Содержание

12 Лучших Утеплителей для Стен – Рейтинг 2020 года

Чтобы построить тёплое и уютное гнёздышко необходимо внимательно отнестись к подбору материалов. Утеплитель – один из важнейших элементов строительства, так как его качество определяет, насколько хорошо помещение будет защищено от холода. Звукоизоляция помещения тоже во многом зависит от качества выбранного материала. На первый взгляд кажется, что представители от разных компаний ничем не отличаются друг от друга. Но это вовсе не так: в представленном рейтинге подобраны лучшие утеплители для стен, подходящие для качественного строительства.

Утеплитель для стен какой фирмы лучше выбрать?

В рейтинге встречается продукция как известных среди строителей производителей, так и от малоизвестных компаний. Чтобы лучше ориентироваться в брендах стоит уделить время знакомству с каждым из них:

  • Пеноплэкс – российская компания, основанная в 1998 году. Один из крупнейших в стране производителей полимерных материалов для декора и отделки помещений. На собственных производственных площадках проходят все процедуры по изготовлению материалов.
  • Tsmceramic – международная группа компаний. Получила широкую известность благодаря инновациям в области энергосбережения и производства защитных покрытий для любых поверхностей. Основное направление производства – теплоизолирующие материалы, соответствующие передовым стандартам.
  • Isover – входит во французский концерн с многовековой историей. Имеет мировую известность, так как включает в себя одни из крупнейших промышленных предприятий планеты. Производство теплоизолирующих материалов началось в 1937 году.
  • Izovol – отечественный производитель, появившийся относительно недавно. Продукция компании имеет высокое качество, подтверждённое международными сертификатами.
  • Green Board – относится к ООО «Строительные инновации» и является единственным производителем фибролитовых материалов в России и СНГ. Изюминка компании – экологическая чистота продукции, достигаемая особой технологией изготовления.
  • Теплоknauf – интернациональная компания, основанная в Германии в 1932 году. Значительная часть производственных предприятий бренда располагается на территории стран СНГ. Многолетнее развитие позволило организации стать одной из передовых во всём мире.
  • Ursa занимает лидирующие позиции среди европейских производителей строительных материалов. Предлагает технологичные решения для тепло- и звукоизоляции. Продукция бренда используется в любых сферах ввиду уникального набора характеристик, делающего её оптимальной в различных ситуациях.
  • Броня – российская компания, которая производит жидкий утеплитель для стен. Изготавливаемая ей продукция практически не имеет аналогов. Удобство и эффективность материалов позволили бренду быстро получить признание и известность.
  • ТехноНиколь – отечественный производитель материалов для кровли, гидро- и теплоизоляции. Основан в 1992 году. Заводы компании расположены в России, Беларуси, странах Европы. Входит в пятёрку крупнейших европейских производителей изоляционных материалов.
  • Изоспан – пионер производства паро-влагозащитных материалов. Продукция компании производится с 2001 года. За время своего существования компания стала одной из известнейших в СНГ. Продукция изготавливается на собственной производственной базе: все этапы контролируются специалистами компании, что обеспечивает высокое качество материалов.
  • ШелтерЭкоСтрой – производит теплоизоляцию без использования канцерогенов. Это первый российский бренд, изготавливающий подобную продукцию. Благодаря простоте монтажа и комфорту при эксплуатации товары компании быстро стали популярными в странах СНГ.
  • Евроблок – российская компания, образованная в 1995 году. Продукция бренда постоянно развивается: специалисты делают материалы не только качественнее, но и удобнее в работе. Акцент делается на функциональности изоляции, которая постоянно расширяется.

Рейтинг утеплителей для стен

Рейтинг утеплителей для стен формировался посредством практического изучения всех материалов, анализа мнения экспертов, профессионально занимающихся строительством, и людей, применявших теплоизоляцию в строительстве собственного жилища. В результате комплексной работы специалистов vyborexperta.ru с получилось определить 12 лучших утеплителей для стен, оптимальных для использования в различных типах зданий. Весь рейтинг разделён на 2 крупных блока. Первый включает изделия, предназначенные для отделки внешнего покрытия зданий, второй – для внутренней отделки.

Основное внимание уделено характеристикам материалов. Подборка включает только изделия, обладающие всем необходимым для комфортного использования в строительстве преимуществами. При анализе акцент делался на то, как материал проявляет себя в реальных условиях и защищает помещение от неблагоприятного воздействия климата. Список основных критериев следующий:

  • Толщина листа;
  • Площадь листа;
  • Сферы применения;
  • Минимальная и максимальная рабочие температуры;
  • Коэффициент теплопроводности.

Также при рассмотрении номинантов учитывалась цена, и насколько оно соотносима к качеству материалов.

Лучшие утеплители для стен снаружи

В этой категории представлен утеплитель под сайдинг и под другое декоративное покрытие. Между собой все материалы кардинально не отличаются, но каждый обладает уникальными особенностями, делающими его лучшим в определённых ситуациях. Абсолютного лидера в позициях нет: каждая модель утеплителя имеет собственные плюсы и минусы.  Для формирования подборки командой ВыборЭксперта были изучены десятки известнейших моделей теплоизоляции. В список решений для внешней отделки попало только 6 вариантов, выделяющихся на общем фоне.

Пеноплэкс Комфорт

Для производства изделия используется экструдированный пенополистирол, встречающийся в множестве других моделей. Длина одного листа составляет 1185 мм, ширина – 585 мм, толщина – 50 мм, площадь – 0,7 м². Используется для изоляции стен и кровли. Подходит для внутренних работ, но в таком случае уступает другим аналогам в эффективности. Форма листа – шпунтованная плита.

Самая низкая температура эксплуатации – -50 градусов, самая высокая – +75 градусов. Коэффициент теплопроводности равен 0,033 Вт/(м-К). Степень горючести материала – Г4. Модель устойчива к возникновению плесени, грибка.

Достоинства

  • Низкая цена;
  • Высокая прочность и долговечность;
  • Качественные звуко- и теплоизолирующие свойства;
  • Удобный монтаж;
  • Хорошие физические характеристики (особенно гибкость).

Недостатки

  • Низкая устойчивость к высоким температурам.

Периодически встречается мнение о том, что подобные материалы вредны для здоровья. Однако в отзывах о рассматриваемой модели нареканий на то, что утеплитель отрицательно влияет на качество воздуха в помещении и вызывает аллергическую реакцию нет.

Tsmceramic

Представляет собой жидкую теплоизоляцию. Используется в отделке фасадов сложной формы. Заявленный срок службы материала составляет минимум 30 лет. Температурный режим колеблется в промежутке от -60 до +260 градусов. Нанесение на стены осуществляется тонким слоем и экономит полезное пространство. Изоляция держится на бетонных, пластиковых, металлических и деревянных поверхностях.

Материал применяется во внешней отделке, так как не подвергается негативному воздействию влаги, ультрафиолета, сырости, плесени. Может быть использован в сочетании с классической теплоизоляцией для улучшения эффекта.

Достоинства

  • Удобное нанесение;
  • Сохранение полезного пространства;
  • Минимальная нагрузка на стены и фундамент здания;
  • Широкий диапазон рабочих температур;
  • Экономичный расход.

Недостатки

  • Высокая стоимость.

Покупатели отмечают, что благодаря удобству при нанесении покрытия на стены можно добиваться эффективного результата даже на поверхностях со сложной формой. Материал имеет высокую стоимость, однако она соответствует его качеству.

Isover Теплый Дом

Теплоизоляция изготавливается из минеральной ваты и поставляется в упаковках по 14 плит. Длина одного листа – 1170 мм, ширина – 610 мм, толщина – 50 мм. Материал упругий, что обеспечивает надёжное крепление в каркасе без применения дополнительных крепежей. Плотно прилегает к поверхности стены, обеспечивая полную изоляцию. Материал не подвержен горению.

При изготовлении применяются экологически чистые материалы, что позволяет использовать материал для утепления внутри здания (эффективность в данном случае меньше, чем у множества других вариантов). Листы нарезаны заранее: работа с ними не требует дополнительных усилий.

Достоинства

  • Простой монтаж в каркас без использования крепежей;
  • Безопасность для здоровья и окружающей среды;
  • Материал негорючий;
  • Вата невосприимчива к плесени, грибкам;
  • Хорошая звукоизоляция;
  • Доступная цена.

Недостатки

  • При монтаже необходимо использовать защиту.

В целом рассматриваемый вариант объединяет в себе низкую цену и список преимуществ, свойственных высококачественной теплоизоляции. Изделие обеспечивает надёжную защиту от неблагоприятного воздействия внешней среды и не вызывает затруднений при установке.

Izovol Izobel

Материал представляет собой каменную вату в плитах. В одной упаковке содержится 4 единицы. Размеры одной плиты следующие: высота – 1000 мм, ширина – 600 мм, толщина – 100 мм. Видно, что плиты довольно большие и толстые. Для их монтажа потребуется наличие свободного пространства между стеной и внешним покрытием. Ввиду своих размерных показателей рассматриваемый утеплитель преимущественно применяется в отделке стен снаружи. Площадь листа составляет 0,6 м². Коэффициент теплопроводности равен 0,036 Вт/(м-К). Изделие восприимчиво к возгоранию и не подвержено возникновению плесени, грибка.

Достоинства

  • Высокое сопротивление температурным нагрузкам;
  • Экологическая безопасность;
  • Простота в монтаже;
  • Материал не сыпется при нарезке;
  • Хорошая изоляция звука.

Недостатки

  • Материал напитывает влагу (требуется использование дополнительной пароизоляции).

Рассматривая теплоизоляция оптимальная для отделки массивных стен, увеличение толщины которых не скажется на внешнем виде здания. Хорош и в случаях, когда необходимо утолстить стены и не оставить в них пустого пространства. Она проста и эффективна в использовании, но требует затрат на дополнительный слой пароизолирующего покрытия.

Фибролитовые плиты GB-600

Значимое свойство теплоизоляции этой марки – максимальная экологическая безопасность. Он не выделяет пыли, не вызывает аллергических реакций, зуда при контакте с открытыми областями тела. Толщина одного листа составляет 25 мм. Листы довольно тонкие и упругие: их можно сгибать и подстраивать под форму стен здания.

Коэффициент теплопроводности – 0,095 Вт/(м-К). Материал не восприимчив к возгоранию. Особый набор используемого при изготовлении сырья обеспечивает плотное прилегание к поверхности и надёжную защиту от холода и сквозняков. Подходит, как основной утеплитель для стен каркасного дома, используется снаружи.

Достоинства

  • Плиты компактны и не занимают много пространства;
  • Работа с материалом не требует защиты;
  • Высокая гибкость позволяет подстраивать листы под сложные формы стен;
  • Надёжное сопротивление негативным факторам внешней среды.

Недостатки

  • Удержание тепла немного хуже, чем у некоторых аналогов.

Фибролитовые плиты GB-600 – выбор для людей, ценящих экологически чистые и простые в обращении строительные материалы. Утеплитель показывает достойные результаты в условиях любого климата, сохраняя тепло и комфорт в комнатах.

Теплоknauf ТS 037 Aquastatik

Поставочный комплект модели утеплителя представляет комплект из 8 листов со следующими размерными показателями: длина – 1230 мм, ширина – 610 мм, толщина – 100 мм. Листы изготовлены из минеральной ваты и подходят для отделки бетонных, кирпичных, деревянных, газобетонных стен. Монтируются на стены и кровлю. Для установки требуется большой запас свободного пространства.

Коэффициент теплопроводности составляет 0,00386 Вт/(м-К). Материал относится к классу негорючих. Набор использованного при изготовлении сырья обеспечивает полное сопротивление сырости, плесени, грибкам.

Достоинства

  • Высокий показатель теплоизоляции;
  • Хорошая звукоизоляция, обеспечивающая тишину даже в условиях крупных городов;
  • Универсальность в использовании;
  • Сопротивление огню, влаге, сквознякам;
  • Удобный монтаж без большого количества пыли.

Недостатки

  • Не обнаружено.

Теплоизоляция обеспечивает хорошую защиту помещения от холода и сырости. Материал долговечен и не портится от воздействия внешних факторов. Монтаж на стену не вызывает затруднений. Единственный спорный момент – толщина одного листа, которую следует учитывать при планировании отделочных работ.

Лучшие утеплители для стен внутри

Лучшие утеплители для стен внутри дома отличаются от внешних утеплителей толщиной, чтобы не урезалась площадь помещения. Модели были отобраны командой vyborexperta.ru по результатам многочисленных тестов и анализа отзывов, в которых они выделялись среди своих аналогов.

Ursa XPS N-III-G4

Материал изготавливается из экструдированного пенополистирола, имеет вид шпунтованных плит. Длина одного листа составляет 1250 мм, ширина – 600 мм, толщина – 30 мм. Площадь каждой плиты – 0,8 м². Структура плит делает их удобными для использования внутри и снаружи помещений. Утеплитель оптимален для покрытия пола, стен и перекрытий.

Показатель теплопроводности составляет 0,032 Вт/(м-К). Материал горюч и относится к классу Г4. Диапазон рабочих температур: от -50 до +75 градусов. Модель можно использовать для утепления любых помещений: она не подвержена воздействию сырости, плесени, повреждениям от насекомых, грызунов.

Достоинства

  • Доступная цена;
  • Отсутствие фреонов в составе;
  • Лёгкость и хорошая гибкость;
  • Простота в монтаже;
  • Большое количество областей применения.

Недостатки

  • Горючесть: не рекомендуется для помещений с повышенной пожароопасностью.

Представленный материал значительно улучшает температурные условия внутри любых помещений. Он надёжно защищает комнаты от неблагоприятного воздействия климата.

Броня Стена

Товар представляет собой утеплитель жидкого типа, продающийся в вёдрах по 5, 10, 20 литров. Жидкость наносится на поверхность при помощи распылителя. Консистенция материала делает его удобным для использования внутри помещений с кирпичными, бетонными, деревянными стенами, потолками и полами. Обладает высокой паропроницаемостью, защищает поверхности от негативного воздействия влаги.

Максимальная рабочая температура составляет +80 градусов, минимальная – -60 градусов. Теплоизоляция представлена в двух вариантах с разной горючестью: негорючий и класса Г1 (слабогорючий). Теплопроводность равна 0,0012 Вт/(м-К).

Достоинства

  • Экономия рабочего пространства;
  • Простота в нанесении на утепляемую поверхность;
  • Универсальность;
  • Высокие показатели сохранения тепла и сопротивления влаге;
  • Продолжительное время активной службы.

Недостатки

  • Высокая стоимость;
  • Быстрый расход.

Рассматриваемый вариант подойдёт для отделки поверхностей со сложной формой и большим количеством углов. При помощи распылителя можно эффективно заполнить труднодоступные места. Высокое качество определяет немалую стоимость материала. Затраты увеличиваются высоким расходом жидкости на 1 м².

ТехноНиколь Роклайт

Утеплитель изготавливается из минеральной ваты. Имеет вид плиты высотой в 1200 мм, шириной в 600 мм, толщиной в 100 мм. В одной упаковке содержится 4 единицы. Рассматриваемый вариант – оптимальный утеплитель для кирпичных стен. Высокая плотность и толщина материала позволяют полностью обезопасить помещение от сквозняков и холода.

Коэффициент теплопроводности равен 0,038 Вт/(м-К). Теплоизоляция относится к классу негорючих. Свойства материала обеспечивают хорошую звукоизоляцию. Максимально допустимая влажность – 0,5% от общей массы.

Достоинства

  • Низкая цена;
  • Хорошие показатели сопротивления холоду и сквознякам;
  • Удобство монтажа;
  • Изоляция тепла и звука;
  • Отсутствие просадок.

Недостатки

  • Низкое сопротивление влаге и необходимость в дополнительной пароизоляции.

В целом ТехноНиколь Роклайт – один из лучших вариантов в плане соответствия качества цене. Он обеспечивает надёжную изоляцию помещения и не пропускает в него холод и влагу. Материал не горит, не вызывает аллергических реакций, что делает его удобным для использования внутри помещений.

Изоспан FD Proff

Изоспан FD Proff – пароизоляция, отражающая тепло. Представляет собой рулон. Общая длина покрытия в рулоне составляет 43 м, ширина – 1600 мм. Плотность материала составляет 132 г/м². Покрытие изготовлено из полипропилена. Удобная форма материала делает его практичным для работы со сложными поверхностями. Для герметичности требуется надёжное крепление полотна к стене.

Материал полностью паро- и водонепроницаем. Минимальная температура применения равна -60 градусам, максимальная – +80. Эта модель – оптимальный утеплитель для внутренних стен, так как имеет маленькую толщину и практически не занимает полезного пространства.

Достоинства

  • Высокая степень изоляции помещения от влаги;
  • Хорошие теплоотражающие свойства;
  • Компактность;
  • Широкий диапазон рабочих температур;
  • Отсутствие вреда для здоровья.

Недостатки

  • Высокая цена одного рулона.

Один рулон рассматриваемого материала имеет солидную стоимость, однако она соответствует его качеству. Материал крайне прост и удобен в использовании и имеет список преимуществ, положительно выделяющих его на фоне аналогов.

