Теплоизоляция в прошлом и сейчас

Теплоизоляция в прошлом и сейчас

Первая лаборатория для исследованиясвойств теплоизоляции создана в 1907 году при Техническом университете в Мюнхене по инициативе немецких производителей строительных материалов. Позже ее перевели в Технического университета в Штутгарте. Подобная же лаборатория начала работать сразу после Первой мировой войны в Великобритании. С тех пор промышленность изоляционных материалов стала бурно развиваться. Именно тогда изобретено много новых материалов на основе асбеста, минеральной ваты, диатомовой кремнезема т.д. В конце 30-х годов XX века крупные производители стекольной промышленности разработали и стали выпускать теплоизоляцию из вспененного стекла и стекловолокна. После Второй мировой войны, которая дала толчок к разработкам новых и ускорения развития существующих технологий, наступил новый период развития изоляционной промышленности в разных странах.

Главным изоляционным материалом в тогдашнем строительстве была минеральная вата, хотя небольшие местные производители предлагали материалы на основе хлопчатобумажного или древесного волокна. 

В 1940-50-х годах в Европе возникло производство вспененных пластмасс. Для изоляции холодильных камер начали широко применять пенополистирол (пенопласт). Диск пенополиуретан. Его выпускали в форме плит различной толщины. Одной из его важных преимуществ признавали возможность изготавливать материал на месте и сразу наносить на строительные конструкции перегородки. Теперь производство преизолированных труб не обходится без пенополиуретана. 

В семидесятых годах XX века специалисты отрасли теплоизоляции пришли к мнению, что технология ушла ошибочным путем. Это касалось, в частности пеноизоляции на основе фенольных смол, которые создавали значительные проблемы с коррозией металлов, которые они должны защищать. Другой проблемой признано широкое применение асбеста как активного фактора онкологических болезней, поэтому позднее этот материал был повсеместно запрещен к использованию. Мировой энергетический кризис 1973 года также повлиял на нормы энергосбережения в строительстве (которые были просмотрены во многих странах) и стимулировала производителей и технологов к разработке новых видов изоляции. 

Первый в мире аэрогеля создан американским ученым Самуэлем Кистлером, о чем он опубликовал статью в журнале Маииге в 1931 году, но практического распространения и применения этот материал начал приобретать лишь в 1970-х годах, когда появились новые технологии его изготовления. Аэрогели очень эффективно блокируют три способа теплопередачи - конвекцию, проводимость и излучения. Наиболее распространенные типы аэрогеля - кремниевый, углеродный, алюминиевый. 

Кремниевый аэрогель - часто используемым благодаря просто поразительным свойствам. Его удельная плотность равна 1 мг/см3 (для сравнения: удельная плотность воздуха - 1,2 мг/см3) и при этом он остается твердым материалом. Температура плавления кремниевого аэрогеля - 1200 ° С; коэффициент (В - от 0,03 Вт / м-К до 0,004 Вт / м-К. Кроме того, материал отличается высокой механической прочностью и очень хорошо поглощает 14 лучей, что делает его крайне выгодным для солнечного обогрева домов. 

Панели из двойного стекла, или поликарбоната, заполненные аэрогелем, служат прекрасной звуко- и теплоизоляцией, пропуская и рассеивая свет. Крышу или сгины из такого материала помогают снизить расходы на кондиционирование и искусственное освещение. И таких примеров уже насчитываются в свил десятки. 

Один из интереснейших фактов - строительство метро в 0АЕ. Длина его линий, пролегающих через пустыню, составит 74 км, а количество станций, построенных с использованием аэрогелевих панелей и блоков - 46. 

Современных энергосберегающих и пассивное строительство широко использует различные природные и синтетические теплоизоляционные материалы для создания комфорта жилья и сохранение окружающей среды. 

Мостики холода

Что такое мостики холода?

Мостики холода представляют из себя участки в теплоизоляторе с увеличенной, по сравнению с теплоизолятором плотностью и, соответственно, теплопроводностью.

Мостики холода представляют из себя участок и во внешней стене, который зимой будет значительно холоднее, чем вся остальная стена. При прикладывании руки к стене и к этому участку будет ощущаться разница. Если мостик холода ярко выраженный, добротный, так сказать, то на нем может конденсироваться влага. В этом случае мостик холода будет мокнуть и мочить окружающую стену. Это один из очень больших минусов мостиков холода.

Разберем примеры мостиков холода.

Пример 1

Пример 2

Вы знаете, как устроен термос? Вот схема колбы. Заметьте, из колбы выкачан воздух, а теплопроводность вакуума равна 0, то есть термос в принципе не способен рассеять тепло через стенки. Почему же чай в нем все-таки остывает? Только из-за мостиков холода и пробки. Мостики холода показаны на схеме стрелками. С мостиками холода нужно бороться. Однако, мы, как мудрые люди, перед началом такой борьбы всегда оценим ее последствия с финансовой и эстетической точек зрения. Так, например, нет смысла бороться с мостиками холода в виде растворных швов, если у нас запланирована внешняя теплоизоляция. С другой стороны, если мы утепляем чердак, то очень полезно положить слой ваты поверх балок.

Утеплил фасад – жди неприятностей?

Разноцветные «заплатки» на фасадах многоквартирных домов в последние годы стали привычным элементом городского пейзажа. Те, кто зарабатывает на наружном утеплении, уверяют, что оно позволяет на треть сократить потребление электроэнергии в зимний период и спокойно переносить холода. 

