Теплоизоляция является одним из наиболее важных системных компонентов крыши, создавая комфортную среду внутри здания, защищая его от жары и холода, а также помогая снизить затраты на отопление и охлаждение. В последнее время важность теплоизоляции возросла в основном из-за изменения стандартов изоляции во всем мире, которые предъявляют более высокие требования к тепловому сопротивлению строительных конструкций для снижения потерь энергии на отопление или охлаждение.
Типы изоляции, используемые в плоских кровельных системах, должны иметь не только высокие тепловые характеристики, но и достаточные механические свойства, чтобы выдерживать нагрузки (например, снеговые нагрузки, балласт, ограниченное пешеходное движение для обслуживания, влажность в инверсионных кровлях и т. д.).
Распространенные типы теплоизоляции, используемые на крышах
Пенополиуретан (PIR/PUR)
PIR — теплоизоляционная плита, изготовленная химическим способом из жесткого пенополиуретана (ПУ) в сочетании с изоциануратным катализатором. Это очень универсальное и эффективное решение для всех видов открытых крыш. Это один из наиболее подходящих типов изоляции для клеевых кровельных систем, а также может использоваться в балластных кровлях.
Каменная вата
Каменная вата, также известная как минеральная вата, представляет собой тип изоляции из минеральной ваты, изготовленной из базальтовых каменных волокон. Это одно из наиболее распространенных решений для открытых крыш с механическим креплением, особенно там, где требуется очень высокая огнестойкость.
Пенополистирол (EPS)
EPS – теплоизоляционная плита, изготовленная из гранул пенополистирола. Это одно из самых экономичных решений для открытых и балластных кровельных систем.
Экструдированный полистирол (XPS)
XPS — теплоизоляционная плита, изготовленная из полистирола методом экструзии. Благодаря своим особым характеристикам это идеальное решение для систем с перевернутым балластом и вспомогательных кровельных настилов. XPS также можно использовать в открытых кровельных системах.
Преимущества ПИР/ПУ
- Очень хорошая огнестойкость (более 250°C)
- Чрезвычайно низкое значение теплопроводности 0.023 – 0.028 Вт/м·К
- Высокая прочность на сжатие в диапазоне 100 – 300 кПа, что также достаточно для некоторых применений с балластом
- Легкий в диапазоне 30 – 60 кг/м 3
Преимущества каменной ваты
- Отличная огнестойкость (до более 1000°C), большинство изделий из каменной ваты классифицируются как негорючие.
- Низкое значение теплопроводности 0.038 – 0.041 Вт/м·К
- Прочность на сжатие в диапазоне 40 – 80 кПа, что достаточно для открытых кровельных работ.
- Вес находится в пределах 100 – 200 кг/м 3
Преимущества ЭПС
- Большинство продуктов являются самозатухающими в мелком
- Низкое значение теплопроводности 0.037 – 0.041 Вт/м·К
- Высокая прочность на сжатие в диапазоне 100 – 250 кПа, что также достаточно для некоторых применений с балластом
- Легкий в диапазоне 20 – 40 кг/м 3
Преимущества XPS
- Практически нулевое водопоглощение
- Большинство продуктов XPS самозатухают при возгорании.
- Очень низкое значение теплопроводности 0.034 – 0.038 Вт/м·К
- Очень высокая прочность на сжатие в диапазоне 250 – 700 кПа, достаточная для служебных площадок с высокой проходимостью.
- Легкий в диапазоне 25 – 35 кг/м 3
Сравнение типичных типов теплоизоляции
| Особенности | Sikatherm PIR AL/GT | минеральная вата | EPS |
|---|---|---|---|
| Отличные тепловые характеристики (1) | ✓ | ||
| Устойчив к высоким температурам (≥ 200° C) (2) | ✓ | ✓ | |
| Высокая прочность на сжатие (≥ 100 кПа) | ✓ | ✓ | |
| Низкая водопоглощающая способность (≤ 10%) | ✓ | ✓ | |
| Небольшой вес (3) | ✓ | ✓ | |
| Структура пены с закрытыми порами | ✓ | ✓ | |
| Допускается прямой контакт с однослойной ПВХ-мембраной | ✓ | ✓ | |
| Подходит для приклеенных кровельных систем | ✓ | ✓ | |
| Подходит для балластных кровельных систем. | ✓ | ✓ | |
| Подходит для систем зеленых крыш. | ✓ | ✓ | |
| Подходит для использования с жидкими мембранами (LAM) (4) | ✓ | ||
| Изоляционные плиты с фальцевыми краями | ✓ | ✓ | |
| Стойкость к горячему битуму | ✓ | ✓ | |
| Устойчив к грибковому росту | ✓ | ✓ | |
| Неволокнистый материал (не раздражает кожу и не вызывает заболевания легких) | ✓ | ✓ |
ПРИМЕЧАНИЯ: (1) Минимальное значение теплопроводности 0.028 Вт/м·K (2) Кратковременная стойкость (3) Менее 60 кг/м 3 (4) Допускается только Sikatherm PIR GT
Строительная изоляция: основы
Хуан Родригес — бывший писатель The Balance, освещавший крупномасштабное строительство. Он инженер с опытом управления и надзора за крупными строительными работами.