Шелтер ЭкоСтрой Мастер

Изделие относится к классическому типу плиточного утеплителя. Изготавливается из полиэфирного органического волокна, без применения клея и вредных для здоровья веществ. Длина одной плиты – 900 мм, ширина – 600 мм, толщина – 50 мм. В одной упаковке находится 6 единиц. Тип применения – внутренний. Оптимален для жилых домов и квартир. Устанавливается на бетон, пеноблок, кирпич, дерево.

Коэффициент теплопроводности – 0,033 Вт/(м-К). Материал имеет плотную структуру, обеспечивающую защиту от сквозняков, сырости и звуков. Плиты невосприимчивы к механическим повреждениям: насекомые и грызуны не смогут испортить их.

Достоинства

  • Высокое качество сохранения тепла и препятствования холоду;
  • Изоляция от внешних звуков;
  • Материал не подвержен разрушению, просадкам, негативному воздействию сырости;
  • Высокая плотность и прочность;
  • Безопасность для здоровья.

Недостатки

  • Поставляется в громоздких упаковках;
  • Иногда встречаются участки с неравномерной плотностью.

Шелтер ЭкоСтрой Мастер – эффективное и доступное решение для обустройства жилых домов. Использование экологически чистого сырья в производстве делает материал подходящим для аллергиков и астматиков. Набор технических характеристик сбалансирован, обеспечивает тепло и комфорт в комнате.

Евроблок PenoHome

Универсальный утеплитель PenoHome выглядит как листовой слоистый материал. При изготовлении применяются полимеры (для некоторых слоёв) и вспененный полиэтилен с разной плотностью. Материал обладает тепло- и звукоизолирующими свойствами, хорошо противостоит влаге. Продаётся в упаковках по 8 штук.

1 лист имеет следующие характеристики: высота – 1000 мм, ширина – 600 мм, толщина – 50 мм. Коэффициент теплопроводности – 0,048 Вт/(м-К). Минимальная и максимальная рабочая температура равны -60 и +90 градусам соответственно. Группа горючести – Г3, из-за чего Евроблок PenoHome – не лучший утеплитель для деревянных стен.

Достоинства

  • Сложная, многослойная структура, обеспечивающая максимальную теплоизоляцию;
  • Высокая плотность материала;
  • Хорошие показатели противодействия влаге и внешним шумам;
  • Удобная для монтажа структура.

Недостатки

  • Материал ненадёжен при использовании в деревянных конструкциях;
  • При монтаже вызывает зуд: следует использовать защиту для тела.

При производстве материала упор делается на максимальную эффективность тепло-, звуко-, гидроизоляции. В состав сырья входят вещества, способные вызвать у некоторых людей аллергическую реакцию. Модель хорошо подойдёт для использования в условиях особо холодного или влажного климата.

Какой утеплитель для стен лучше купить

Правильно выбрать утеплитель поможет предварительный анализ области, в которой он будет применяться. Первостепенный критерий – тип утепления: наружное или внутренне. Далее определяется техническое состояние здания, стены которого будут укрепляться. Если в них присутствуют щели, предпочтение рекомендуется отдать менее плотным, но более гибким материалам. Если стены тонкие, подойдут толстые, сохраняющие максимум тепла варианты. Для сложных конструкций рекомендуется жидкий утеплитель, который без труда наносится на стены распылителем, но при этом не стоит от него ожидать высоких показателей теплозащиты.

Немного о выборе:

  • Пеноплэкс Комфорт – сбалансированный вариант для наружной отделки зданий в условиях холодного и влажного климата с низкой ценой;
  • Tsmceramic – решение для внешнего утепления фасадов со сложной конструкцией и множеством мест, которые трудно утеплить классическими листами;
  • Isover Теплый Дом – недорогой и простой в монтаже материал, который подойдёт для обеспечения достойной защиты помещения от холода и шума с улицы;
  • Izovol Izobel подходит для случаев, когда стены здания утолщаются снаружи, так как является объёмным и полностью заполняет большое пространство;
  • Фибролитовые плиты GB-600 – экологически чистый материал, отлично показывающий себя в отделке балконов и лоджий;
  • Теплоknauf ТS 037 Aquastatik – толстый материал для наружной отделки, надёжно защищающий здание от сырости: оптимален в условиях влажного климата;
  • Ursa XPS N-III-G4 – прочный утеплитель, который хорошо проявляет себя во внутренней отделке хозяйственных помещений, страдающих от вреда насекомых и грызунов;
  • Броня Стена – утеплитель жидкого типа, удобный для работы со сложными конструкциями, нуждающимся в надёжной защите от холода и влаги;
  • ТехноНиколь Роклайт – высококачественный вариант, полностью нейтрализующий сквозняки в комнате и не выпускающий из неё тепло;
  • Изоспан FD Proff – представляет собой тонкую пароизоляцию, отражающую тепло: обеспечивает отсутствие сырости, улучшает температурные условия в помещении;
  • Шелтер ЭкоСтрой Мастер – классический плиточный утеплитель для стен внутри на даче, надёжно защищающий редко посещаемые здания от неблагоприятного воздействия внешней среды;
  • Евроблок PenoHome – универсальный слоистый материал, не выпускающий тепло даже в условиях экстремального холода.

В рейтинге представлены лучшие модели утеплителей, каждая из которых отлично проявляет себя в различных условиях. Покупателю остаётся только выбрать оптимальный для себя вариант.

Лучшие утеплители, топ-10 рейтинг утеплителей для дома

Для владельцев частных домов всегда актуальным был вопрос, касающийся утепления стен дома. Если подобрать правильные материалы и соблюсти технологию монтажа, то в холодное время года удастся избавиться от сквозняков, а также в значительной степени сократить расходы на отопление. Как утверждают профессиональные строители, плохих или хороших утеплителей не существуют, а бывают материалы, которые либо подходят, либо не годятся для каждой конкретной ситуации.

В связи с этим к выбору подобной продукции следует подходить вдумчиво и грамотно, тем более, что в современных строительных магазинах представлен широкий выбор этих изделий. Чтобы облегчить вам эту задачу, мы решили составить рейтинг лучших утеплителей для дома. В этой статье будет рассказано относительно области применения каждого материала, приведен его состав и прочие полезные сведения, которые окажутся весьма кстати для домашнего мастера. Кроме того, здесь мы дадим ряд полезных советов относительно выбора продукции. С этого давайте и начнем.

Как правильно выбирать утеплитель для дома?

Вполне естественно, что одним из основных качеств, на которые обращают внимание при выборе изделия, являются его теплоизоляционные свойства. Чем хуже материал будет пропускать тепло и холод через себя, тем лучше. В качестве другого важного момента выступает масса продукции. Легкий утеплитель значительно проще крепить к стенам, его транспортировка обойдется значительно дешевле, монтаж можно произвести своими силами, а также нагрузка на стены получится минимальной.

Обязательно нужно обращать внимание на паропроницаемость выбранного изделия. Она должна быть весьма высокой. В этом случае лишняя влага из жилых помещений будет быстро отводиться, в них не будут возникать участки, пораженные плесенью или грибком. Если же паропроницаемость относительно низкая, то придется продумывать систему улучшенной вентиляции, зачастую в данном случае необходимо устанавливать даже принудительную вытяжку, из-за чего стоимость работ будет значительно выше, а также начнут возникать дополнительные теплопотери.

Не лишним будет поинтересоваться о возможности последующей отделки утеплителя – чем больше будет вариантов декора, тем проще. Обязательно учитывают и период эксплуатации материала, проверяют, является ли он экологически чистым и горючим. Кроме того, обращают внимание на толщину утеплителя. Если приобрести слишком тонкую продукцию, то эффект от ее использования окажется практически не заметным.

Сегодня выпускаются утеплители на основе различных материалов. Наиболее современными из них считаются пенополистирол и экструдированный пенополистирол. Средний срок их службы составляет свыше 25 лет. При этом отделывают их абсолютно любыми средствами. Однако нужно принимать во внимание, что это слабогорючий продукт, поэтому обшивать им деревянные строения не рекомендуется, максимальная высота строения должна быть не более 2 этажей. Желательно обеспечить покрытие надежной защитой от ультрафиолетовых лучей. Минеральная вата абсолютно не горит, однако ее придется дополнительно зашивать отделочными материалами, например, пластиковым или металлическим сайдингом, использовать блок-хаус и так далее.

При выборе продукции для включения в наш рейтинг лучших утеплителей мы руководствовались всеми проанализированными факторами. Однако был учтен и еще ряд моментов – отзывы пользователей, а также соотношение цены и качества. Мы постарались выбрать не самые дорогие, но наиболее эффективные и универсальные изделия, чтобы они подошли каждому владельцу частного дома. Теперь самое время приступить к непосредственному рассмотрению вошедших в наш рейтинг продуктов.

Базальтовые составы

2. Rockwool

Подобный минераловатный состав позволяет эффективно и в кратчайшие сроки утеплить даже достаточно большой дом с минимальными финансовыми затратами. Продукция представляет собой абсолютно экологически чистый материал, который производится по оригинальной технологии плавления горных пород с последующим их вытягиванием в тонкие нити. Между собой они соединяются при помощи связующего компонента. В результате на выходе получается каменная вата, обладающая волокнистой структурой. Она превосходно пропускает через себя влагу, при этом не впитывая ее. Материал обладает высокими звукоизоляционными качествами, устойчив к сжатию, разного рода деформациям. Базальтовый компонент позволяет обеспечить негорючесть состава – утеплитель способен выдерживать температуру до 1000 градусов.

Продукция предназначена как для наружных, так и для внутренних работ. С ее помощью можно сооружать перегородки, утеплять полы и потолки. Во многом за счет своих полезных характеристик такая минеральная вата пользуется широкой популярностью как у профессиональных строителей, так и у домашних мастеров. Утеплитель практически не пропускает через себя тепло, щели между матами можно заделывать абсолютно любыми составами, например, стандартным песчано-цементным раствором. Выпускается в виде плит или рулонов.

Преимущества:

  • Многофункциональная продукция;
  • Приемлемая стоимость;
  • Выпускается в двух вариантах – в рулонах и в плитах;
  • Высокие звукоизоляционные характеристики;
  • Не задерживает в себе влагу;
  • Продолжительный срок службы.

Недостатки:

  • При использовании утеплителя для внутренних работ помещение после монтажа изделия следует тщательно проветрить, чтобы выветрились все летучие канцерогены.

Rockwool

1. Hotrock Smart

Универсальный утеплитель, который ко всему прочему обладает отличными звукоизоляциоными характеристиками. Его производят только из 100%-ного базальтового волокна. Данная продукция подходит для работы и с несущими стенами, и с самонесущими конструкциями, в роли которых зачастую выступают перегородки в домах и квартирах. Зачастую изделие применяется в непосредственном строительстве, например, при возведении каркасно-щитовых сооружений жилого или хозяйственного типа. Утеплитель характеризуется незначительной массой, при монтаже и эксплуатации не выделяет в окружающую среду вредных или отравляющих веществ. Он способен сохранять свою первоначальную форму в течение всего периода эксплуатации, который достигает 50 лет. На основание приходится минимальная нагрузка, поэтому мастеру не придется задумываться относительно его дополнительного усиления. В составе органического связующего, которое могло бы поглощать в себя влагу, находится минимальное количество.

Толщина продукции может составлять 50 или 100 мм. Она совершенно не восприимчива по отношению к влаге, а также к высоким температурам, в том числе и к открытому огню. Изготавливается с точным соблюдением российских и международных стандартов качества, поэтому полностью соответствует всем действующим нормам.

Преимущества:

  • Весьма приемлемая стоимость продукции;
  • Превосходное качество изготовления;
  • Не выделяет вредных соединений в воздух помещения;
  • Продолжительный период эксплуатации;
  • Несколько вариантов толщины.

Недостатки:

  • В процессе монтажа желательно надевать перчатки, так как можно чувствительно уколоться о базальтовые волокна.

Hotrock Smart

Стекловолоконные утеплители

2. Isover Теплый дом

Продукция, выпускаемая данным изготовителем, довольно давно известна отечественному потребителю благодаря превосходным эксплуатационным качествам. Ее применяют как в бытовых условиях, так и при строительстве промышленных, общественных и даже подсобных зданий и помещений. Утеплитель способен надежно защитить внутреннее пространство от жары, холода, внешнего шума, к тому же он в течение очень долгого времени сохраняет свою первоначальную форму и характеристики. Производится материал на основе специальных стеклянных волокон, получаемых в процессе плавления кварцевого песка и последующего вытягивания нитей по оригинальной технологии TEL. В результате толщина таких нитей не превышает 4-5 мкм, длина у них колеблется в пределах от 110 до 150 мкм. В единую структуру они соединяются при помощи оригинальных синтетических смол, которые не выделяют в окружающую среду вредных или отравляющих веществ.

Выпускается в матах и плитах. Первые больше подходят для внутренних работ, вторые изначально разрабатывались для наружного применения. Однако, по своей сути, продукция универсальная, разница заключается исключительно в удобстве крепления. Теплопроводность материала очень низкая, поэтому в помещении создается эффект термоса – нагретый или охлажденный воздух не будет покидать комнату. Паропроницаемость высокая: специалисты вообще говорят, что этот материал дышащий. Он не накапливает влагу, практически моментально проводит ее через себя, не допуская быстрого отсыревания стен помещения.

Преимущества:

  • Легко транспортировать и монтировать;
  • Продукция абсолютно безопасна для человеческого здоровья;
  • Качественная и удобная упаковка;
  • Приемлемая стоимость.

Недостатки:

  • Непосредственно на упаковке приведено не очень много сведений относительно свойств утеплителя – приходится искать дополнительную информацию на официальном сайте.

Isover Теплый дом

1. Ursa Geo

Наиболее широко распространенный материал во всем ассортименте продукции, выпускаемой данной компанией. В качестве основы здесь выступает стекловолокно, изготавливаемое на основе очищенного кварцевого песка, в который добавляются специальные минеральные вещества. Утеплитель изготавливается по особой инновационной технологии, секрет которой компания тщательно охраняет. Однако на выходе получается отделочный материал, являющийся абсолютно безопасным как для окружающей среды в целом, так и для человека в частности. Хотя на сегодняшний день полностью исключить использование органических связующих пока не удается, их процентное содержание стремится к нулю, что также в значительной степени способствует увеличению срока службы продукции и улучшению эксплуатационных характеристик.

Утеплитель не просто не горит, но и активно препятствует распространению пламени. Также он не гниет и не преет, можно быть абсолютно уверенным в том, что в нем не заведутся разного рода микроорганизмы и насекомые. Форма выпуска очень удобная, сам утеплитель обладает значительной упругостью, способен прослужить не менее 55 лет.

Преимущества:

  • Материал способен выдерживать значительные физические нагрузки, что делает его идеально подходящим для наружного использования;
  • Изготавливается с соблюдением всех экологических норм;
  • Устойчив по отношению к воздействию низких температур и высокой влажности;
  • Долгий срок службы;
  • За счет незначительной массы и оптимальных габаритов очень легок в процессе монтажа – не требуются специальные навыки или инструменты.

Недостатки:

  • Несколько дороже по сравнению с другой аналогичной продукцией.

Ursa Geo

Пенопластовые утеплители

2. ПСБ С 15-О

Изделия подобного рода отличаются низкой плотностью – этот показатель у них один из минимальных среди всех аналогичных материалов. Структура утеплителя пористая, благодаря чему обеспечивается высокая паропроницаемость. Теплопроводность незначительная – даже тонкий слой пенопласта серьезно снизит потери тепла в холодное время года. Однако следует помнить, что небольшая плотность влечет за собой невысокую прочность, поэтому слой такого утеплителя нужно будет закрывать сверху каким-нибудь отделочным материалом. В противном случае он может быстро прийти в негодность. Специалисты рекомендуют применять продукцию для утепления разного рода элементов строения, которые не подвергаются регулярным физическим нагрузкам. 98% от всего объема материала составляет воздух, который находится в пористой структуре утеплителя.

Продукция лишена постороннего запаха, не выделяет вредных веществ и не повышает общую пылевую нагрузку в помещении. Масса даже в большой упаковке незначительная, поэтому в случае необходимости его можно складировать и транспортировать в одиночку. В течение довольно долгого времени утеплитель способен выдерживать температуру порядка 90 градусов, причем он будет сохранять как свои эксплуатационные характеристики, так и первоначальную форму. Он устойчив по отношению к воздействию различных химических соединений, не является питательной средой и местом обитания для разного рода микроорганизмов, в том числе плесени или грибков.

Преимущества:

  • Дешевый и очень эффективный отделочный материал;
  • Немного весит;
  • Хорошо сопротивляется образованию грибков;
  • Продолжительный срок службы;
  • Легко монтировать.

Недостатки:

  • Невысокая прочность требует дополнительной отделки утеплителя.