Теплоизоляция не исключает потерь тепла – как через щели на стыках перекрытий, так и через стены, окна и металлические конструкции. «Разность температур между воздухом внутри помещения и снаружи создает давление воздуха на конструкции дома. Чем больше разница, тем больше давление, и если в конструкции есть щели, в холодный зимний день можно даже услышать свист уходящего тепла», - рассказывает директор компании «Юстар» Василий Савяк. Технический специалист «Кнауф Инсулейшн Украина» Сергей Кутузов объясняет, что наиболее ненадежны в плане теплопотерь стыки стен с перекрытиями или кровлей, откосы окон, места под подоконниками, выходы на балкон или террасы.

В то же время, для каждого типа многоквартирного дома есть свой характерный путь теплопотерь. Так, в кирпичном тепло может уходить через щели в окнах и дверях, трещины в стенах и «тепловые мосты» перекрытий. Для панельных домов характерны потери через сами стеновые панели, хотя здесь часто встречаются и щели в перекрытиях. Индивидуальное наружное утепление позволяет закрыть щели между перекрытиями и панелями, а также снизить потери тепла из-за недостаточной толщины самой стены. Однако закрыть щели в окнах оно не сможет. Кроме того, часто хозяева квартиры так «точно» рассчитывают площадь наружного утепления (чтобы соседу задаром не досталось), что оно не перекрывает стыки стены с междуэтажными перекрытиями. В результате, несмотря на утепленную стену, тепло из квартиры выходит через пол и потолок. 

Избежать подобных проблем можно, если утеплять стены сразу нескольких квартир, всего подъезда или дома. Это позволит, в частности, изолировать «мостики холода» и перекрыть места массовой утечки тепла, а также даст существенную скидку при расчете стоимости работ. 

Снижает эффект от теплоизоляции нарушение технологии. Так, листовые утеплители, например, пенопласт и стиродур (экструдированный пенополистирол) необходимо наклеивать на стену, а затем слоями друг на друга, после чего укрепить соединение 1-2 металлическими дюбелями (каждый дюбель – это «мостик холода», поэтому их число нужно минимизировать). Вдобавок, если строго соблюдать технологию, надо очистить от пыли и прогрунтовать стену дома, на слой утеплителя наклеить стеклосетку, и только затем нанести штукатурку. Однако в большинстве случаев «бригады промышленных альпинистов» просто крепят листы пенопласта встык на 5-6 металлических дюбелей, а это наносит серьезный вред стене. «В панельных домах сама стеновая панель является несущей конструкцией, и при неправильном утеплении она повреждается множеством отверстий. Чем больше таких «утепленных» квартир в доме тем больше опасность разрушения несущей конструкции», - предупреждает В. Савяк.

Опасность представляют и сами утеплительные материалы, особенно популярный пенопласт, который при температуре выше 30°С испаряет целый букет ядовитых веществ вплоть до фосгена. Кроме того, по словам экспертов, пенопласт очень хрупок, не выдерживает температурных перепадов и ветровых нагрузок. В результате кусок утепления может отколоться, чем не только нарушит целостность гидроизоляции, но и создаст опасность прохожим.

Пенополистирол гидрофобен практически на 100%, и это по словам ведущего специалиста компании «Рунател Эко» Вячеслава Бычкова, с одной стороны препятствует проникновению влаги в помещение, а с другой – не выпускает ее наружу. В результате на стенах появляются грибок и плесень. «Эти же образования могут появиться при некачественном устройстве верхнего козырька над утепленной стеной, когда вода скапливается между плитой утеплителя и стеной. В таких случаях коэффициент теплопроводности самого пенополистирола со временем играет все меньшую и меньшую роль», - говорит эксперт. 

Ватные утеплители боятся намокания, которое может возникнуть в результате несоблюдения технологии (отсутствие гидробарьера, его негерметичность). Тепловое сопротивление мокрого ватного материала на порядок ниже, чем сухого, поэтому вместо утепления получается обратный эффект. Кроме того, мокрая вата разрушает ограждающие конструкции. «На одном из объектов мы столкнулись с тем, что мокрая вата доставляла воду в щели дома. В мороз вода замерзала, расширялась и разрушала стены», - рассказывает В. Савяк. Впрочем, по его словам, такая ситуация более характерна для частных домов, ведь в многоквартирных домах ватный утеплитель используют редко.

Сегодня большинство компаний, которые способны качественно утеплить фасад многоэтажного здания, предпочитают выполнять работы площадью более 25 кв. м. При таки объемах стоимость работ составляет от 180 грн за кв. м. 

В то же время площадь фасада одной комнаты в типовых панельных домах составляет лишь около 9 кв. м, и в этом случае утепление обойдется примерно в 250 грн. за кв. м. К тому же, берутся за малые площади утепляющие компании неохотно. «Затраты времени и труда такие же, как и на больших площадях, а прибыль – в разы меньше», - объясняют в компании «Пенов Груп». 

Впрочем, уже в ближайшее время расценки на наружное утепление многоквартирных домов могут поменяться. Недавно в Украине вступили в силу нормативы, согласно которым срок службы теплоизоляционного материала должен составлять не менее 25 лет. «В Украине введено понятие срока эксплуатации материала, но далеко не все производители имеют такие гарантии. Скоро без подтверждения срока эксплуатации не менее 25 лет никто не сможет продавать теплоизоляцию», - рассказывает менеджер по развитию бизнеса компании «Кнауф Инсулейшн Украина» Анна Духно.