В строительстве зданий используются различные виды изоляции как средства уменьшения передачи тепловой энергии через стены, потолки и полы. Проще говоря, это помогает сохранять отапливаемое внутреннее пространство более теплым зимой, а в кондиционируемых помещениях — прохладным летом. Сокращение передачи тепловой энергии не только делает помещения более комфортными, но также имеет важное значение для контроля затрат на энергию.
Все строительные материалы обладают неотъемлемыми изоляционными свойствами, обычно измеряемыми по шкале, известной как R-значение, но дополнительные материалы интегрируются в конструкцию здания специально для повышения изоляционных свойств стен, полов и потолков. Исторически сложилось так, что в качестве изоляции использовалось множество различных материалов, и сейчас от многих из них отказались в пользу более современных и эффективных материалов. Тип изоляции, которую вы выберете при проектировании и строительстве помещения, будет зависеть от вашего климата и значения R, которое вы ищете.
Одеяло и войлочная изоляция
Безусловно, наиболее распространенный тип изоляции состоит из «одеяла» из рулонов или плит изоляции, используемых для заполнения полостей между элементами каркаса в стенах, потолках и полах. Войлок также можно уложить в одеяло на чердачные этажи, чтобы изолировать пространство внизу.
Войлок и рулоны состоят из гибких волокон, сплетенных вместе в полосы различной ширины и толщины для различных целей. Чаще всего в войлочной изоляции используются волокна стекловолокна, но ее также можно изготавливать с использованием минеральных волокон, пластиковых волокон или натуральных волокон, таких как шерсть или хлопок.
Одеяльная изоляция может иметь значения R в диапазоне от R-11 (для войлоков толщиной 3.5 дюйма) до 38 (для войлоков толщиной 12 дюймов). Войлочная изоляция является одним из самых недорогих видов изоляции и одним из самых простых в установке.
Изоляция из пенопласта
Плиты из пенополистирола или пенополиуретана обеспечивают превосходные теплоизоляционные показатели R при относительно небольшой толщине. Их можно использовать практически для любой части здания, и они особенно эффективны для изоляции обшивки наружных стен, внутренней обшивки стен подвала, а также в особых случаях, таких как чердачные люки или воздушные зазоры в местах соединения балок пола с фундаментом. Они предлагают хороший способ изолировать пространства между стропилами на невентилируемых чердаках.
При использовании на внутренних стенах пенопластовые панели должны быть покрыты панелями из гипсокартона толщиной полдюйма или другим утвержденным строительным материалом.
Пенокартон обеспечивает отличную термостойкость, в два раза выше, чем у других материалов той же толщины. Их можно легко обрезать до нужного размера для различных целей.
Жидкая пена
Изоляция из жидкой пены состоит из цементных или полиуретановых материалов, которые распыляются, впрыскиваются или заливаются в стены или под полы, где они затем затвердевают, превращаясь в превосходный изоляционный материал. Он идеально подходит для участков неправильной формы и вокруг препятствий, а также может использоваться для дополнительной изоляции существующих готовых участков. Это хороший вариант для изоляции существующих стен, так как его можно вводить в них, не удаляя поверхности стен.
Жидкая пена может позволить вам достичь более высоких значений R, чем с традиционной изоляцией из войлока, и ее преимущество заключается в том, что она способна заполнить самые маленькие отверстия, чтобы уменьшить воздушные зазоры вокруг труб, дверных и оконных рам, сантехнических и электрических линий.
Распылительная пена доступна во многих формах. Его можно профессионально наносить на большие площади подрядчиками с использованием специализированных машин или наносить на небольшие воздушные зазоры с помощью простых аэрозольных баллончиков, доступных в центрах благоустройства дома.
Насыпная изоляция
Сыпучие и задуваемые утеплители, обычно состоящие из целлюлозы, стекловолокна или минеральной ваты, можно задувать или заливать в полости балок чердачных перекрытий или в полости балок стен.
Значения R варьируются в зависимости от материала, а насыпная изоляция имеет тенденцию со временем оседать, снижая ее значение R. Но это относительно недорого и считается «зеленым» вариантом, поскольку эти материалы создаются из переработанных отходов. Целлюлозная изоляция изготавливается в основном из переработанной газетной бумаги, большая часть изоляции из стекловолокна состоит из 40-60 процентов переработанного стекла, а минеральная вата содержит около 75 процентов переработанного материала.