ПСБ С 15-О

1. Knauf Therm Дом

Материал производится известной германской фирмой, занимающейся изготовлением и реализацией строительных и отделочных материалов. Продукция изготавливается по точно такой же технологии, что и другие пенопластовые утеплители, представленные на российском рынке. В качестве основного сырья здесь выступает прессованный вспененный полистирол, однако все потенциально опасные для здоровья компоненты, были заменены абсолютно безвредными. В частности, здесь нет соединений с содержанием хлора, альдегидных и фенольных веществ, которые в процессе эксплуатации выделяют токсичные вещества. Несмотря на невысокую плотность, изделие характеризуется довольно приличными показателями прочности на сжатие. При производстве каждая плита пенопласта покрывается антипиренами, повышающими малогорючесть. За счет этого продукция может выдерживать значительные температурные нагрузки в течение длительного времени.

По своим теплоизоляционным качествам материал толщиной 120 мм эквивалентен кирпичной стене 450 мм или же бетонной плите, толщина которой должна составлять минимум 2100 мм. Влагу в себя не впитывает, но пропускает отменно. Его разрешается использовать абсолютно в любых климатических условиях, поэтому материал хорошо подойдет как для средней полосы, так и для северных регионов.

Преимущества:

  • Не обладает посторонним запахом;
  • В составе отсутствуют смолы, прочие вредные соединения;
  • Можно работать с материалом без какой бы то ни было защиты;
  • Гипоаллергенный состав;
  • Приемлемая стоимость;
  • Можно резать самым обыкновенным канцелярским ножом.

Недостатки:

  • Не обнаружено.

Knauf Therm Дом

Пенополистироловые утеплители

2. Пеноплэкс Комфорт

Данный отделочный материал изготавливается из специального экструдированного пенополистирола. Все основные эксплуатационные характеристики утеплителя определяются оригинальной ячеистой структурой. Размер ячеек составляет 0,1-0,2 мм, причем они равномерно распределены по всему объему плиты. Это позволяет обеспечить высокий уровень прочности продукции, а также превосходные теплоизоляционные свойства. Материал является универсальным – его можно использовать для утепления абсолютно любых элементов строения – внешний стен, крыши, чердачного помещения и так далее. За счет своей фактуры он создает в помещении микроклимат, идеально подходящий для человеческого организма. Масса одного мата вполне сопоставима с пенопластом – тяжелее буквально на пару сотен граммов, поэтому с транспортировкой и монтажом никаких особо серьезных проблем возникнуть не должно. За счет однородной структуры полностью исключено крошение материала.

Коэффициент теплопроводности здесь минимальный. Влагу в себя он не поглощает, поэтому продукцию разрешается использовать для утепления особо сырых построек, к которым относятся бани, сауны, бассейны и так далее. Внутри и на поверхности материала не селятся паразиты, соответственно, грибковые или заплесневевшие участки возникать не станут. Достаточно высокий уровень прочности на разрыв и сжатие. Он совершенно не горит, так как в процессе производства обрабатывается специальными составами.

Преимущества:

  • Незначительная масса;
  • Можно работать голыми руками, без использования защитных средств;
  • Универсальная продукция;
  • Легок в процессе монтажа;
  • Устойчив по отношению к влаге, насекомым, плесени и грибкам.

Недостатки:

  • Относительно дорого стоит.

Пеноплэкс Комфорт

1. ТехноНиколь XPS Техноплекс

Разрабатывался специально для частных домов, однако может использоваться и в условиях квартиры. В частности, такой утеплитель прекрасно подойдет для обустройства системы теплого пола, утепления балкона или лоджии. За счет своих оригинальных характеристик он может использоваться даже для работы с полами по грунту. При производстве материала используются очень мелкие частицы графита, поэтому плиты имеют светло-серебристую окраску. Эффективность сохранности тепла здесь выше примерно в полтора раза по сравнению со стандартным пенопластом, а общие теплоизоляционные качества вдвое превышают каменную вату и уже морально устаревшую стекловату. С течением времени продукция не дает никакой усадки и сохраняет свою первоначальную форму очень долгое время.

В составе отсутствуют формальдегиды, смолы и прочие вещества, которые способны угнетающе воздействовать на живые организмы. При производстве данная продукция пропитывается особыми составами, которые отпугивают грызунов, поэтому мышей и прочих грызунов она не боится. В использовании утеплитель достаточно простой, монтируется практически моментально, никаких особенных навыков для этого не требуется. Можно резать обыкновенным ножом или пилой, при помощи данного изделия можно выравнивать даже значительные неровности.

Преимущества:

  • Экономичная продукция;
  • Абсолютно не токсичный материал;
  • Высокая эффективность;
  • Расширенная функциональность;
  • Продолжительный срок службы;
  • Нечувствительность по отношению к грызунам, химикатам и влаге.

Недостатки:

  • Не обнаружено.

ТехноНиколь XPS Техноплекс

Утеплители из полиэфирного волокна

2. Шелтер ЭкоСтрой ШЭС стандарт

При изготовлении не применяются клеящие составы и различные химические соединения, способные причинить вред человеческому организму. В основе технологии производства лежит методика скрепления волокон при помощи воздействия высокой температурой. В связи с этим, утеплитель имеет в своем составе исключительно те материалы, которые способны в значительной мере увеличить тепло- и звукоизоляционные характеристики стен, перегородок и прочих конструкций. Его используют как в промышленном, так и в бытовом строительстве. Он будет плотно прилегать к любой поверхности, хорошо заполняет собой полости, зачастую его применяют при возведении домов по каркасному методу. При желании продукция используется для создания теплоизоляционного слоя кровли, обеспечения звуконепроницаемости межэтажных перекрытий и так далее.

С водой вообще не взаимодействует, хотя водяной пар пропускает через себя прекрасно, поэтому его можно использовать при отделке саун и бань. При возведении дома из сруба, продукцию применяют в качестве межвенцового уплотнителя. Также этот утеплитель хорошо подойдет для оборудования систем вентиляции и кондиционирования. Он не только предотвращает возникновение конденсата, но и обеспечивает бесшумность работы. Еще одним немаловажным качеством является неограниченный период эксплуатации продукции – иными словами, она будет служить столько же, сколько простоит строение. От грызунов, насекомых, грибков и иных микроорганизмов защищает на отлично. Утеплитель не поддерживает процесс горения.

Преимущества:

  • Абсолютно экологически чистый материал;
  • Удобная упаковка;
  • Легко монтировать;
  • Универсальная продукция;
  • Надежность и долговечность.

Недостатки:

  • Незначительная плотность материала вынуждает закреплять его более тщательно при наружной обшивке здания.

Шелтер ЭкоСтрой ШЭС стандарт

1. Шелтер ЭкоСтрой ШЭС арктический

Лидер этой части обзора лучших утеплителей для дома обладает очень высокими теплоизоляционными свойствами, которые обеспечивают наиболее эффективную сохранность тепла в помещении. Кроме того, данная продукция абсолютно не подвержена старению, поэтому срок ее эксплуатации не ограничен. При необходимости материал можно демонтировать и использовать повторно для утепления других зданий. В процессе монтажа не распадается, к тому же во время работы не остается отходов, что помогает дополнительно сэкономить при приобретении утеплителя. У продукции высокая степень гибкости, поэтому изолировать можно абсолютно любые поверхности, в том числе трудно доступные участки, изогнутые поверхности, разного рода скрытые полости, где применять утеплители в классическом понимании не представляется возможным.

Изготавливается из оригинальных органических волокон, поэтому при монтаже можно не опасаться раздражения кожи и слизистых оболочек, работать с ним без средств защиты. Утеплитель хорошо защищен от грызунов – они обходят его стороной, не начинают вить в нем гнезда, поэтому продукция сохраняет свою целостность и гигиеничность в течение очень долгого времени. Воду в себя практически не поглощает, поэтому упаковки можно даже хранить под открытым воздухом круглогодично, не опасаясь ни дождя, ни снега. В составе отсутствует фенол и разного рода химикаты. Если под рукой нет инструментов, то материал можно просто рвать руками на куски необходимых размеров.

Преимущества:

  • Элементарность использования;
  • Приемлемая для своего класса цена;
  • Продолжительный период эксплуатации;
  • Возможность неоднократного использования.

Недостатки:

  • Не продумана защита от возможного возгорания.

Шелтер ЭкоСтрой ШЭС арктический

В заключении полезное видео

Вот и подошел к завершению наш обзор лучших утеплителей для дома. По каждой продукции мы собрали как можно больше информации, чтобы вы сумели точно определить, какое именно изделие является наиболее подходящим конкретно для ваших условий. Если же у вас все же остались некоторые сомнения или же вы никак не можете определиться с выбором из нескольких позиций рейтинга, то в вашем полном распоряжении комментарии к этой статье. Мы постараемся оперативно отреагировать на ваше сообщение и предоставить вам дополнительный пакет данных, чтобы еще больше облегчить проблему выбора.

Какой утеплитель лучше держит тепло? Тест Кнауф, Технониколь, Басвул, Роквул, Изовер


Watch this video on YouTube

Независимый анализ: Какой утеплитель лучше? Чем утеплить дом?

какой теплоизолятор лучше выбрать, сравнение

Строительство современных домов невозможно без использования утеплителей. Именно эти материалы в дальнейшем будут радовать жильцов, создавая комфорт в помещениях дождливые и холодные вечера. Вместе с тем, эффективность работы утеплительного материала зависит от множества факторов, поэтому при его выборе стоит обратить внимание на некоторые критерии.

Содержание статьи:

Как выбрать утеплитель для стен дома

Способы утепления стен жилого дома могут быть разными, но, несмотря на тип материала, каждый из них должен отвечать следующим требованиям:

  • Теплопроводность должна быть минимальной.
  • Пористость и вес материала. Пористые материалы эффективно сохраняют тепло за счет присутствующего внутри воздуха.
  • Звукоизолирующие свойства, так как многие утеплители обладают высокой степенью шумопоглощения.
  • Стоит обратить внимание на класс опасности материала. Они делятся на четыре категории (Т1–Т4), начиная от малоопасных и заканчивая чрезвычайно опасными.

Какой утеплитель выбрать?

Важно! Современные утеплительные материалы обладают широким комплексом свойств, поэтому необходимо максимально проанализировать условия их работы, перед тем как совершать покупку.

Рейтинг лучших утеплителей для теплоизоляции стен, описание и характеристики

Большое количество утеплителей на строительном рынке вызывает серьезное затруднение при их выборе. Одни используются снаружи, другие внутри, третьи хороши под отделочными материалами, например, подойдут под сайдинг, гипсокартон и т.д.

Чтобы выяснить какой утеплитель лучше, приведем описание наиболее распространенных из них.

Минеральная вата

Распространенный волокнистый теплоизоляционный материал, устойчивый к воздействию повышенных температур и химических веществ. Стойкость к высоким температурам позволила использовать вату для изолирования печей и горячих трубопроводов. Также, широко используется для утепления стен, кровель, и им может быть утеплен пол, потолок, мансардный этаж и т.д. Максимальные рабочие температуры – 600–700 градусов. Однако из-за поглощения влаги ватой, она теряет за три года около 50% своей теплоизолирующей способности. Минеральный утеплитель имеет по разным данным 2–3 категорию опасности.

Пенопласт

Пенопласты – это большой класс тепло- и звукоизоляционных материалов, изготовленных из вспененных масс. Благодаря тому, что при вспенивании и последующей полимеризации пенопласт поглощает и сохраняет в себе много воздушных пузырьков, он имеет небольшую массу и низкий коэффициент теплопроводности. Сохранение тепла пенопластом основано, в первую очередь, на том, что лучший теплоизолятор – это воздух.

Важно! Использование пенопласта при повышенных температурах невозможно, так как наступает его деструкция. Он также разрушается при воздействии на него химических веществ, в том числе, растворителей, бензинов и прочего.

Экструдированный пенополистирол (сэндвич-панель)

Данный теплоизоляционный материал, благодаря своим высоким физико-механическим свойствам, нашел широкое применение, начиная от изоляции кровли, стен, фундаментов и заканчивая основой под дорожное полотно. Материал относится к горючим и только благодаря введения в него специальных добавок, класс опасности снижается.

Важно! После монтажа пенополистирола требуется проведение отделочных работ.

Стекловата

Для производства стекловаты используется также волокнистая основа, но, в отличие от минеральной ваты, волокна производятся из стекла. Для ее изготовления используется сырьё из обычной стекольной промышленности или ее отходы. В свою очередь, модифицированная стеклянная вата имеет высокую химическую стойкость, а также пониженную плотность.

Вместе с тем, при работе с ней необходимо соблюдать осторожность и использовать средства индивидуальной защиты – одежда должна быть с пропиткой или на брезентовой основе, так как мелкие обломки волокон являются сильными раздражителями.

Пеностекло

Пеностекло изготавливается из силикатных стекол, которые при кипении (температура около 1000 градусов) вспениваются и, при охлаждении до комнатной температуры, сохраняют пористую структуру, при этом набирая прочность. Диапазон рабочих температур материала очень широкий и начинается от -230 градусов, а верхним является +230 градусов (без потери прочности) и +500 градусов (без видимых деформаций). Огромное преимущество пеностекла — это его стойкость к химическим жидкостям, негорючесть, экологичность.

Эковата

На 80% состоит из переработанной макулатуры, а остальное составляют модифицирующие добавки, которые препятствуют возгоранию. На рынках стран СНГ этот утеплитель появился относительно недавно, однако быстро распространился благодаря различным способам укладки, высоким теплоизоляционным свойствам и экологичности. Эковата –  эффективный утеплитель, использующийся для изоляции, будь то кирпичный, каркасный или деревянный дом.

Важно! Эковата — самый экологичный материал для утепления.

Пенополиуретан

Давно используются в мебельной и строительной промышленности. На 85–90% состоят из газовой фазы. Различают несколько видов, отличающихся по жесткости и эластичности. Могут применяться как для утепления стен, трубопроводов, так и для набивки мебели. Можно сказать, что пенополиуретан – самый тонкий утеплитель, используется для утепления различных вещей, начиная от одежды, автомобилей и заканчивая жилыми помещениями.

Пеноизол

Относится к категории универсальных утеплителей, так как им можно утеплять все что угодно – кирпич, керамзитобетонный блок, металлический каркас, газобетон и т.д. Имеет некоторые сходства с пенополистиролом, однако несколько уступает ему в прочности. Может использоваться как утеплитель для фундамента или плит перекрытия, им можно изолировать пол, потолок, крышу, лоджию, мансарду, межэтажное перекрытие, входную дверь.

Не поддерживает горение, не склонен к образованию плесени и грибка.

Важно! Этот метод утепления выполняется в большинстве случаев методом напыления, поэтому работы проводятся очень быстро.

Отзывы пользователей

Какой утеплитель лучше? На этот вопрос ответить довольно сложно, так как они сочетают в себе множество свойств, помимо теплоизоляционных, и подбираются под конкретные требования. Выбирать утеплитель можно, отталкиваясь от отзывов людей, использовавших данные материалы.

Сравнение утеплителей для стен: многие пишут о том, что между всеми видами ваты для утепления существует не большая разница. В монтаже и по свойствам они все практически одинаковые. По цене стекловата – самая дешевая, но рейтинг утеплителей для стен она точно не возглавит, так как с ней вообще мало кто любит работать, особенно при изоляции стен.

Если выбор падает на пенополистирол, то необходимо знать, что через него дом не дышит. Люди решают эту проблему путем вентилирования. По свойствам пенополистирол не уступает ватам, но он в отличие от второй не скапливает влагу. В тоже время использование пенополиуретана позволит быстро утеплить весь дом. Фирма может утеплить весь дом буквально за сутки.

Топ 5 материалы для внутреннего утепления

Какие материалы для внутреннего утепления стен можно использовать в квартире или частном доме. В предыдущей статье я поделился собственным опытом внутренней теплоизоляции, теперь стоит разобраться в разнообразии утеплителей.

Составил рейтинг самых популярных и оптимальных материалов для внутреннего утепления.

1. ПЕНОПОЛИСТИРОЛЬНЫЙ ПЕНОПЛАСТ (ПС,ПСБ,ПСБ-С-20). Пенопластом можно утеплять и стены, и потолки, и даже полы, так как выпускается он с различной маркой плотности. Для полов рекомендуется ПСБ-С-50, обладающий высокой плотностью, устойчивый к нагрузке и любым погодным условиям.

ПСБ-С-15- наименее плотный из пенополистирольных пенопластов. Им рекомендуется утепление наружных лоджий, балконов, чердачных помещений. Выбор плотности остается за вами, так как разница в цене не существенная.

Плюсы:

  • Отличный тепло и звукоизолятор
  • длительный срок службы
  • возможность установки своими руками
  • недорогая цена.

Клеится специальным клеем на предварительно подготовленные поверхности, закрепляется «зонтиками» — специальными пластиковыми дюбелями, шпатлюется.

Минусы:

  • Низкая прочность
  • невозможность использования без декоративной отделки
  • заметное уменьшение габаритов вашего помещения (тут зависит от толщины материала). Это ложка дегтя, без которой трудно найти какой-либо утеплитель.

2. ПЕНОФОЛ, ЮТАФОЛ (И ДРУГАЯ ФОЛЬГИРОВАННАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ). Фольгированный утеплитель с высокими тепло и звукоизоляционными свойствами и хорошей гидроизоляцией за счет алюминиевой фольги.

