Классификация теплоизоляционных материалов

Прежде чем узнать какая существует классификация теплоизоляционных материалов, нужно определиться какие материалы называют теплоизоляционными и их основное назначение. Если начинать с основного назначения теплоизоляционных материалов, применяемых при строительстве зданий и сооружений, то это будет сохранение внутреннего тепла зимой и защита от жары летом. Передача теплоты внутри материала или от одного элемента конструкции к другому обусловлена разностью температур. Известны три простых способа передачи теплоты в зданиях и сооружениях: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение.

Теплопроводность осуществляется в условиях тесного соприкосновения между отдельными частицами материала и неравенства температур в отдельных точках материала или конструкции. Конвекция характерна для жидких и газообразных веществ, где перенос теплоты происходит в результате движения молекул. Тепловое излучение представляет собой процесс передачи теплоты с помощью электромагнитных волн. При тепловом излучении передача теплоты происходит с поверхности материала через пространство в виде лучистой энергии. Например, нагретая поверхность радиатора излучает теплоту и обогревает помещение.

Основной качественной характеристикой теплоизоляционных материалов является их теплопроводность. Теплоизоляционными материалами считаются те у которых значение теплопроводности не более 0,175 Вт/(м•К) и средняя плотность до 600 кг/м³. Следовательно, самым характерным признаком таких материалов является низкая плотность и высокая пористость, так как воздух, находящийся в порах материала, обладает гораздо меньшей теплопроводностью, чем окружающее его вещество.

Поскольку теплопроводность теплоизоляционных материалов напрямую связана с его пористостью, а пористость — со средней плотностью, то можно установить и связь между плотностью и теплопроводностью материала. Чем ниже средняя плотность теплоизоляционных материалов, тем больше в них пор и тем ниже их теплопроводность. Поэтому в зависимости от плотности теплоизоляционные материалы подразделяются на марки (кг/м³): D15, D25, D35, D50, D75, D100, D125, D150, D200, D250, D300, D350, D400, D500. Марка теплоизоляционного материала обозначает верхний предел его средней плотности. Например, изделия марки 75 могут иметь плотность, равную 51—75 кг/м³.

В условиях эксплуатации теплопроводность материала зависит не только от его плотности и пористости. Она зависит также от структуры пористости, влажности, температуры окружающей среды и других факторов. Не менее важными качественными характеристиками теплоизоляционных материалов являются также сжимаемость, прочность, водопоглощение, сорбционная влажность, гидрофобность, паропроницаемость, водоотталкивающие свойства, водостойкость, негорючесть, надёжность и долговечность, звукоизоляционные характеристики, экологичность и возможность проведения монтажных работ вне зависимости от сезона.

По теплопроводности теплоизоляционные материалы делят на три класса:

• А — низкой теплопроводности (до 0,06 Вт/(м•К));
• Б — средней теплопроводности (0,06—0,115 Вт/(м•К));
• В — повышенной теплопроводности (0,115— 0,175 Вт/(м•К)).

Причём согласно требованиям европейских стандартов использование показателя теплопроводности λ предполагается с обеспеченностью 90/90. Это означает, что данный показатель будут иметь 90 % продукции в 90 % проведённых испытаний. А для упрощения восприятия показатель теплопроводности λ, указывают в миливаттах (мВт/(м•К)). Например, индекс 75 показывает, что λ = 0,075 Вт/(м•К).

Классификация теплоизоляционных материалов по составу исходного сырья:

•  органические;
•  неорганические;
•  комбинированные.

В зависимости от внешнего вида и формы теплоизоляционные материалы бывают:

•  рыхлые (минеральная вата);
•  сыпучие (перлитовый песок);
•  штучные (блоки, кирпичи, плиты);
•  рулонные (маты);
•  шнуровые (жгуты).

По структуре и строению теплоизоляционные материалы бывают:

•  мелкопористые ячеистые (как пена);
•  волокнистые (как вата);
•  зернистые (воздух находится в межзерновом пространстве);
•  пластинчатые (воздушные прослойки заключены между листами материала).

В зависимости от жёсткости теплоизоляционные материалы подразделяют:

• на мягкие (М) — сжимаемость по объёму составляет более 30 % при удельной нагрузке 0,002 МПа;
• полужёсткие (П) — сжимаемость 6—30% при удельной нагрузке 0,002 МПа;
• жёсткие (Ж) — сжимаемость до 6 % при удельной нагрузке 0,002 МПа;
• повышенной жёсткости (ПЖ) — сжимаемость до 10 % при удельной нагрузке 0,04 МПа;
• твёрдые (Т) — сжимаемость до 10 % при удельной нагрузке 0,1 МПа.

Классификация теплоизоляционных материалов по горючести подразумевает разделение на следующие классы:

•  негорючие (НГ);
•  слабогорючие (Г1);
•  умеренно горючие (Г2);
•  нормально горючие (ГЗ);
•  сильногорючие (Г4).

Теплоизоляционные материалы, применяемые в строительстве достаточно разнообразны, но в основном используются три вида теплоизоляционных материалов это на основе минеральной ваты, органических пенопластов и ячеистых бетонов. Это объясняется простотой технологии их производства, наличием сырьевой базой и хорошими эксплуатационными характеристиками.