Ізоляційні матеріали на вибір: думки незалежного експерта 

Зовнішнії огороджувальні конструкції (стіни, дах, перекриття, фундамент) не лише забезпечують міцність будинку, але й зменшують його тепловтрати. І дуже важливо, щоб уцих конструкціях не накопичуваласьволога.

Ефективність ізоляції залежить від того, як і де її встановлено і чи не порушено технологію монтажу. Збільшення повітропроникності будинку (інфільтрації) призводить до зростання конвективних потоків повітря і утворення конденсату в огороджувальних конструкціях. Як конвекція, так і конденсація суттєво зменшують ефективність

ізоляції, тому доцільнішим є використання у конструкціях однорідного напи-

люваного, а не плитногоізоляційного матеріалу. Утворені при напилюванні

щільні однорідні структури знижують тепловтрати і конденсацію вологи. 

Сучасний ринок теплоізоляційних матеріалів 

Серед різноманіття теплоізоляційних матеріалів: природні (глина, коноплі, со-

лома, очерет, корок, дерево і його похідні, вовна, бавовна тощо), синтетичні

(пінополістирол, екструдований пінополістирол, піноізол, айсінін (icynene),

поліуретан і його похідні) і мінеральні (скловата, мінеральна вата, піноскло).

Залежно від способу застосування матеріали поділяють на плитні, рулонні та напилювані.

Слушним є твердження, що немає ідеального ізоляційного матеріалу:

його вибір визначається конкретними кліматичними умовами і конструктив-

ними особливостями огороджувальної конструкції. Нижче у статті наведено систе-

матизований опис найбільш поширених ізоляційних матеріалів. Це виявилося нелегким зщавданням, оскільки виробники не схильні висвітлювати слабкі сторони своєї продукції.

Тим не менше, одержану інформаціюбуло оброблено за такими критеріями:

• сфера застосування; • параметри, декларовані виробником; • випаровування шкідливих речовин (при виробництві та експлуатації); • енерговитрати під час виробництва;

• технологія монтажу; • ефекти старіння і зміни декларованих характеристик;• пожежна безпека, токсичність спалюваної ізоляції. 

Скловата

Застосовують здебільшого як дахову і стінову ізоляцію. Поставляють рулонами різної товщини. Деклароване виробником значення λ – 0,04 Вт/мК. Виробництво скловати енергомістке – 9,38 кВт·год на 1 кг продуції. Температура плавлення – 538ºС. Це означає, що скловата не є пожежостійким матеріалом. У процесі експлуатації скловата виділяє канцерогенні формальдегіди. Вона має невелику густину, тому не затримує конвекційних потоків вологого повітря. Під час конденсації вологи в огороджувальній конструкції починаються гнилісні й руйнівні процеси, з’являються пліснява йгрибки. При різниці зовнішньої тавнутрішньої температур стіни у 33ºС опір теплопередачі скловати зменшується майже у два рази. 

Мінеральна вата. Мінеральна вата і скловата подібні за своїми характеристиками. 

Ековата (мелений газетний папір)

Застосовують як дахову, стінову і підвальну теплоізоляцію. Напилюють на стіни у зволоженому або задувають в порожнини у сухому стані з рівномірним ущільненням всіх порожнин і найменших тріщин. Деклароване виробником значення λ = 0,040 Вт/мК. Виробництво ековати дешеве і не потребує великих енергетичних витрат.

Ековату просочують так званими антипіренами і тому вона не горить, а також опірна

до утворення грибків. Завдяки тонкому помолу паперу ековата чинить значний

опір проникненню конвекційних потоків повітря, а також випроміненню тепла. Більше того, навіть намокання до15% від ваги не змінює характеристик ековати. До недоліків ековати відносять погіршення з плином часу її теплоізоляційних характеристик (до 20%) за рахунок ущільнення паперу. Тим не менше,виробники стверджують, що цей недолік вже усунутий домішуванням адгезійних сполук, які стабілізують структуру напиленого паперу. Ековата відлякує комах і гризунів, оскільки містить солі бору. При застосуванні ековати здебільшого не потрібне встановлення пароізоляційних плівок, оскільки матеріал сам регулює процеси поглинання і віддавання вологи (взимку волога виводиться назовні через паропропускаючий матеріал, а влітку – до середини). Більше того, при встановленні цих плівок здатність до саморегулювання втрачалася (влітку спостерігалося її перезволоження). Ще у 70-х роках в США ековатою було утеплено десятки тисяч будинків без застосування пароізоляційних плівок. Відтоді не виявлено жодних ознак наявності грибків і руйнування конструкцій. 