Недостатком его является то, что крепится пенофол на стену путем ее обрешетки, на которую затем устанавливают гипсокартон, а это существенно влияет на габариты комнаты.

Такие фольгированные утеплители  рекомендуют применять в дополнение к основной теплоизоляции — как паробарьер. Толщина материала до 10 мм и продается он рулонами по 10 м.

Пенофол фольгированный хорошо подходит для:

  • дачных домиков
  • не отапливаемых помещений
  • балконов
  • лоджий
  • в местах с угрозой сырости и влаги.

3. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ ШТУКАТУРКА.

Продается расфасованной в мешки различного веса. Не уступает по своим характеристикам пенополистиролу. Противопожарные свойства на высоте, экологически чистая, не требующая никаких дополнительных материалов (разводится водой). Рекомендации по использованию писать не буду, каждый производитель вносит свои коррективы. Теплоизоляционные штукатурки  бывают минеральными и органическими.

  • МИНЕРАЛЬНАЯ ШТУКАТУРКА  состоит из минеральных пористых материалов, вспученных при высоких температурах (типа вермикулита и перлита). Такие смеси обрабатывают гидрофобизаторами, так как они  слишком гигроскопичны.
    В минеральных наполнителях используется пустотелый пеностекольный шарик, который не впитывает влагу, а механическая прочность его велика.
  • ОРГАНИЧЕСКАЯ ШТУКАТУРКА. В органических наполнителях используется вспененный полистирол, эти штукатурки более мягкие, в отличие от минеральных  смесей. Также водонепроницаемы, как пеностекольные шарики. Проведение работ по нанесению штукатурки не требуют особых навыков — наносится прямо на стену, без использования штукатурной сетки. После высыхания монолитно соединяется не только с кирпичом и бетоном, но и стеклом и металлом. На рынке огромный выбор такого рода смесей.

4. ЖИДКАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ. Интернет пестрит рекламой разнообразных видов этого материала. НО! Нигде достаточно обоснованно не могут объяснить сам процесс, как работает этот вид теплоизоляции. В отзывах и на форумах задаются в основном одни и те же вопросы — насколько эффективно и целесообразно использовать жидкую теплоизоляцию для стен, перекрытий и полов в жилых помещениях.

Хотя есть и положительные отзывы по использованию таких материалов для трубопроводов и в местах труднодоступных для обычных видов утеплителей. На рынке представлен большой выбор жидкого утеплителя в виде красок, поэтому хотите рискнуть — пожалуйста. Но в отзывах тех, кто уже применял жидкий утеплитель для жилых помещений, перевес в сторону негатива. Мне не довелось применить жидкий теплоизолятор, поэтому ни ругать, ни нахваливать не буду, так же не хотелось бы дублировать здесь рекламную информацию.

5. РУЛОННЫЕ УТЕПЛИТЕЛИ для стен под обои и покраску представлены на рынке в нескольких вариантах. Это ПРОБКОВЫЕ утеплители и ПЕНОПОЛИСТИРОЛЬНЫЕ рулонные утеплители. Несколько слов об этих тонких, но исходя из опыта и отзывов — довольно эффективных теплоизоляторов.

  • ПРОБКОВЫЙ рулонный утеплитель, как и декоративное покрытие стен (обои,или пластины) изготавливаются из пробковой крошки методом прессования с нанесением пробкового шпона и воска. Покрытая воском пробка применяется для отделки и утепления стен даже влажных помещений.
    Толщина пробкового утеплителя от 2мм до 30мм, поэтому сфера его применения разнообразна — от обоев до утепления стен, потолков или полов пластинами или плитами.  Пробковый утеплитель не выделяет вредных веществ при горении, не боится плесени и грибка, воздухопроницаем, обладает низкой теплопроводностью, экологичен. Его легко наклеить самому. Одним из минусов является высокая цена на этот материал, но после поклейки вы можете не производить никаких отделочных работ, так как сама по себе пробка  имеет природную декоративность  и хорошо вписывается в большинство интерьерных стилей. Ставлю свой субьективный плюс пробке за то, что ее можно смело применять в детской.
  • ПЕНОПОЛИСТИРОЛЬНЫЙ рулонный утеплитель выпускается рулонами шириной от 50 до 100 см и длинной до 10м и толщиной до 10мм. Изготавливается он из тонкого слоя полистирола. С одной стороны утеплитель покрыт картоном, или тонким слоем бумаги. Клеится как и пробковый — на специальный клей. Пенополистирольный утеплитель экологически чистый материал, так как для его производства не используется фреон, и даже при горении  не выделяет токсичных веществ и газов.
    Низкая теплопроводность и паропроницаемость, простота применения, экологичность, довольно низкая цена снискали не плохую репутацию этому утеплителю .

Это далеко не все материалы для внутреннего утепления, но я постарался в двух словах описать самые используемые, которые дают результат. Написал статью о плюсах и минусах внутреннего утепления.

Есть еще пенополиуретан, пенополистирольные плиты, минеральная вата (к слову, очень популярна в северных штатах Америки для утепления частных домов), пенобетон, пеностекло и вплоть до нанотехнологий. НО работа с ними требует определенных навыков и специального оборудования. А значит оставим это специалистам и попробуем сами справиться с проблемой.

Поделиться с друзьями

Похожее

Похожие записи

инструкция, фото и видео-уроки, цена

Вы знаете, насколько широкий ассортимент утеплителей существует в настоящее время? Если нет, то мы это сейчас исправим. Ведь эти знания очень пригодятся в деле утепления собственного жилища своими руками.

Особенно это касается тех случаев, про которые говорят: топишь или не топишь – все равно холодно. О том, как решить эту проблему, мы расскажем в этой статье.

Тонкий утеплитель

Если пришла зима, и вы вдруг поняли, что тепло в вашем доме имеет свойство быстро улетучиваться – нужно срочно исправлять положение. Наиболее правильным и логичным шагом при этом будет утепление.

Причем утеплять можно не только окна и стены. Можно также улучшить теплоизоляционные свойства пола, дверей и даже крыши.

Утеплять можно не только стенки, но и крышу

Но чаще всего, конечно же, промерзают стены. Причины этого могут быть в следующем:

  • недостаточная толщина стен;
  • нарушения технологии строительно-монтажных работ;
  • отсутствие теплоизоляции плит в местах их соединения;
  • наличие микропор в стенах;
  • сильный износ инженерных конструкций.

Совет! Для достижения большего эффекта, прежде чем утеплять стены внутри дома, следует заняться теплоизоляцией фасада.

Это позволит вам сделать жилье максимально теплым.

К сожалению, утепление фасада не всегда является возможным, особенно если речь идет о квартире. Цена проведения таких работ довольно высока. И, кроме того, для их реализации потребуется разрешение отдела архитектуры.

Утепление фасада

Поэтому более доступной является внутренняя теплоизоляция помещений. Но она не настолько эффективна, как система утепления фасада.

Объясняется это просто. Вследствие перепада температур, на стенах будет скапливаться влага. Также она будет попадать на стыки стенок и утепляющего материала. А из-за этого может образовываться плесень и даже грибки.

Чтобы этого избежать, нужно смягчить переход теплого воздуха к холодным поверхностям. То есть утепление должно быть плавным и постепенным.

Решив заняться теплоизоляцией стен, в первую очередь надо снять старый отделочный материал. Затем, освобожденные поверхности надо зашпаклевать, а потом и загрунтовать.

И только после этого можно переходить к установке новых утепляющих материалов. Причем они не должны отнимать слишком много площади жилого помещения.

Особенно это касается случаев, когда проводится утепление лоджии. Ведь в большинстве случаев она и так недостаточно просторная.

Чтобы этого избежать, следует выбирать утепляющий материал небольшой толщины. Виды таких утеплителей мы рассмотрим ниже.

Виды тонких утеплительных материалов

Можно выделить следующие их разновидности:

  • Пластины или обои из пробки – существуют определенные их типы, имеющие восковую пропитку. Благодаря этому, они могут использоваться даже в помещениях с повышенной влажностью, к примеру, в ванных комнатах. Такой материал не впитывает ни влагу, ни запахи и имеет толщину не более 5 мм;

На фото – пробковые обои

  • Теплоизолирующие обои из пенополистирола – имеют больший вес по сравнению с обычными обоями. Поэтому для их фиксации на стене нужно применять особые виды клея, способные удержать на стене тяжелые обои;
  • Теплоизоляционная штукатурка из пенополистирола – обладает отличной тепло- и звукоизоляцией. Является очень пластичным материалом, легко заполняет любые неровности стен. Нанести ее довольно просто и никакая инструкция для этого не потребуется. Минусом является ее горючесть и наличие вредных веществ;
  • Жидкие обои – экологически чистое, влагоустойчивое покрытие. Оно обеспечивает тепло- и звукоизоляцию. Кроме того, оно не выцветает и на ощупь является теплым. Однако это не самый дешевый вид утеплителя.
  • Пенополиэтилен (полифом) – так называется особый вид утеплителя. Располагается он под обоями. Имеет  покрытие, состоящее из бумаги с подложкой или фольги.

Пенополиэтилен с покрытием из фольги

Рекомендации по утеплению стен

Нередко, особенно в квартирах, складывается ситуация, когда от стенок буквально «тянет» холодом. Такое ощущение возникает из-за того, что температура воздуха в помещении отличается от температуры внутренней поверхности стены более, чем на 4º.

Причины холода

Возникает такой эффект по следующим причинам:

  • плохая работа отопительной системы – нагрев, который она обеспечивает, может являться недостаточным для создания комфортного микроклимата в помещениях;
  • намокание стенок – из-за этого снижается теплосопротивление стены, а, следовательно, и температура в помещении;
  • брак, допущенный при строительстве или проектировании дома – например, недостаточное заполнение цементным раствором кирпичных швов на фасадной стене дома.

Самый простой способ утепления

Проще и быстрее всего можно утеплить стену, повесив на нее ковер. При этом, конечно, ее поверхность должна быть сухой.

Ковер во всю стену – это тоже способ теплоизоляции

Такой способ нельзя назвать модным и современным. Особенно если учесть, что это далеко не самый тонкий утеплитель для стен. Но, тем не менее, он весьма эффективен.

Если ковер занимает всю стену, или, по крайней мере, большую ее часть, то благодаря этому она становится теплее. И от нее уже не так сильно тянет холодом.

Но такой способ подходит скорее лишь в качестве временного решения проблемы. Для постоянного утепления нужно принимать иные меры.

Оптимальное утепление

Самым оптимальным способом утепления стен является использование фольгированных тонких утеплителей. Крепить их нужно фольгой наружу. При этом швы надо тщательно проклеивать алюминиевым скотчем.

Но есть и другой вариант. Это замена штукатурки на обшивку из гипсокартона. Такой способ подойдет только для помещений с хорошим, сухим микроклиматом.

Если же влажность в комнате является повышенной, то придется вместо обычного гипсокартона применять влагостойкий. Как альтернатива – использование стеновых панелей ПВХ или влагостойкой фанеры.

Любой из вышеперечисленных материалов нужно крепить на стенку при помощи специального клея. Также можно сделать каркас и устанавливать листы утепляющего материала уже на него.

При этом можно сделать следующее. На стену под каркасом приклеиваем фольгированный утеплитель. Его стыки изолируем алюминиевым скотчем.

Теплоизоляция пенополиэтиленом

Таким образом, между утеплителем, закрепленным на каркасе, и стеной образуется воздушная прослойка толщиной от 2 до 5 см. Она не допускает промерзания стены.

При этом может возникнуть иная сложность. На фольге, возможно, начнет образовываться конденсат. Он, накапливаясь, будет стекать вниз на перекрытие.

Для предотвращения этого, стоит предусмотреть вентилирующие отверстия возле пола и потолка. Но, к сожалению, не каждый вариант интерьера позволяет это сделать.

Особенно часто проблема возникновения росы появляется в случае утепления стен толстым теплоизолирующим материалом. Поэтому более желательным является применение тонкого рулонного утеплителя. Ведь даже при теплоизоляции напольных покрытий более предпочтительным является тонкий утеплитель для пола.

Вариант без утеплителя

Устранить дискомфорт, вызванный пониженной температурой стен порой можно и без применения утепляющих материалов. Для этого мы просто увеличиваем толщину стены, делая обшивку без применения теплоизоляционных изделий.

Обшивка стенок

Чтобы теплоизолирующий слой не скрадывал часть жилой площади, нужно воспользоваться тонким утеплителем. Лучше всего использовать фольгированный вариант. Он не только повысит температуру в комнате, но и снизит вероятность образования конденсата на стенах.

Узнать обо всем этом подробнее можно из видеосъемки, размещенной на нашем сайте. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме (узнайте также каким бывает жидкий утеплитель).

Утеплитель для стен, какой выбрать?

 

При ремонте или строительстве многие задумываются о правильном утеплении помещения — это находится в приоритете у любого хозяина помещения. Теплоизоляцию можно произвести, применив строительные утеплители для стен.

Как подобрать нужный материал, чтобы изоляция получилась качественной, долговечной? Постараемся рассмотреть основные виды теплоизоляторов, их характеристики и свойства.

Распространенные виды утеплителей

Прежде чем отправиться за покупкой лучшего теплоизолятора, стоит определиться, какой вид утепления вы хотите применить: внутренний или внешний.

Если речь идет об утеплении частного строения, то любой специалист посоветует вам применить внешнюю теплоизоляцию. Это обусловлено тем что при этом способе не уменьшается полезная площадь помещения, отсутствуют мостки холода, стены защищаются от воздействия окружающей среды.

Если нужно утеплить квартиру, то подойдет только внутренний вариант, применив тонкий утеплитель для стен, так как в квартире, каждый сантиметр полезной площади на счету.

Теплоизоляторы, которые предлагает современный рынок, подходят для любого вида утепления, поэтому он выбирается исходя из потребностей и необходимости.

Если теплоизоляция для стен выбрана правильно, то зимой в доме будет не холодно, будет исключены сквозняки и потери теплоносителя.

Современные утеплители – основные характеристики

Качественные материалы для утепления стен должны иметь следующие характеристики:

  • водонепроницаемость;
  • шумоизоляция;
  • природная защищенность;
  • воздухопроницаемость;
  • экологичность;
  • биостойкость;
  • прочность;
  • огнестойкость.

Выбирая самый лучший утеплитель для стен строения, следует учесть, из какого стройматериала выполнено здание, этажность и климатическую зону в котором дом находится. Например, теплоизоляционный материал для каркасного здания – пенопласт, минвата, стекловата, не подойдет для межвенцового утепления.

Теплоизоляторы делятся на: органические и синтетические.

Первый вариант утеплителей:

  • каучук;
  • мох;
  • дерево;
  • пробка;
  • целлюлозное волокно.

Эти теплоизоляционные материалы, считаются самыми предпочтительными с точки зрения экологичности, но они дорого стоят.

Утеплителей для стен синтетического происхождения очень много:

Самыми экологичными считаются органические утеплители, но они подвергаются гниению, нападкам насекомых и грызунов, так что срок службы данных изоляторов намного меньше, чем у неорганических утеплителей. Рассмотрим рейтинг самых популярных изоляторов, чтобы понять, как выбрать утеплитель для стен.

Виды теплоизоляторов

Неорганические утеплительные материалы стали очень популярными в последнее время – они долговечные и недорогие, но какой утеплитель выбрать, решать вам.

Пенопласт

Это вспененная масса, плиты которой имеют небольшой удельный вес. Применение этого материала для теплоизоляции стен имеет массу преимуществ:

  • экологичность – утеплитель выпускается из сырья, которое не выделяет токсинов;
  • долговечность – как такового срока годности у самого пенопласта нет, он не разлагается, в нем не живут микроорганизмы;

  • пароизоляционные свойства, малая теплопроводность;
  • огнестойкость – благодаря введенному в его состав антипирену, материал способен к самозатуханию;
  • небольшая масса – не оказывает дополнительной нагрузки на основание;
  • легкий в монтаже, не дорогой.

Достоинств много, но есть недостатки:

  • низкая механическая прочность, при установке материала ему нужна дополнительная защита;
  • боится химических воздействий;
  • материал «не дышит».

Несмотря на это, многие застройщики выбирают этот теплоизолятор, за его недорогую стоимость.

Экструдированный пенополистирол – разновидность пенопласта, который подвергается вспениванию при плавлении, с применением высоких температур. Этот материал намного долговечнее обычного пенопласта и при этом его технологические характеристики намного выше.

Пенополистирол листовой – разновидность пенопласта, только мелкой фракции. Выпускается в пластах жёлтого цвета, так как в состав изолятора введен краситель. Укладываются плиты без швов, благодаря специальной фазке сформированной по бокам.

Для утепления дома нужно выбирать плиты желтоватого цвета, при этом нужно помнить, чем тоньше листы, тем меньше они сохраняют тепла.

Минеральная вата

Многие строители считают этот материал наилучшим утеплителем, который относится к волокнистым теплоизоляторам. Минвата для перегородок и утепления, выпускается в рулонах и пластах, и может быть применена, для внутренней отделки помещения с утеплением и фасадной изоляции.

