)	63 дБ	74 дБ	41 дБ	41 дБ	35 дБ