Изоляция бетонных блоков
Стены из бетона и бетонных блоков можно утеплить несколькими способами.
Бетонный блок можно утеплить, прикрепив жесткую пенопластовую плиту либо к внешней стороне стен (в новостройках), либо к внутренним стенам (в существующих домах).
Дополнительный способ утепления бетонных блоков предполагает использование блоков, состоящих из ячеистого бетона автоклавного твердения (АГБ) или ячеистого бетона автоклавного твердения (АГБ). Эти материалы содержат около 80 процентов воздуха по объему и имеют примерно в 10 раз большую изоляционную способность, чем традиционные бетонные блоки. В сборных блоках ACC вместо песка с высоким содержанием кремнезема, используемого в блоках AAC, используется летучая зола. Автоклавные блоки легко впитывают влагу, поэтому их необходимо беречь от воды, но при этом они легкие и простые в монтаже.
В залитых бетонных фундаментах шарики пенополистирола также могут быть включены в бетонную смесь для увеличения их R-коэффициента. Этот метод может увеличить значение R в 10 раз по сравнению со стандартным заливаемым бетоном.
Лучистые барьеры и отражающая изоляция
В то время как большинство изоляционных материалов работают, сопротивляясь кондуктивному и конвективному тепловому потоку, отражающая изоляция работает, фактически отражая лучистое тепло.
Эти изоляционные материалы включают в себя излучающий материал — обычно блестящую алюминиевую фольгу — нанесенную на слой традиционной изоляции, которая также имеет подложку — крафт-бумагу, пластиковую пленку или картон. Чаще всего он используется на чердаках для уменьшения летнего притока тепла и снижения затрат на охлаждение. Это один из лучших видов изоляции для предотвращения нисходящего потока тепла.
Отражающая изоляция образует лучистый барьер, который уменьшает передачу тепла с крыш в чердачное помещение. Чтобы быть эффективным, он должен быть направлен в воздушное пространство. Они наиболее эффективны в жарком климате, где могут снизить затраты на охлаждение на 5–10 процентов. Однако в более прохладном климате лучшим выбором будет традиционная теплоизоляция.
Изоляция из жесткого фибрового картона
Жесткая древесноволокнистая плита, изготовленная из стекловолокна или минеральной ваты, обычно используется в местах, подверженных воздействию высоких температур, таких как воздуховоды для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Одним из преимуществ этого типа изоляции является то, что ее можно предварительно установить на воздуховоды в магазинах или изготовить по индивидуальному заказу на стройплощадках. Панели бывают разной толщины от 1 до 2.5 дюймов. Доступны как ламинированные, так и неламинированные доски.
Изоляция из древесноволокнистых плит обычно устанавливается подрядчиками по ОВиК, которые наносят ее на внешние поверхности воздуховодов с помощью системы штифтов или зажимов. При использовании необлицованных досок наружные поверхности отделываются изоляционным цементом или полотном. У облицованных досок стыки между панелями заделывают скотчем или мастикой.
Структурно-изолированные панели (SIP)
Совершенно другой метод изоляции здания может быть достигнут с использованием конструкционных теплоизоляционных панелей (SIP) вместо традиционного каркасного каркаса. SIP представляют собой большие сборные панели, которые включают изоляционный материал из пенопластовых плит толщиной от 4 до 8 дюймов (обычно полистирол или полиизоцианурат), зажатый между прочными облицовочными материалами, такими как ориентированно-стружечная плита (OSB). Здание, построенное из SIP, может быть на 12-14 процентов более энергоэффективным, чем традиционный дом с каркасным каркасом. Здание SIP также будет более герметичным и тихим.
SIP не подходят для изоляции существующих зданий, но их можно рассмотреть при планировании нового здания или крупной пристройки. В дополнение к превосходным изоляционным свойствам, SIP структурно прочнее и стабильнее, чем традиционный каркас.
Изоляционные бетонные формы (ICF)
Изоляционные бетонные формы (ICF) представляют собой сборные формы для залитых бетонных стен, которые остаются частью стеновой сборки. Система состоит из пенопластовых плит или блокирующих пенопластовых изоляционных блоков, соединенных пластиковыми стяжками. Когда бетон заливают в пенопласт, получаемые стены достигают изолирующего значения около R-20.
МКФ могут использоваться только для устройства фундаментов в зданиях с подвалами, а также могут формировать надземные стены. Конструкции, построенные из МКФ, по-прежнему напоминают традиционные каркасные конструкции.
Установка системы ICF — это узкоспециализированный навык, требующий опытного подрядчика. Особенно важно убедиться, что стены защищены от насекомых и водонепроницаемы.