Может быть интересно

Преимущества:

  • воздухопроницаемость;
  • невысокая стоимость;
  • срок службы 50 лет;
  • экологичность;
  • не горючесть;
  • устойчивость к деформации;
  • хорошие звукоизоляционные характеристики;
  • низкая теплопроводность.

Отрицательные характеристики:

  • водопроницаемость;
  • для монтажа теплоизоляции минеральной ватой, придется сооружать каркас, что при внутреннем утеплении уменьшит полезную площадь помещения.

При монтаже этот теплоизолятор нужно проводить гидроизоляционные работы, иначе минеральная вата впитает влагу и ее утепляющие свойства снизятся, кроме этого в материале может появиться плесень.

Стекловата

Не знаете, какой утеплитель лучше для посторойки? Обратите внимание на стекловолокно. В качестве изолятора, этот материал используют очень давно. Производят материал из натуральных компонентов, в пластах или рулонах.

Стекловата обладает положительными характеристиками:

  • простота в обустройстве:
  • не горит;
  • великолепные теплоизоляционные качества;
  • можно установить как звукоизолятор;
  • недорогая стоимость;
  • материал универсален и может применяться при любом виде изоляционных работ – это эффективный утеплитель.

Недостатки:

  • при монтаже нужно применять средства защиты – перчатки, респиратор, волокна материала острые и могут составлять опасность, особенно при вдыхании;
  • сильная усадка;
  • материал очень хрупкий.

Работать с теплоизолятором нужно в защитной робе, которая по окончанию монтажа утилизируется.

Эковата

Материал, наносимый напылением, и большей частью состоит из древесинны, в чем его преимущество. Эковата не подвержена горению, так как в ее состав введены специальные добавки. Теплоизолятор экологически чистый, не выделяет токсинов. Подругому, этот материал называется – целлюлозное волокно.

Есть и другие положительные стороны:

  • хороший звукоизолятор;
  • влагостойкий;
  • воздухопроницаемый, при его напылении стены продолжают «дышать»;
  • имеет небольшой удельный вес;
  • небольшая цена.

Любой материал имеет недостатки, не является исключением и эковата:

  • со временем материал дает усадку и его качества снижаются;
  • сложность нанесения, так как без применения специального оборудования, смонтировать материал невозможно;
  • процесс нанесения очень трудоемкий;
  • использовать материал можно на ограниченных поверхностях;
  • на вертикальных стенах материал дает усадку.

Совет! Не используйте эковату на каминных трубах, так как от постоянного воздействия высокой температуры она может начать стекать.

Пеноизол

Это материал, внешне похожий на пенопласт, только полужидкой консистенции. Состав подается специальным устройством и заполняет все щели и зазоры, образуя полностью герметичную конструкцию утепления. Стоимость пеноизола в сравнении с остальными теплоизоляторами немного больше, но и характеристики лучше.

Пеноизол имеет много положительных качеств:

  • низкая теплопроводность, позволяет утеплять не только жилые помещения, но и производственные строения – пеноизол толщиной 10 см, по теплоизоляционным свойствам равен кирпичной кладке;
  • пожаробезопасен – этот материал не горит и даже не плавится при горении здания;
  • не подвержен химическому воздействию, в нем не заводятся грызуны и микроорганизмы;
  • пеноизол впитывает воду, но в отличие от минваты, после высыхания его свойства продолжают отвечать самым высоким требованиям по теплоизоляции;
  • материал гигроскопичен, поэтому дает возможность стенам дома «дышать»;
  • благодаря способу нанесения и консистенции пеноизол прилегает к стенам строения очень прочно, при этом теплоизоляция получается качественной и долговечной;
  • специалисты определили, что срок эксплуатации материала составляет 50 лет;
  • экологически безопасный для человека. Вредные вещества, испаряемые в воздух, находятся в пределах нормы.

Материал зарекомендовал себя как лучший стеновой утеплитель для стен, но он имеет свои недостатки:

  • для нанесения на поверхность потребуется специальная современная техника и помощ квалифицированных специалистов;
  • процесс монтажа длительный и трудоемкий;
  • при напылении на вертикальные плоскости, работу придется производить поэтапно, так как материал текуч и не сразу затвердевает;
  • дает усадку, хоть и незначительную.

В нашей стране пеноизол применяется не так часто как за рубежом, несмотря на его дешевизну – это обусловлено тем, что при нанесении нужно использовать дорогостоящее оборудование.

Для утепления квартиры изнутри можно применить тончайший утеплитель – унифол с алюминиевой пленкой.

Критерии выбора утеплителя для стен

Как выбрать строительный утеплитель, для стен исходя из назначения и теплоизолирующих характеристик? Прежде чем отправляться в строительный магазин за покупкой, оцените поверхность, которая подлежит утеплению. Важно учесть материал, из которого изготовлено строение, влажность утепляемой поверхности, и способ монтажа утеплительного материала.

Не стоит останавливаться на самых дешевых материалах, так как результат теплоизоляционных работ может получиться неудовлетворительным, и через несколько лет вы почувствуете, что в вашем доме стало прохладно в зимнее время. А это лишние расходы на отопление. От чего зависит выбор утеплителя?

В зависимости от вида теплоизоляционных работ, выбираются материалы для утепления стен, плитный, или напыляемый, чтобы достичь максимального теплоизоляционного эффекта.

 

5 Наиболее распространенные теплоизоляционные материалы

Сегодня на рынке доступно множество дешевых и распространенных изоляционных материалов. Многие из них существуют уже довольно давно. У каждого из этих изоляционных материалов есть свои плюсы и минусы. В результате, решая, какой изоляционный материал вам следует использовать, вы должны знать, какой материал лучше всего подойдет в вашей ситуации. Мы рассмотрели такие различия, как R-ценность, цена, воздействие на окружающую среду, воспламеняемость, звукоизоляция и другие факторы, указанные ниже.Вот 5 наиболее распространенных типов изоляционных материалов:

Изоляционный материал Цена / кв. Ft. R-Value / дюйм Экологичность? Легковоспламеняющийся? Примечания
Стекловолокно $ R-3.1 Да Нет Не впитывает воду
Минеральная вата $$ R-3.1 Да Не плавится и не поддерживает горение
Целлюлоза $$ R-3.7 Да Да Содержит максимальное количество переработанных материалов
Пенополиуретан $$$ R-6.3 Нет Да Превосходный звукоизолятор
Полистирол (EPS) $ R-4 Нет Да Трудно использовать вокруг дефектов

1. Стекловолокно

Стекловолокно изоляция.

Стекловолокно — наиболее распространенная изоляция, используемая в наше время. Стекловолокно способно минимизировать теплопередачу благодаря тому, как оно изготовлено, эффективно вплетая тонкие пряди стекла в изоляционный материал. Главный недостаток стекловолокна — опасность обращения с ним. Поскольку стекловолокно состоит из тонко сотканного кремния, образуется стеклянный порошок и крошечные осколки стекла. Это может привести к повреждению глаз, легких и даже кожи, если не использовать надлежащие средства защиты. Тем не менее, при использовании надлежащих средств защиты установка стекловолокна может быть выполнена без происшествий.

Стекловолокно — превосходный негорючий изоляционный материал со значением R от R-2,9 до R-3,8 на дюйм. Если вы ищете дешевую изоляцию, это определенно лучший вариант, хотя ее установка требует мер предосторожности. Обязательно используйте защитные очки, маски и перчатки при работе с этим продуктом.

2. Минеральная вата

Минеральная вата.

Минеральная вата фактически относится к нескольким различным типам изоляции. Во-первых, это может относиться к стекловате, которая представляет собой стекловолокно, произведенное из переработанного стекла.Во-вторых, это может относиться к минеральной вате, которая является типом утеплителя из базальта. Наконец, это может относиться к шлаковой вате, которая производится из шлака сталелитейных заводов. Большая часть минеральной ваты в Соединенных Штатах на самом деле является шлаковой ватой.

Минеральную вату можно купить в войлоках или в виде сыпучего материала. Большинство минеральной ваты не имеют добавок, которые делают ее огнестойкой, что делает ее непригодной для использования в условиях сильной жары. Однако он не горюч. При использовании в сочетании с другими, более огнестойкими формами изоляции, минеральная вата определенно может быть эффективным способом изоляции больших площадей.Минеральная вата имеет R-ценность от R-2,8 до R-3,5.

3. Целлюлоза

Целлюлозный изоляционный материал.

Целлюлозный утеплитель, пожалуй, один из самых экологически чистых видов утеплителя. Целлюлоза производится из переработанного картона, бумаги и других подобных материалов и поставляется в сыпучем виде. Целлюлоза имеет значение R от R-3,1 до R-3,7. Некоторые недавние исследования целлюлозы показали, что это может быть отличный продукт для минимизации ущерба от огня. Из-за компактности материала целлюлоза практически не содержит кислорода.Отсутствие кислорода в материале помогает свести к минимуму ущерб, который может вызвать пожар.

Таким образом, целлюлоза является не только одной из самых экологически чистых форм изоляции, но также и одной из самых огнестойких форм изоляции. Однако у этого материала есть и недостатки, например, аллергия на газетную пыль. Кроме того, найти специалистов, умеющих использовать этот тип изоляции, относительно сложно по сравнению, скажем, со стекловолокном.3). Они имеют R-значение приблизительно R-6,3 на дюйм толщины. Существуют также пены низкой плотности, которые можно распылять на участки без изоляции. Эти типы полиуретановой изоляции обычно имеют рейтинг R-3,6 на дюйм толщины. Еще одно преимущество утеплителя этого типа — его огнестойкость.

5. Полистирол

Полистирол (пенополистирол).

Полистирол — это водостойкий термопластичный пеноматериал, который является отличным звуко- и температурным изоляционным материалом.Он бывает двух типов: вспененный (EPS) и экструдированный (XEPS), также известный как пенополистирол. Эти два типа различаются по производительности и стоимости. Более дорогой XEPS имеет R-значение R-5,5, а EPS — R-4. Утеплитель из полистирола имеет уникальную гладкую поверхность, которой нет ни у одного другого типа изоляции.

Обычно пену создают или разрезают на блоки, идеально подходящие для утепления стен. Пена легковоспламеняющаяся, и ее необходимо покрыть огнестойким химическим веществом под названием гексабромциклододекан (ГБЦД). ГБЦД недавно подвергся критике из-за рисков для здоровья и окружающей среды, связанных с его использованием.

Другие распространенные изоляционные материалы

Хотя перечисленные выше элементы являются наиболее распространенными изоляционными материалами, они используются не только. Недавно стали доступны и доступны такие материалы, как аэрогель (используемый НАСА для изготовления термостойких плиток, способных выдерживать нагрев до примерно 2000 градусов по Фаренгейту с небольшой теплопередачей или без нее). В частности, это Pyrogel XT. Пирогель — одна из самых эффективных промышленных изоляционных материалов в мире.Его необходимая толщина на 50% — 80% меньше, чем у других изоляционных материалов. Хотя пирогель немного дороже, чем некоторые другие изоляционные материалы, он все чаще используется для конкретных целей.

Асбест.

Другими не упомянутыми изоляционными материалами являются натуральные волокна, такие как конопля, овечья шерсть, хлопок и солома. Полиизоцианурат, как и полиуретан, представляет собой термореактивный пластик с закрытыми ячейками с высоким значением R, что делает его также популярным в качестве изолятора.Некоторые опасные для здоровья материалы, которые раньше использовались в качестве изоляции, а теперь запрещены, недоступны или используются редко, — это вермикулит, перлит и карбамидоформальдегид. Эти материалы имеют репутацию содержащих формальдегид или асбест, что существенно исключило их из списка обычно используемых изоляционных материалов. .

Доступно множество форм изоляции, каждая со своими собственными свойствами. Только тщательно изучив каждый вид, вы сможете определить, какой из них подходит именно вам.Вкратце:

  • Аэрогель более дорогой, но, безусловно, лучший тип изоляции.
  • Стекловолокно дешево, но требует осторожного обращения.
  • Минеральная вата эффективна, но не огнестойка.
  • Целлюлоза огнестойкая, экологичная и эффективная, но ее трудно применять.
  • Полиуретан — это хороший изоляционный продукт, хотя и не особенно экологичный.
  • Полистирол — это разнообразный изоляционный материал, но его безопасность остается предметом споров.

Связанные сообщения:

Разница между горячими и холодными изоляционными материалами

Рейтинги изоляции: расчет R-фактора, K-фактора и C-фактора

7 Наиболее распространенные теплоизоляционные материалы

Сегодня на рынке доступно множество экономичных теплоизоляционных материалов. Каждый материал отличается ценой, значениями R, применением и воздействием на окружающую среду. Добавление теплоизоляции в ваш дом сводит к минимуму потери тепла зимой и приток тепла летом, обеспечивая стабильную температуру в помещении.Установка изоляции может снизить затраты на электроэнергию в вашем доме вдвое! Ниже приведен список из 7 наиболее распространенных изоляционных материалов, которые используются в жилых и коммерческих помещениях.

1. Изоляция из стекловаты

Это наиболее распространенный тип изоляционного материала, который используется в жилых, коммерческих и промышленных помещениях. Стекловата также называется изоляцией из стекловолокна и на 80% состоит из переработанного стекла. Стекло плавится в печи, а затем пропускается через вертушку для создания волокон.Стекловолокно в изоляции из стекловаты создает миллионы крошечных воздушных карманов, которые задерживают воздух. Показатель R теплоизоляции из стекловаты варьируется от R1,5 для стен до R6,0 для потолков. Изоляция из стекловаты относительно недорога по сравнению с другими изоляционными материалами. К теплоизоляционным изделиям из стекловаты относятся: Knauf Earthwool Insulation, Fletcher Pink Batts и теплоизоляция Bradford.

Особенности и преимущества Glasswool:

  • Высокая тепловые характеристики — комфорт круглый год
  • Негорючие
  • Экономия энергия — более низкие счета за электроэнергию
  • Soft to обработать и установить
  • Легкий, гибкий и упругий

2.Земляной утеплитель

Изоляция из стекловаты — это общая категория изоляционных материалов, а изоляция из земляной ваты — это особый продукт, производимый Knauf Insulation. Однако чем отличается изоляция Earthwool от обычной стекловаты? Изоляция Earthwool производится с использованием технологии ECOSE, которая представляет собой экологически чистое возобновляемое связующее на биологической основе, не содержащее формальдегида. Никаких традиционных химикатов на основе бензина не используется. Земляная вата — один из наиболее распространенных теплоизоляционных материалов, используемых в жилых, коммерческих и промышленных помещениях.Доступны настенные, потолочные, напольные и акустические изделия.

Earthwool особенности и преимущества:

  • Продукт с низким раздражающим действием, что означает, что он практически не вызывает зуда.
  • Экологически чистое натуральное связующее.
  • Высокие тепловые характеристики — комфорт круглый год
  • Доступны акустические продукты
  • Негорючие
  • Гарантия 50 лет
  • Компрессионная упаковка — больше продукта в упаковке
  • Без запаха

3.Полиэфирная изоляция

Полиэстер производится минимум на 50% из переработанного ПЭТ. пластмассы, такие как бутылки для напитков, которые в противном случае оказались бы в свалке. Полиэстер волокна связываются друг с другом за счет тепла, и связующие химические вещества не используются. Это дает полиэстер его жесткая, но гибкая структура. Полиэстер — популярный утеплитель. изоляционный материал, поскольку он не содержит воздухопроницаемых частиц и является популярным выбор для жителей дома с астмой или тяжелой аллергией на пыль. Материал полиэстера мягкий на ощупь и без зуда, что делает его отличным материалом для самостоятельного ремонта или проект модернизации, так как при работе с ним не требуется защитная одежда.В по сравнению со стекловатой, полиэфирный теплоизоляционный материал может больше дорого. Однако его можно использовать для тех же целей, что и стекловата. материал. Это включает в себя; коммерческие и жилые здания. Материал предварительно вырезанные, чтобы соответствовать стойкам таймеров в стенах, потолках, полу и среднем этаже расстояние между балками. Примеры полиэфирных изоляционных материалов включают; Брэдфорд Акустическая серия Polymax, Autex Greenstuf Polyester и Autex (Quietspace, Etch, Рабочая станция).

Особенности и преимущества полиэстера:

  • Изготовлен из переработанных материалов
  • Сам продукт может быть переработан
  • Неаллергенные частицы, легче дышат
  • Нетоксичный и не раздражающий, безопасный на ощупь
  • Невоспламеняющийся
  • 50-летняя гарантия на износостойкость

4.Изоляция Rockwool

Изоляция Rockwool изготавливается из камня, например, из базальта. Каменную вату производят путем сначала плавления породы, а затем ее прядения при высоких температурах для создания волокон, из которых состоят изоляционные войлоки или рулоны. При этом связующая смола не используется. Изоляция Rockwool имеет исключительные огнестойкость, поскольку она негорючая, не проводит тепло и может выдерживать температуры выше 1000 ° C. Способность Rockwool к теплоизоляции работает, задерживая воздух между волокнами, что ограничивает теплопередачу.Как правило, Rockwool в три раза дороже, чем изоляция из стекловаты. Rockwool предлагает высокие значения R, акустические и огнестойкость. Rockwool можно использовать как в жилых, так и в коммерческих помещениях, хотя Rockwool чаще всего используется в строительстве стен между соседними квартирами. Некоторые примеры изоляционных материалов Rockwool включают: Джеймс Харди Файр и Брэдфорд Файерсил.