Екструдований пінополістирол (пінопласт)

 Застосовується для зовнішньої і внутрішної ізоляції огороджувальних конструкцій (в основному горищ і підвалів). Важливим є його застосування у грунті для ізоляції зо-

внішніх стін фундаменту. Екструдований пінополістирол є матеріалом з закритими комірками (λ=0,033). У разі його застосування із зовнішнього боку стіни будинку під ним легко накопичується волога, мокріють стіни з усіма негативними наслідками. Тому його використання для зовнішнього покриття стін є небажаним. У світі вироблено мільйони тонн цього матеріалу із вкрай негативними наслідками для довкілля: пінополістирол не розкладається.

Окрім того, на повітрі пінополістирол виділяє гази, які інтенсивно підсилюють пар-

никовий ефект. Він добре горить. При спалюванні виділяє смертельно токсичні гази. 

Напилювана піноізоляція із закритими комірками(карбамідний пінопласт)

 Широко застосовується для ізоляції горищ, стін, підвалів. Деклароване виробниками значення λ –0,029Вт/мК. Виготовляється з нафтопродуктів, що посилює негативний парни

ковий ефект. При додаванні «соєвих компонентів» цей ефект зменшується лише

на 17%. Займиста, після руйнування протипожежного бар’єру виділяється величезна кількість отруйних газів. Деякі напилювані ізолятори під час тверднення виділяють шкідливі ізоціанати. Напилювана піноізоляція є вологонепроникною. Тому на дерев’яних чи металевих частинах суміжних конструкцій конденсується волога, з’являються грибки і відбуваються гнилісні й корозійні процеси. Виробництво напилюваної піноізоляції є надзвичайно енерговитратним (до 36 кВт·год на 1 кг матеріалу). Така ізоляція має найкращий опір теплопередачі. Але часто напилювані ніші не заповнюються до кінця (черезможливіперевитрати матеріалу, його здуття і обрізання піни поза рамкою). У такій частково заповненій ніші можуть утворюватися теплові містки за рахунок нерівномірності напилення матеріалу, що погіршує його теплові параметри. Надзвичайно складною є проблема утилізації відходів піноізоляції, якіпрактично не розкладаються у природних умовах.

Напилювана піноізоляція «Icynene» з відкритими комірками

 Повітронепроникна піноізоляція (яка не намокає і не утримує воду) утворюється внаслі-

док хімічної реакції під час закачування у порожнини будівельних конструкцій хімічних складників разом з водою. Піноізоляція зменшує тепловтрати за рахунок припинення руху конвекційних потоків повітря з будинку назовні. Напилення можливе лише у внутрішні пустоти стін. Як стверджують виробники, пориста відкрита структура є стабільна у часі й не залежить від рівня вологості повітря. На жаль, ці твердження не підкріплені жодними статистичними даними. Матеріал горить з виділенням токсичних речовин, але згасає при видаленні полум’я. Виробництво піноізоляції з нафтопродуктів є енерговитратним (22,5 кВт·год/кг) і з виділенням речовин, що сприяють парниковому ефекту. Серйозним застереженням для використання у холодних кліматичних зонах є обов’язкове застосування дифузійних бар’єрів всередині приміщень (щоб обмежити проникнення вологи до огороджувальних конструкцій).

Небажано встановлювати біля ізоляції нагрівальні прилади, температура яких перевищує 930°С. Загалом, застосування цього матеріалу не таке оптимістичне, оскільки виникають проблеми з: виділенням газів при напиленні ізоляції внаслідок хімічних реакцій.

Ще гірше, коли реакція відбулася не повністю і постійно виділяються отруйні компоненти сумішей; утилізацією обрізків ізоляції.

На жаль, достовірних даних про старіння матеріалу немає. Але навіть при стабільних параметрах матеріалу внутрішні поверхні огороджувальних конструкцій стають герметичними щодо проникнення повітря і водяної пари. Стіни не дихають. Сучасні вікна теж. Тому єдиним виходом є встановлення недешевої системи вентиляції для виведення зайвої вологи і зменшення концентрації СО₂.

Деревно-волоконні мати і плити

Дерево є універсальним будівельним матеріалом, який використовується впродовж тисячоліть. Промисловість Німеччини почала виробляти деревно-волоконні мати і плити з високими теплоізоляційни параметрами ( λ= 0,040 Вт/мК, с=2100 Дж/кгК, ρ=160-300 кг/м³). Вони міцні, мають високу теплоємність і густину, що дає їм змогу накопичувати сонячне тепло. Наприклад, фірма Steico розробила економічні та добре ізольовані базові будівельні конструкції з дерева і теплоізоляційних плит без теплових містків. З них складають повністю інтегровані пожежозахищені будинки. Подібні системи теплоізоляції під час термомодернізації старих і зведення нових будинків пропонують йінші виробники теплоізоляційних матеріалів з дерева. 