Особенности и преимущества Rockwool:

  • Высокопрочный
  • Рабочие характеристики не подвержены влиянию воды контакт
  • Огнестойкость
  • Негорючие
  • Высокие акустические характеристики
  • Высокие тепловые характеристики
  • Гарантия 10 лет

5.Светоотражающая пленка

Этот тип изоляции имеет отражающую поверхность из алюминия (или аналогичного материала). Изоляция из фольги может позволить некоторым внутренним торговцам начать работу до того, как будут нанесены плитка и облицовка, что повысит эффективность рабочего процесса на месте. Сама по себе светоотражающая фольговая изоляция имеет лишь небольшое значение R, около R1,0. Однако при правильной установке с мертвым воздушным пространством (герметичная полость без движения воздуха) могут быть достигнуты гораздо более высокие значения R. Это мертвое воздушное пространство, которое обеспечивает дополнительное значение R, поэтому, по существу, чем больше мертвое воздушное пространство, тем больше общее значение R.Светоотражающая пленка увеличивает теплоизоляцию вашего дома за счет отражения тепла, проникающего внутрь здания, и может использоваться в коммерческих и жилых помещениях. Примеры отражающей фольги изоляции включают; Ассортимент воздушных ячеек Kingspan и сизаля Fletcher.

Характеристики и преимущества светоотражающей пленки:

  • Экономичный
  • Тонкий и легкий, что упрощает работу с и подходит
  • Может использоваться как пароизоляция как есть не подвержен действию влаги
  • Неразлагаемый и негорючий
  • Не токсичен и не канцероген, что делает его более безопасный и простой в установке с использованием меньшего количества защитного оборудования
  • Он очень эффективен в теплом климате, где он полезно для охлаждения зданий

6.Изоляционные жесткие плиты (EPS и XPS)

Много утеплителя Платы предназначены для достижения высоких значений R при небольшой толщине, например, Kingspan Kooltherm и другие предназначены для отражения тепла, как фольга. изоляция. Теплоизоляционные плиты могут создавать стабильные температуры в помещении и они минимизируют потери тепла зимой и приток тепла летом. Изоляционные плиты может быть как закрытой, так и открытой ячеистой структурой. Закрытые клеточные структуры тверже и тверже, действует как эффективный пароизоляционный слой, снижая риск попадание влаги в ваш дом.Пример экструдированной изоляционной плиты с закрытыми порами изоляция из полистирола или изоляция XPS. С другой стороны, открытая клеточная структура мягче и эластичнее, а в тепловом потоке есть воздушные зазоры. изоляционный материал. Пример изоляционных плит с открытыми порами: Expanded утеплитель из пенополистирола или пенополистирола.

Изоляционные плиты — эффективный теплоизоляционный продукт. как для коммерческих, так и для жилых комплексов и подходят для широкого спектр приложений в том числе:

  • Крыши
  • Стены
  • Потолки, включая соборные
  • Полы в жилых домах
  • Облицовка промышленных предприятий

7.Изоляционная пена для распыления

Пена для распыления обычно дороже, чем большинство других изоляционных материалов. Для его установки требуется выдувная машина, и для ее использования обычно требуется обученный профессиональный установщик. Это означает, что общая стоимость может быть выше. Распылительная пена лучше герметизирует утечки воздуха, предотвращает утечку воды и сводит к минимуму рост плесени. Это означает, что вероятность повреждения изоляции снижается, поэтому осмотры требуются не так часто. Срок службы пены в виде спрея составляет около 50 лет, если ее хранить в сухом виде.Подобно жестким плитам, существует две основные категории аэрозольных пен, называемых пенопластами с открытыми порами и пенами с закрытыми порами. Пена для спрея с открытыми ячейками более плотная и губчатая из-за того, что воздух попадает внутрь ячеек, что дает им больший эффект гашения звука. Пенопласт с открытыми порами дешевле, чем изоляция с закрытыми порами. Тем не менее, закрытая ячейка более жесткая и прочная по структуре, что позволяет лучше удерживать воздух и воду от проникновения в ваш дом. Пенный спрей — эффективный теплоизоляционный материал в жилых домах, подходящий для модернизации.

Характеристики и преимущества изоляции из аэрозольной пены:

  • Уменьшение счетов за электроэнергию
  • Герметичное уплотнение, уменьшающее сквозняки в вашем доме
  • Сдерживает рост плесени
  • Продолжительный срок службы до 50 лет прибл.
  • Экологичный продукт

От $ 5.23 p / m2 inc. GST

От $ 7.84 p / m2 inc. GST

От $ 5,50 p / m2 inc. GST

От 7.68 $ $ 7.16 p / m2 inc. GST

Обзор некоторых широко используемых методов и приемов измерения теплопроводности изоляционных материалов

1.Введение

Развитие технологий приводит к изменению спроса. Изоляционные материалы создаются в нескольких формах, включая пористую форму, форму одеяла или войлока, жесткую форму, естественную форму, вспененную структуру и отражающую структуру. Волокно и полимерные изделия — наиболее часто используемые виды теплоизоляции. Во многих исследованиях изучалось влияние различных параметров на тепловые характеристики изоляционных материалов. Обширные исследования были сосредоточены на передаче тепла в этих материалах в контексте их многочисленных и разнообразных применений.Теплопроводность в этих приложениях является одной из самых важных проблем, с которыми сталкиваются инженеры-теплотехники, инженеры-механики, инженеры-строители. В различных областях точность различных методов оценки теплопроводности и других свойств широко обсуждается как фундаментальный параметр. В результате широкого диапазона тепловых свойств изоляционных материалов не существует единого метода измерения для всех измерений теплопроводности [1].

Точность заявленных производителями значений тепловых свойств иногда вызывает сомнения, поскольку тепловые данные для определенных материалов часто являются неполными и не содержат важной информации.При указании значений типов изоляции производители не всегда указывают плотность и температуру испытанных материалов. Как правило, «эффективная» теплопроводность материалов зависит от составляющих и / или пустот, присутствующих в различных характеристиках их структур, а также от плотности и температуры материала.

В области теплоизоляции многие разработки за последние два десятилетия повысили точность методов измерения, а также нынешнее понимание принципов теплопередачи через различные материалы.Таким образом, эти методы различаются в основном диапазоном теплопроводности, диапазоном типов материалов, временем измерения, точностью измерения, типом образца и диапазоном температур.

В ходе исследования проводится обзор имеющихся экспериментальных методик измерений. Основное внимание уделяется описательным методам измерения, и определяются их диапазоны теплопроводности и температуры. Цель состоит в том, чтобы проанализировать измерительную аппаратуру, предназначенную для определения эффективной теплопроводности изоляционных материалов.Другая цель этой главы — выяснить модели эффективной теплопроводности изоляционных материалов. Прогноз свойства был определен с использованием экспериментальных и аналитических моделей в различных исследованиях. Точность любого метода и модели ограничена физическими свойствами и другими факторами. Однако измерение и моделирование теплопроводности сложны и требуют высокой точности при определении различных параметров, участвующих в расчетах.Для анализа термического поведения материалов методы и модели должны быть четко известны и определены.

Изоляционные материалы, такие как натуральные или искусственные материалы, различаются по структуре материала и диапазону использования. Чтобы разрабатывать изоляционные материалы экономичным и экологически безопасным способом, важно знать и контролировать их теплопроводность. Свойства могут изменяться в зависимости от температуры, давления и состава, влияя на передачу тепла.Чтобы ответить на следующие вопросы, необходимо знать теплопроводность [2].

  • Как работает конкретный изоляционный материал?

  • Как производительность меняется в зависимости от погоды и различных условий и как ее можно улучшить?

  • Какая оптимальная изоляция для технологий / систем, работающих в различных условиях температуры, газа или давления?

  • Как можно спроектировать систему для достижения требуемой эффективности и какие материалы лучше всего использовать?

  • Какова тепловая / охлаждающая нагрузка здания и сооружения?

  • Как можно наилучшим образом изолировать криогенные резервуары?

  • Как можно улучшить передачу тепла от электронного компонента?

Существует несколько методов измерения теплопроводности.В общем, существует два основных метода измерения теплопроводности: стационарные методы и переходные или нестационарные методы [1, 3]. Каждый из этих методов подходит для ограниченного круга материалов, и они основаны на фундаментальных законах теплопроводности и электрической аналогии. Традиционно использовались методы установившихся состояний, поскольку они математически проще. Существует важное различие между установившимися и переходными методами [4, 5]. Методы неустановившейся теплопередачи могут напрямую определять коэффициент температуропроводности, тогда как стационарные методы считаются более точными, чем переходные методы для испытания сухих материалов [6].

Стационарный метод регистрирует измерение, когда тепловое состояние испытываемого материала достигает полного равновесия [5]. Установившееся состояние достигается, когда температура в каждой точке образца постоянна и температура не изменяется со временем. Однако недостатком является то, что для достижения необходимого равновесия обычно требуется много времени [4, 5]. Метод включает в себя дорогостоящее оборудование, поскольку обычно требуется хорошо спроектированная экспериментальная система установки.Тем не менее, это основной и наиболее точный метод измерения.

Метод нестационарного или переходного режима регистрирует измерения во время процесса нагрева. Метод определяет свойства теплопроводности с помощью датчиков переходных процессов. Эти измерения могут быть выполнены относительно быстро, что дает преимущество перед методами стационарного измерения [4, 5, 7]. По этой причине были получены многочисленные решения для уравнения нестационарной теплопроводности с использованием одно-, двух-, трехмерной геометрии [7].В переходных методах обычно используются игольчатые зонды или проволока [4].

По сравнению с электрическим и тепловым переносом, отношения теплопроводности при наилучших условиях проводимости и изоляции являются значимыми и определяющими величинами. Поэтому инструменты для определения тепловых свойств часто разрабатываются только для определенных видов материалов или диапазонов температур. В таблице 1 представлено сравнение наиболее распространенных методов измерения теплопроводности [7]. Системы измерения также можно разделить на три категории в зависимости от рабочей температуры устройства: (1) работа при комнатной температуре (20–25 ° C), (2) работа при температуре ниже комнатной (примерно до –180 ° C) и (3) высокотемпературный режим (до 600 ° C и выше) [8].Данная система измерения часто оптимизируется для одного из этих диапазонов температур.

    [Охраняемая горячая пластина

Метод Температурный диапазон
Неопределенно Материалы Положительный Отрицательный
Устойчивый-
состояние
Методы
] ,
−180–1000 ° C [9],
80–1500 K [10]
2% [7]
и 0,0001–2 Вт / (м · K)
[9]
2–5% и
0 .0001–1 Вт / (м · К)
[10]
Изоляция
Материалы [7]
и твердые, непрозрачные,
изоляторы [10]
Высокая точность Длительное измерение,
большой образец, размер
, низкая проводимость
материалы
Цилиндр 4–1000 K [7] 2% [7] Металлы [7] Диапазон температур
,
одновременное определение

электрической проводимости
Длительное измерение
Тепловой расходомер −100–200 ° C для
нормальный [7]
90–1300 K для
осевой тепловой поток
и 298–2600 K
для радиального теплового потока
поток [10]
3–10% [7]
0.007–1,0 Вт / (м · К) [9]
0,5–2% и 10–500 Вт / (м · К)
(осевой) и 3–15% и
0,01–200 Вт / (м · К) (радиальный) [10]
Изоляция, пластмассы,
стекла,
керамика [7]
Некоторые металлы, горные породы, полимеры
[9]
Металлы и твердые тела [10]
Простая конструкция
и работа
Измерение
неточно,
относительное измерение
сравнительное 20–1300 ° C [7]
0–1000 ° C [9]
10–20% [7] и 0,2–200 Вт / (м · К)
[9]
Металлы,
керамика,
пластмассы
[7]
Простая конструкция
и работа с
Измерение
неопределенность, относительное измерение
Прямой нагрев 400–3000 K [7,
10]
2– 10% [7]
2–5% [10]
и 10–200 Вт / (м · К)
[10]
Металлы [7]
Провода, стержни, трубки из электрических проводников [10]
Простые и быстрые
измерения, с одновременное определение

электрической
проводимости
Только электрически
проводящих материалов
Трубный метод 20–2500 ° C [7]
и
50–800 ° C [9]
3–20% [ 7]
и 0.02–2 Вт / (м · К)
[9]
Твердые вещества [7]
кальция
силикаты,
минеральные и огнеупорные
волокнистые одеяла)
[9]
Диапазон температур
Подготовка образца,
длинное измерение
время
Переходные методы Горячая проволока,
горячая полоса
20–2000 ° C [7],
−40–1600 ° C
для горячей проволоки и
−50 до 500 ° C для горячей полосы
[ 9]
298–1800 K
[10] для горячей проволоки
1–10% [7]
0.001–20 Вт / (м · К) для горячей проволоки
и 0,1–5 Вт / (м · К)
для горячей полосы [9]
5–15% [10] и 0,02–2 Вт / (м · К) для горячей проволоки [ 10]
Жидкости,
стекла,
твердые вещества
из k низкий [7] огнеупорные
материалы [9, 10] и пластмассы, гранулы,
порошки для горячей проволоки [9] и
стаканы, пищевые продукты,
керамика для горячей ленты
[9]
Диапазон температур,
быстро, точность
Ограничено
материалами с низкой проводимостью
материалами
Горячий диск
(технология TPS)
30–1200 K
[7]
жидкости, пасты,
твердые вещества и порошки
очень короткое время
точность, различные
тепловые свойства
одновременно
диапазон 0.005
и 500 Вт / (м · К)
(проводящий или изолирующий материал
)
Лазерная вспышка −100–3000 ° C
[7] и
100–3300 K [10]
3–5 %
[7]
1,5–5% [10] и
0,1–1500 Вт / (м · K)
[9, 10]
твердые вещества, жидкости,
и порошки [7] и
жидкие металлы,
полимер, керамика [9, 10]
Температурный диапазон,
самый маленький образец,
быстрый, точность при
высокой температуре
Дорогой,
не для изоляции
материалов
Фототермический (PT),
Фотоакустический
30–1500 K [7]
−50–500 ° C [9] и 200–800 K [10] для PT
Недостаточно известно [7], 1–10% [10]
0.1–200 Вт /
(м · К) для PT [9, 10]
Твердые тела, жидкости, газы, тонкие пленки [7], небольшие части наиболее твердых [9,10] Используется для
тонких пленок,
жидкости,
и газы
нестандартные,
знания
о точности

Таблица 1.

Сравнение методов измерения для определения теплопроводности [7, 9, 10]

Для измерения теплопроводности существует четыре основные типы измерительных установок: защищенная горячая плита (GHP), измеритель теплового потока (HFM), горячая проволока и коэффициент диффузии лазерной вспышки.Использование этих инструментов / методов различается по технике, типу материала, предполагаемому размеру образца, времени измерения, возможностям и методологии измерения [5].

Для анализа теплопередачи изоляции обычно используют охраняемую горячую плиту или измеритель теплового потока. В методе горячей проволоки и оплавления используются специальные устройства для образцов консолидированной изоляции. Метод лазерной вспышки часто используется для высокопроводящей керамики, металлов и некоторых композитов [2]. Теплопроводность больших образцов огнеупорного материала измеряется с помощью горячей проволоки системы [2].На рисунке 1 представлено сравнение методов измерения и типов материалов для диапазонов теплопроводности [2].

Рисунок 1.

Сравнение методов измерения и типа материала для диапазонов теплопроводности [2].

2. Стационарные методы

Стационарные методы применяют закон теплопроводности Фурье для измерения теплопроводности. Решение проблем, связанных с различными методами стационарного теплового потока, заключается в преобразовании задачи теплопередачи в одномерную задачу, что упрощает математику.Расчеты меняются для моделей бесконечной плиты, бесконечного цилиндра или сферы. Типичная геометрия образца, конфигурация измерительной системы и величина теплопроводности используются для различения различных типов измерений теплопроводности. Тепловая величина объекта измерения определяется следующими методами измерения с использованием направления теплового потока, сохранения теплового потока и вспомогательного слоя, имеющего известные тепловые свойства.

2.1. Охраняемая электрическая плита

Охраняемая горячая пластина, также известная как аппарат Poensgen [11], является наиболее часто используемым и наиболее эффективным методом измерения теплопроводности изоляционных материалов. GHP полагается на постоянную разницу температур на известной толщине образца, и его основная цель — контролировать тепловой поток через материал. Одним из недостатков является то, что установление стационарного температурного градиента через образец занимает много времени при использовании GHP и других методов установившегося режима.Другими потенциальными недостатками являются то, что градиент температуры должен быть относительно большим, ширина образца должна быть большой, а также то, что контактное сопротивление между термопарой и поверхностью образца является основным источником ошибок [12]. Хотя в [12] большой размер образца упоминается как потенциальный недостаток, размер обычно не является серьезной проблемой [8].