Коноплі

 Коноплі слушно вважають одним із найстаріших волоконних ізоляційних матеріалів. Ізоляційні плити з конопель можна застосовувати зовні та всередині будинку. Волокна з коноплі не містять жодних забруднювачів. У будинку, ізольованому матами з коноплі, підтримується здорове природне середовище. Нині багато хто вважає, що конопля є матеріалом майбутнього, запаси якого відновлювальні, тобто невичерпні. Після виведення у 1996 році ненаркотичних сортів коноплі (до речі, таку селекцію зроблено і в Україні),

стало економічно доцільним вирощувати коноплю як сировину для недорого-

го і природного ізоляційного матеріалу (λ=0,040, С=1600, ρ=32). Мати і плити з

конопель вологопроникні і практично не горять завдяки домішуванню 5% при-

родної соди. Волокна коноплі неїстивні, тому проблем з комахами і гризунами

не буде.Матеріал має постійні характеристики та зберігає свої розміри.

 Плити з піноскла

Застосування цих ізоляційних плит має багаторічну історію. Піноскло із закритими комірками є надійним бар’єром капілярного руху рідини від фундаменту до стін будинку. Ним також утеплюють внутрішні стіни зовнішніх огороджувальних конструкцій з цегли чи каменю. Якщо правильно вибрати товщинупіноскла, можна уникнути конденсації вологи у стінах і зайвих тепловтрат. Піноскло не горить і не виділяє токсичного диму та

випарів. При цьому воно затримує розповсюдження вогню. З плином часу піноскло не виділяє отруйні речовини і не втрачає своїх властивостей. Про особливості використання піноскла можна довідатися, відвідавши сайти білоруських, українських та англійських виробників.

.

Силікатні плити

Силікат кальцію є дрібнопористим мінералом з непоганими ізолювальними властивостями (λ=0,065). Окрім того, його висока капілярність зумовлює ефективне регулювання вологості приміщень. Природні властивості матеріалу антигрибкові. На відміну від інших, доступних на ринку ізоляційних матеріалів, силікатні плити встановлюють просто на внутрішні стіни. Дифузійно відкриті капілярно активні силікатні плити поглинають надлишкову вологу приміщень. За необхідності волога, накопичена у силікатних плитах, через капіляри швидко повертається у приміщення. Тому стіни дихають.

Ізоляційні матеріали після використання

З плином часу параметри майже всіх ізоляційних матералів погіршуються.

Наприклад, для утворення замкнутих комірок поліуретан і поліізоціанурат задувають складними хімічними сполуками. З плином часу відбувається заміна цих газів на повітря, що також зменшує ефективність ізоляції. Стабільнішими до старіння є піноізоляційні матеріали з відкритими комірками. Щоправда, їхнітермічні опори теплопередачі поступаються поліуретану.

Виникла дискусія, як оцінювати ізоляційні властивості цих продуктів.

Виробники оцінюють їх згідно значення опору теплопередачі R матеріалу на

момент продажу, а критики – за його наявним значенням в процесі експлуатації. В результаті гострих дискусій нещодавно у США виробники почали де-

кларувати значення Rus як середньозважене впродовж 15 років експлуатації.

Користувачеві, який розуміє суть цих параметрів і структуру ізоляційного матеріалу, легше вибрати пропоновані ринком матеріали з точки зору їх довговічності, надійності та екологічності. Зазвичай дуже скупі технічні дані, декларовані виробниками теплоізоляційних матеріалів, отримані шляхом лабораторних випробувань і не враховують наслідків намокання, теплового розширення чи навпаки стискання, наявності тріщин і пустот.

На жаль, у разі зростання товщини ізоляції її опір теплопередачі збільшується непропорційно. Це означає, при подвоєнні товщини ізоляції опір теплопередачі не збільшується удвічі. Тому федеральна торгівельна комісія США у

2005 р. заборонила вводити в оману покупців. Тобто, заборонено пов’язувати

технічні дані ізолятора із товщиною 1 дюйм. Це можливо лише у випадках,

коли покупця влаштовує товщина 1 дюйм, або коли доведено, що Rus ізолятора

зростає пропорційно до товщини матеріалу. В усіх інших випадках покупцеві

зобов’язані повідомити, наскільки Rus зростає при збільшенні товщини.

На підставі вищезазначеного доходимо висновку про недосконалість вимірювання термічних параметрів матеріалу, не кажучи про подачу об’єктивної та достовірної інформації. Застосовуючи ізоляцію, у кожному конкретному випадку варто враховувати ефекти впливу вікон, порожнин у стінах, нещільностей будівельних конструкцій тощо. Тому фахівці стверджують, що насправді збільшення товщини ізоляції на 100% призведе до зменшення тепловтрат лише на 50%.

 Юрій ДУДИКЕВИЧ, к.т. н., незалежний експерт

(097) 246-23-56

 jurijdudykevych@ukr.net