Экспериментальная установка охраняемой горячей пластины использует стационарный теплообмен между горячей и холодной пластинами.Однако точность этого метода сомнительна, межлабораторные сравнения расчетов GHP выявили расхождения между 20 различными GHP, использованными в разное время [5]. Индивидуальные результаты этих 20 GHP значительно отличаются от контрольных значений, в диапазоне от +13 до -16% [5, 11].

Несмотря на эти недостатки, стандартизированный метод GHP является идеальным прибором для исследователей и ученых в области испытаний изоляции и считается абсолютным методом измерения.Практическая применимость требует тщательного рассмотрения содержимого массива: (а) достижение стационарных условий; (б) однонаправленный тепловой поток в анализируемой области, температуры горячей и холодной поверхностей и толщина образцов; и (c) другие факторы, влияющие на однонаправленный тепловой поток [8].

Еще одним преимуществом является то, что метод GHP стандартизирован в таких странах, как США (ASTM C 177-63), Великобритания (B.S. 874: 1965) и Германия (DIN 52612) [13].Подробности этого метода предоставлены Американским обществом испытаний материалов (ASTM) Стандарты, связанные с методом и / или материалами [1]. Детали этого стандарта частично основаны на сложности достижения стационарных условий [11], точном регулировании температуры в обычных пластинах (защищенных, горячих и холодных) и расчетных условиях.

2.1.1. Конструкция охраняемой горячей плиты
Рис. 2.

Аппарат охраняемой горячей плиты методом измерения теплопроводности.(а) два образца с дополнительными нагревателями и вторичными ограждениями или без них; (б) один образец [7].

Измерения защищенной горячей плиты анализируются на основе теплопередачи в бесконечной геометрии плиты. Поскольку размеры образца конечны, однонаправленный тепловой поток достигается за счет использования защитных нагревателей. Температура тепловой защиты поддерживается на уровне температуры ее прилегающей поверхности (которая рассматривается как дополнительный нагреватель / радиатор), чтобы предотвратить потерю тепла от образца и источника тепла / радиатора и, как следствие, достигается однонаправленный тепловой поток [1].После достижения устойчивого состояния нагревательные и охлаждающие пластины имеют стабильную температуру. Затем теплопроводность может быть определена на основе подводимого тепла, разницы температур в образце, толщины образца и размера измеряемой области теплопередачи. Условия установившегося состояния могут изменяться в зависимости от типа образца, его размера и средней температуры [14]. GHP лучше всего подходит для сухих однородных образцов [15], но не подходит для материалов, в которых существует возможность миграции влаги [16].

Охраняемая горячая плита состоит из холодных плит, горячей плиты, системы защитных нагревателей и теплоизоляции. Горячая плита имеет электрический нагрев, а холодные плиты представляют собой охладители Пельтье или радиаторы с жидкостным охлаждением. Конфигурация расположена симметрично, с охраняемыми горячими плитами, расположенными по бокам, а нагревательный элемент зажат между двумя образцами или одним образцом и вспомогательным слоем (рис. 2). На рисунке 2 показаны различные типы устройств с защищенной горячей плитой.В одностороннем состоянии системы тепловой поток проходит через один образец, а верхняя часть основного нагревателя действует как изолирующая защита, обеспечивая адиабатическую среду [8].

Основное преимущество устройства с двумя образцами состоит в том, что тепловые потери от горячей пластины можно контролировать более эффективно благодаря симметричному расположению образца с каждой стороны нагревателя. В отличие от метода одиночных образцов, симметричная установка может использоваться для исследования твердых материалов.Для измерения проводимости нетвердых материалов необходимо нагревать образец сверху, чтобы избежать конвекции [7].

Электрический нагреватель помещается в пластины определенной формы или формы, например, квадратной или круглой формы. Таким образом можно расположить охраняемую пластину (кольцо), центральную пластину (измеряемую площадь) и дополнительный нагреватель. Аппарат должен одновременно испытывать два образца в виде плиты стандартного размера (например, 300 мм × 300 мм или разных размеров).Фиксированная тепловая нагрузка должна подаваться электронагревателем. Такое расположение создает тепловой поток через два образца, текущий наружу к двум пластинам, охлаждаемым системой Пельтье или системой жидкостного охлаждения.

Эти измерения тепла регистрируются дифференциальными термопарами, которые являются приборами, которые контролируют плоскую измерительную зону с электрическим обогревом, которая со всех сторон окружена секцией защитного нагревателя. Нагреваемая часть обеспечивает плоский источник тепла, приложенный к горячей поверхности образцов [8].Тепло подается в учётную зону (центральный обогреватель) по заданному тарифу на тепловую мощность. Температура защитного нагревателя поддерживается на уровне измеряемой секции с помощью системы управления. Соседние термозащитные поверхности и / или пластины поддерживаются в одном и том же диапазоне температур, и в идеале не происходит утечки тепла от источника, образца или границ. Это нацелено на обеспечение одномерного теплового потока тепла в реальной и практической испытательной секции, соответствующего только центральному нагревателю с дозатором.Кроме того, аппарат окружен теплоизоляцией, а также защитными обогревателями. И горячие / холодные металлические части располагаются между нагревателями / охлаждающими пластинами и каждым образцом. Детали, соответствующие одинаковой конструкции корпуса, примыкают к соответствующим боковым (горячим или холодным) датчикам температуры [13]. Система сбора данных подключена к датчикам температуры и устройствам электропитания, которые, в свою очередь, управляются системой управления с обратной связью.

2.1.2. Принцип действия

Образцы однородного материала одинаковой толщины помещаются между нагревателями горячей защиты и холодными пластинами.Для двух аппаратов для образцов вспомогательные нагреватели могут быть размещены над и под образцами. Между горячей и холодной пластинами устанавливается четко определенная, выбираемая пользователем разница температур. Потребляемая мощность в горячей плите с измеряемой площадью A измеряется при достижении теплового равновесия в установившихся условиях. При использовании системы контроля температуры пластин достигают стабильности.

Предполагается, что измеренная тепловая мощность передается через образец за счет защищенных нагревателей.После установления теплового равновесия и поддержания стабильной температуры нагревательных и охлаждающих пластин теплопроводность может быть рассчитана по входным значениям. Входными значениями являются тепловая мощность Q , разность температур по образцу ( T горячий T холодный ), толщина образца (Δ x ) и площадь теплопередачи (в центре площадь счетчика, А ). Теплопроводность рассчитывается путем измерения количества подводимого тепла при установившемся профиле температуры во всем образце [1, 3, 14].Исходя из измеренных входных значений, эффективная теплопроводность может быть рассчитана с использованием следующего уравнения однонаправленной стационарной теплопередачи:

, где тепловой поток Q получается путем измерения мощности P (или половинной мощности для двух образцов) генерируется в электронагревателе. Уравнение теплопроводности для гомогенных изотропных материалов без использования внутреннего тепловыделения дано для стационарного состояния в формуле. (1). Эти методы зависят от закона теплопроводности Фурье-Био [1, 3, 14].Его модифицированные формы уравнения могут использоваться для одномерного устойчивого теплового потока различных размеров, таких как пластина, цилиндр и сфера.

Для форм в форме цилиндра соблюдаются стационарные методы радиального теплового потока. В этом методе образец полностью закрывает источник нагрева, исключая торцевые потери. Предполагается, что боковые эффекты незначительны либо из-за большого отношения длины к диаметру испытательной установки, либо из-за использования защитных нагревателей. Предполагается, что поверхность центрального нагревателя диаметром r 1 и внешняя поверхность образца диаметром r 2 достигают одинаковой температуры после установления стационарного режима.Теплопроводность может быть определена на основе «мощности нагрева, длины цилиндра, разницы температур между двумя внутренними датчиками и их радиального положения» [16]. Из-за трудностей практического применения метод цилиндра (и сферы) не пользуется популярностью. Тем не менее, этот метод применяется и используется для измерения теплопроводности методом цилиндрической формы.

Метод защищенной горячей плиты в вакууме основан на методе абсолютных измерений для исследований и поэтому не требует калибровочных стандартов.Более того, это можно рассматривать как абсолютное измерение независимо от условий вакуума. Система пластин помещена в вакуумную среду. Измерения можно проводить как в вакууме, так и при атмосферном или определенном давлении. Система требует симметрии и двух образцов для каждого испытания. С защищенным нагревателем и / или теплоизоляцией может быть достигнута относительная погрешность 2% для измерения теплопроводности. Каждая пластина и защитное кольцо / нагреватель подключены к отдельной системе управления с датчиком (ами) температуры и назначенным источником питания.

Метод защищенной горячей плиты и цилиндра иллюстрирует принцип измерения, который был оптимизирован для различных диапазонов теплопроводности. Метод защищенной горячей плиты может использоваться для испытания тепловых свойств неметаллов, таких как теплоизоляционные материалы, полимерные стекла и керамика, а также жидкостей и газов в диапазоне температур от 80 до 800 К [7]. Теплопроводность металлов (примерно до 500 Вт / (м · К) в диапазоне температур от 4 до 1000 К) может быть проверена с помощью цилиндрического метода с использованием осевого теплового потока.Метод GHP подходит для этих видов металлов, поскольку определение разницы температур является основной проблемой при измерении материалов с высокой теплопроводностью (например, металлов). В таких испытаниях необходимо учитывать контактные сопротивления между образцом и нагревателем или холодной пластиной [7].

2.2. Счетчики теплового потока

Использование счетчиков теплового потока основано в основном на тех же принципах, что и другие методы измерения, но не идентично им [13, 17, 18].Основным недостатком методов защищенной горячей плиты является то, что они требуют очень много времени, как указано выше. Напротив, измерители теплового потока являются точными и быстрыми приборами, и работа этих приборов проста для измерения теплопроводности материалов с низкой проводимостью [2]. Метод основан на повышении точности и скорости измерения. Максимальные пределы температуры составляют примерно 200 ° C для метода измерения расхода тепла [7] и примерно 100 ° C для практического применения [2].

Тепловой расходомер описан в различных стандартах для испытаний. Конструкция измерителя теплового потока похожа на установку охраняемой горячей плиты на одном экземпляре. Основная идея измерителя теплового потока — определение теплового потока на основе измерения падения температуры на тепловом резисторе. Способ измерения теплового потока осуществляется либо с использованием сертифицированного известного эталонного образца, либо с помощью датчика теплового потока.

Образец помещают между двумя пластинами, удерживаемыми при разных температурах, одна из которых нагревается, а другая — охлаждается, как показано на рисунке 3.Вместо использования основного нагревателя, как в методе с защищенной горячей пластиной, для измерения теплового потока через образец используются преобразователи теплового потока. Тепловой поток определяется в токе путем измерения падения напряжения на электрическом резисторе. Датчики выдают электрический выходной сигнал. Измеряемый сигнал и изменение термовольтного напряжения пропорциональны падению перепада температуры, происходящему по всей пластине.

Рисунок 3.

Принципиальная схема теплового расходомера.

Датчики теплового потока чаще всего состоят из серии соединений термопар, охватывающих терморезистор, например, тонкую керамическую или пластиковую пластину [7]. Иногда к холодной пластине прикладывают второй тепловой поток, чтобы измерить радиальные потери тепла, а также сократить время, необходимое для измерения. Это сокращение времени дает преимущество этого метода при измерении изоляционных материалов. Температура пластин измеряется и регулируется до желаемой уставки при достижении постоянного значения.Установившиеся условия возникают, когда количество теплового потока одинаково в каждой точке слоистой системы. После установления теплового равновесия тест определяется в условиях. Для расчета теплопроводности используются установившиеся температуры, толщина образца, измеряемая площадь образца и тепловой поток, подводимый к горячей пластине. Выходной тепловой поток обычно калибруется с помощью различных эталонов, например, в устройстве с защищенной горячей плитой.

По сравнению с методом закрытой горячей плиты, который является абсолютным, метод измерения теплового потока является сравнительным и, таким образом, может считаться относительным методом.Изоляционные материалы и полимеры ( k <0,3 Вт / (м · К)) обычно испытываются с помощью метода измерителя теплового потока, а иногда он используется для стекла, керамики и других материалов с теплопроводностью ниже примерно 5 Вт / (м К) [7]. Для изоляционных материалов с температурой около комнатной погрешность измерения составляет примерно 3%, а при высоких температурах погрешность составляет от 10 до 20% [7].

Устойчивое состояние стабильности достигается за короткое время, что приводит к увеличению производительности.Однако стабильный футляр важен для обеспечения повторяемости и долговременной стабильности образца.

2.3. Метод прямого нагрева

Рис. 4.

(a) Схематическое изображение метода прямого нагрева [7], (b) схематическое изображение метода трубопровода.

Два недостатка стационарных методов — длительные затраты времени и сложность определения потерь тепла, особенно при высоких температурах. Эти недостатки можно преодолеть с помощью метода прямого нагрева, который можно использовать для электропроводящих материалов, таких как металлы.

Образец, например проволока, труба или стержень, помещается в вакуумную камеру, зажимается между двумя радиаторами, охлаждаемыми жидкостью, и образец нагревается до температур в диапазоне 300–4000 К [7]. . На рис. 4 (а) представлена ​​схема метода прямого нагрева. Измеряются перепады напряжения и температуры: в середине стержня и на каждом конце стержня. Из этих трех измерений, полученных методом прямого нагрева, теплопроводность и удельное электрическое сопротивление k определяются как [7]

kVhAIhl = (V3 − V1) 24 [2T2− (T1 + T3)], E2

, где l и A — длина и площадь поперечного сечения образца. Ih и Vh — это ток нагрева и падение напряжения.

2.4. Трубный метод

Трубный метод использует радиальный тепловой поток в цилиндрическом образце. Нагреватель с сердечником, который представляет собой трубку, стержень или проволоку, вставляют в центральную ось образца в форме трубы. На обоих концах образца есть нагреватели. Комбинация образца и нагревателей окружена теплоизоляцией, а затем водяной рубашкой или радиатором с жидкостным охлаждением. На рисунке 4 (b) показаны схема и компоненты трубного метода.Нагреватели с торцевой защитой могут использоваться для минимизации осевых потерь тепла, а также увеличение отношения длины к диаметру образца может достичь той же цели. Теплопроводность получается путем измерения радиального теплового потока ϕ [7]:

k = ϕln (d2 / d1) 2π (T1 − T2) E3

Этот метод был модифицирован для использования с различными твердыми телами, от изоляционные материалы (20 мВт / (м · К)) на металлы (200 Вт / (м · К)) и оценку для температур от комнатной до 2770 К [7]. Этот метод можно модифицировать для сбора данных с течением времени для одновременного измерения теплопроводности и температуропроводности, и такие методы переходных процессов вызывают все больший интерес.

Преимущества стационарных методов перед другими методами заключаются в следующем:

  • простое математическое выражение,

  • абсолютный и первичный метод для образцов с низкой проводимостью,

  • приемлемые затраты времени,

  • частично подходит для порошкообразных, гранулированных или твердых форм,

  • с погрешностями 1-2% для изоляции вблизи комнатной температуры,

  • приемлемых небольших образцов для испытаний (за исключением концентрической сферы).

Недостатки стационарных методов по сравнению с другими методами:

  • сложность прибора, обеспечивающего высокую точность,

  • погрешности 10% или выше для условий,

  • трудоемкость ,

  • неизмеримая погрешность из-за контактного сопротивления,

  • сложность измерения образцов геометрической формы (концентрический цилиндр или концентрическая сфера),

  • потери тепла от методов, особенно при использовании параллельных пластин и концентрических цилиндров,

  • трудность измерения величины теплового потока для двух образцов,

  • погрешность использования образцов, содержащих влагу.

3. Переходные методы

Преимущества переходных методов в основном отличаются малым временем, необходимым для определения различных тепловых значений в процессе измерения. Следовательно, этот метод основан на измерении сигнала и приемлемо небольшом перепаде температур. Метод переходных процессов измеряется путем оценки отклика обратной связи после того, как на образец передается сигнал для выделения тепла в образце. Таким образом, время испытания составляет несколько минут или доли секунды для переходных методов.Этот метод также больше подходит для материалов с высоким содержанием влаги из-за сигнала и отклика в образце. Во многих случаях можно заменить измерения температуры на двух противоположных поверхностях измерением как функции времени только в одном месте на образце [7].

Среди переходных методов методы горячей проволоки и лазерной вспышки обычно используются для измерения теплопроводности различных материалов, представленных в таблице 1. Модификацией метода горячей проволоки является метод горячей полосы или дисковый метод, который может Применяться к твердым неэлектропроводным материалам для измерения температуропроводности и проводимости [12].

3.1. Метод горячей проволоки

Этот метод представляет собой переходный метод, основанный на регистрации повышения температуры на определенном расстоянии от источника тепла. Метод горячей проволоки — хороший метод определения теплопроводности жидкостей. В методе горячей проволоки подготовка образца упрощается за счет использования источника тепла, за исключением твердых тел. При испытании твердых тел проволока располагается между двумя однородными образцами одинакового размера, как показано на рисунке 5.Горячая проволока заделана в небольшие каналы, поскольку важно обеспечить достаточно низкое контактное сопротивление между твердыми образцами и нагревательной проволокой [7]. По этой причине от метода горячей проволоки отказываются в пользу все более популярной разновидности — метода горячей полосы, который используется для измерений на твердых телах.

Рисунок 5.

Принципиальная схема и конструкция горячей проволоки.

В стандартном переходном методе горячей проволоки (рис. 5) система проводов (часто сделанная из платины) записывается как две функции: датчик температуры и нагреватель [7].Одной из модификаций этого метода является зондовый метод, при котором вместо проволоки используется зонд. Эта конфигурация зонда полезна всякий раз, когда проводимость образца рассчитывается на основе отклика зонда, вставленного в образец. Подобная теория лежит в основе как метода нестационарного линейного источника тепла (горячая проволока), так и метода зонда для измерения теплопроводности. Оба метода применимы для измерения теплопроводности «биологических материалов, изоляционных материалов, горных пород, керамики, пищевых продуктов, почв и стекла в широком диапазоне температур» [9].Таким образом, зондовый метод применяется к материалам с низкой проводимостью в порошковой или полужесткой форме. Тщательно контролируемая печь используется для получения базовых температур для испытаний тепловых свойств образца, грунта на месте [10].

Теплопроводность рассчитывается путем сравнения графика температуры проволоки с логарифмом времени, если указаны или измерены плотность и емкость. Метод горячей проволоки также позволяет измерять теплопроводность газов, а также огнеупоров, таких как изоляционные кирпичи, волокнистые или порошковые материалы [10].Методика может быть адаптирована для измерения свойств жидкостей и пластиков с относительно низкой теплопроводностью [8]. Это практично для пен, жидкостей и расплавленных пластиков, но непрактично для твердых тел [5].

Зонд, содержащий нагреватель и термопару, измеряет мгновенные изменения температуры. Как только заданная величина тока проходит через нагреватель в течение ограниченного периода времени, изменение температуры поверхности нагревателя определяется в характерной форме.После того, как тепло начинает течь от зонда к стороне образца, оно достигает внешней поверхности стороны образца. Когда подъем замедляется или вообще прекращается из-за потерь тепла в окружающую среду, скорость подъема со временем становится постоянной. Теплопроводность может быть рассчитана на основе линейного участка кривой зависимости температуры от времени [8].

Теплопроводность линейного источника тепла или зонда определяется, как в работе. [19].

k = q 4π (T (t) −T0) ln (4tαr2C) E4

без учета конвективных и радиационных тепловых потерь.Где q — тепловой поток на единицу длины источника, а ln ( C ) = 0,5772 — постоянная Эйлера. r — радиус проволоки, а α — коэффициент температуропроводности образца. Таким образом, теплопроводность может быть рассчитана на основе повышения температуры в два разных момента времени (или крутизны повышения температуры по сравнению с логарифмом времени) и мощности источника тепла [16].

Использование стабилизированного источника питания гарантирует, что источник тепла производит постоянную мощность.Чтобы исключить помехи от осевой проводимости через источник тока большого диаметра, к концам горячего провода подключаются провода, а также два горячих провода разной длины используются в дифференциальном режиме [7]. Другими разновидностями метода горячей проволоки являются методы поперечной проволоки и параллельной проволоки. В параллельной технике нагреватель и датчик температуры отделены друг от друга. В методе перекрестной проволоки нагревательная проволока контактирует с термопарой [20].Метод параллельных проводов выгоден при применении к анизотропным материалам и материалам с величиной теплопроводности выше 2 Вт / (м · К) [20]. Метод параллельных проводов может использоваться для теплопроводности ниже 20 Вт / м К. Метод перекрестной проволоки может использоваться для измерения теплопроводности ниже 2 Вт / м К [2].

Еще одно применение метода — метод установившейся трубы с цилиндрической геометрией образца и измерения радиального теплового потока [7, 21, 22].Этот метод считается методом нестационарного радиального потока, поэтому требуются изотропные образцы. Хотя трубный метод имеет недостаток отклонений от радиально-симметричного температурного поля по сравнению с проволочным методом, адекватная математическая модель и процедура оценки могут компенсировать этот недостаток [7, 23, 24].

3.2. Метод горячего диска

Метод переходного плоского источника (TPS) является недавним развитием метода горячей полосы. Он также известен как зонд Густафссона или метод горячего диска.Этот метод предназначен для измерения как теплопроводности, так и температуропроводности. Преимущество переходных процессов перед установившимися методами состоит в том, что при анализе исключается влияние контактного сопротивления. Этот метод обеспечивает точные измерения в диапазоне теплопроводности от 0,005 до 500 Вт / (м · К) при температурах от 30 до 1200 К [25]. Метод TPS используется для измерения теплопроводности изоляционных и электропроводящих материалов [12].Основные преимущества измерения с помощью горячего диска заключаются в том, что он дает результаты быстро (обычно менее чем за 10 минут) и что можно использовать сенсоры разных размеров для работы с разными типами образцов. Кроме того, горячий диск требует использования образцов, которые обычно намного меньше, чем те, которые используются в других методах [12].

Метод горячей полосы очень похож на метод горячей проволоки за исключением удлиненной полосы. Полоса представляет собой металлическую фольгу между двумя образцами или тонкую металлическую пленку на поверхности плоского образца.Материалы, изученные до сих пор с помощью этой системы, включают металлы, сплавы, керамику, включая керамику с высокой проводимостью, такую ​​как нитрид алюминия (AlN), материалы с высокими критическими температурами, минералы, полимеры, композиты, стекло, ткани, бумагу, стекловату, пену, порошок, биоматериалы, и жидкости, а также материалы с анизотропными тепловыми свойствами [25].

В методе горячего диска используется датчик в форме двойной спирали из материала, покрытого никелем. Датчик TPS состоит из ряда концентрических кругов, которые образуют двойную спираль, так что ток будет проходить от одного конца к другому.Тонкий полимерный материал покрытия используется в качестве электрической изоляции и защиты датчика спирали. В качестве материалов покрытия чаще всего используются каптон для измерения температурных диапазонов от 30 до 450 К, слюда для более высоких температур до 1200 К [25] и тефлон. Датчик действует как источник тепла и термометр. Источник и термометр используются для определения изменений температуры образца и повышения температуры, зависящей от времени, соответственно. Датчик зажат между двумя частями образца, как показано на рисунке 6.Во время испытания ток проходит через никелевую спираль и вызывает повышение температуры. Вырабатываемое тепло рассеивается по всему образцу с обеих сторон. Путем сравнения температуры и времени отклика сенсора можно точно рассчитать теплопроводность или коэффициент диффузии [26, 27].

Рисунок 6.

Схема и принцип работы горячего диска.

Для методов горячей проволоки и защищенной горячей пластины требуются как более крупные образцы, так и точно известная толщина.В то время как метод защищенной горячей пластины является трудоемким методом, требующим температурного градиента по образцу, метод горячего диска обеспечивает мгновенное и прямое измерение, и показания получают за короткое время. Напротив, защищенная горячая плита по своей природе подвержена ошибкам из-за контактного сопротивления между термопарой и поверхностью образца. Даже при разных уровнях проводимости отрицательное влияние неизбежно при использовании метода защищенной горячей плиты. С другой стороны, метод горячего диска собирает данные только по диффузии тепла в материале для своих расчетов [26].В результате процедура испытаний в установившемся режиме (т. Е. С использованием защищенной горячей пластины) превосходит метод испытания неизотропных материалов с помощью горячей проволоки, несмотря на большую продолжительность этих установившихся измерений, более высокие затраты на установившееся состояние. Состояние аппарата за счет высокой надежности во всем исследованном диапазоне температур [28]. Это также согласуется между тепловыми измерениями и практическим применением изоляции [28]. Таким образом, метод горячей проволоки не следует использовать для определения теплопроводности неизотропных материалов (волокнистых матов), для которых этот метод совершенно неэффективен в диапазонах с низким коэффициентом экстинкции, т.е.е., низкие объемные плотности [28]. С другой стороны, одно исследование изотропных материалов показало, что переходный метод горячей проволоки оказался наиболее надежным из-за его высокой надежности и небольших затрат усилий, времени и затрат [28]. Для стекловолокна измеренная проводимость анализатора с горячим диском на 20 и 12% выше заявленных значений для более низкой и более высокой плотности соответственно [12]. Для более низкой плотности электропроводность, определенная для минеральной ваты методом горячего диска, соответствует заявленному значению; измеренное значение на 8% выше заявленной проводимости для более высокой плотности [12].Технику TPS можно использовать для исследования жидкостей, твердых тел, паст и порошков (электропроводящих или изолирующих). Метод TPS может обеспечить значения без влияния сопротивления теплового контакта, без длительного времени измерения и без тщательной подготовки образца [26].

3.3. Метод лазерной вспышки

Метод лазерной вспышки — наиболее часто используемый метод для определения тепловых свойств твердых тел. Метод позволяет исследовать свойства стекол, металлов и керамики без значительных ограничений из-за неопределенностей достижимых измерений [7].Свойство можно измерить в диапазоне температур от -100 до примерно 3000 ° C.

В этом методе определяется коэффициент температуропроводности α, и, если заданы удельная теплоемкость и плотность материала, теплопроводность может быть рассчитана с использованием следующего уравнения (уравнение (6)) в адиабатических условиях:

α = 0,138d2t1 / 2 → α = kρcp E5

Энергия лазера генерирует мгновенный тепловой импульс. Температуропроводность рассчитывается на основе толщины d образца (обычно 2 мм) и времени t 1/2 [20].Это значение представляет собой время, необходимое для того, чтобы температура поверхности задней стороны достигла значения, равного половине максимального значения.

В этом методе лазерный импульс направляется на лицевую сторону образца и измеряется изменение температуры на обратной стороне. Метод осуществляется путем нагрева образца коротким лазерным импульсом длительностью 1 мс на лицевой стороне образца. Измеряется и определяется повышение температуры на его задней стороне. На рис. 7 показаны схема и принцип метода.

Рис. 7.

Схема и принцип действия метода лазерной вспышки [2].

С момента введения Parker et al. В методе было несколько разработок. (1961) [29]. Некоторые модификации были разработаны для непосредственного определения теплопроводности путем измерения удельной теплоемкости.

Преимущество метода лазерной вспышки заключается в том, что для определения тепловых свойств не используются измерения температуры и теплового потока.Измерение коэффициента температуропроводности рассчитывается только на основе относительного изменения температуры как функции времени. Главный результат этого факта состоит в том, что даже при высоких температурах могут быть достигнуты относительные погрешности измерения в диапазоне 3–5% [30–32].

3.4. Метод 3-ω

Метод, называемый методом 3-ω, обычно используется для измерения теплопроводности тонких пленок и твердых материалов. Диапазон теплопроводности изменен на 0,20–20 Вт / (м · К), а в литературе диапазон может быть расширен до 77–900 К.Этот метод аналогичен методу горячей проволоки. В то время как метод горячей проволоки является переходным методом во временной области, метод 3-ω имеет то преимущество, что он не зависит от времени, поскольку он измеряет электрические сигналы в определенной частотной области [33]. По проводу пропускается переменный ток с частотой угловой модуляции ω [34]. Проволока используется одновременно как нагреватель и термометр. Тепло, выделяемое в результате этого процесса, проникает в образец. Поскольку электрическое сопротивление металлического нагревателя пропорционально (линейно) температуре, колебания температуры могут быть измерены косвенно путем измерения соответствующего напряжения 3ω [34].Поскольку ток управляется с частотой ω, а сопротивление изменяется с частотой 2ω, получается напряжение с частотой 3ω [34]. В этом методе тонкая электропроводящая проволока наносится на образец, как показано на рисунке 8 [35].

Рис. 8.

Схема метода 3-ω для тонкой пленки [35].

Оба основных механизма обычно влияют на перенос в плоскости ( x ) и поперек плоскости ( z ) по-разному, поэтому теплопроводность связанных материалов обычно анизотропна.Метод измеряет среднюю теплопроводность в плоскостях и поперечных плоскостях. Сочетание ширины нагревательного провода и толщины тонкой пленки определяет чувствительность измерения в соответствии с тепловыми свойствами пленки в плоскости и в плоскости [16].

3.5. Метод Fitch

Метод Fitch, разработанный Fitch, используется для измерения материалов с низкой теплопроводностью с использованием плоского источника тепла. Этот метод состоит из двух компонентов: источника тепла и приемника тепла.Источником тепла является сосуд, заполненный жидкостью с постоянной температурой, которая выполняет функцию стока. Теплоприемник представляет собой сток в виде медной заглушки, изолированной со всех сторон, кроме обращенной к емкости [36]. Роли источника тепла и приемника тепла можно изменить, если в емкости температура ниже, чем у медного блока. Образец помещается между сосудом и открытой поверхностью пробки. Образец сначала находится в тепловом равновесии с медным блоком, как показано на рисунке 9.Сосуд приводят в контакт с образцом при разнице температур. Температурная предыстория медного блока и температура дна сосуда измеряются термопарами. Предполагается, что он имеет равномерное распределение температуры. Измеряется изменение времени и температуры, и теплопроводность образца рассчитывается с использованием следующего уравнения [37]:

Рисунок 9.

Схема метода Фитча [37].

k = Δx.mc. cpcA.tln (T0 − T∞) (T − T∞), E6

, где cpc , ∆ x и A — теплоемкость медного блока, а также толщина и площадь теплопередачи образца. Предполагается, что теплопередача от медного блока к изоляции, накопление тепла в образце и поверхностное контактное сопротивление пренебрежимо малы при линейном температурном профиле.

Этот метод обычно используется для измерения электропроводности пищевых продуктов и особо мелких образцов. Но метод Fitch не подходит для использования при высоких температурах.В этом методе используется либо линейный источник тепла, либо один или несколько источников тепла [16].

3.6. Фототермические методы

Принцип этого метода основан на определении индуцированного светом изменения теплового состояния материала в твердом, жидком или газообразном состоянии. После поглощения света образцом определяются и измеряются изменения температуры, давления или плотности. Существуют методы, при которых образец контактирует с системой обнаружения и без нее [7].

Измерение коэффициента температуропроводности фототермическим методом основано на концепции модуляции между нагревом поверхности образца и температурной фазой на противоположных сторонах образца и включает частотную функцию. Этот метод может быть изменен путем одновременного нагрева обеих поверхностей с использованием одной частоты модуляции и измерения разности фаз между сигналами на поверхности [20]. Принципиальная схема фотоакустического метода также представлена ​​в ссылке [38].

4. Стандарты измерения теплоизоляции

Каждое измерение изоляционных материалов имеет определение, стандарт и методику испытаний. Тесты определяются посредством экспериментов для максимально точного определения. Эксперименты обычно проводятся по стандартам. Когда реализация теста получена, измерительные устройства выдают значение своего свойства. Национальные и международные лаборатории используют различные стандарты, связанные с изоляционными материалами.Изображение стандартов является основным стандартом, с которым сравниваются другие представления. Международные стандарты общих методов перечислены ниже:

  • ASTM C177 / C177-13, стандартный метод испытаний для измерения теплового потока в установившемся режиме и свойств теплопередачи с помощью устройства с защищенной горячей плитой.

  • ASTM C518 / C518-10 / C518-15, стандартный метод испытания свойств теплопередачи в установившемся режиме с помощью прибора для измерения теплового потока.

  • ASTM C335 / 335-10e1, стандартный метод испытания свойств теплоотдачи изоляции труб в установившемся режиме.

  • ASTM C653-97 (2012), стандартное руководство по определению термического сопротивления изоляции из минерального волокна с низкой плотностью покрытия.

  • ASTM C680-14, стандартная практика для оценки притока или потерь тепла и температуры поверхности изолированных плоских, цилиндрических и сферических систем с использованием компьютерных программ.

  • ASTM C687-12, стандартная практика для определения термического сопротивления утеплителя здания с неплотным заполнением.

  • ASTM C1303 / C1303M-15, стандартный метод испытаний для прогнозирования долгосрочного термического сопротивления изоляции пенопласта с закрытыми порами.

  • ASTM C1114-06 (2013), стандартный метод испытания свойств теплопередачи в установившемся режиме с помощью аппарата с тонким нагревателем.

  • ASTM C1363 / C1363‐05 / C1363-11, стандартный метод испытаний тепловых характеристик строительных материалов и сборок ограждающих конструкций с помощью устройства горячего ящика.

  • ASTM C1667-15, стандартный метод испытаний для использования прибора для измерения теплового потока для измерения свойств теплопередачи в центре панели вакуумных изоляционных панелей.

  • ASTM C1696-14ae1, стандартное руководство для промышленных систем теплоизоляции.

  • ASTM C1774-13, стандартное руководство по испытаниям тепловых характеристик криогенных изоляционных систем.

  • ASTM D5470‐06, стандартный метод испытаний теплопередающих свойств теплопроводных электроизоляционных материалов.

  • ASTM E1225‐09 / E1225‐13, стандартный метод испытания теплопроводности твердых тел с помощью метода защищенного сравнительного продольного теплового потока.

  • ASTM E1530‐06 / E1530‐11, стандартный метод испытаний для оценки сопротивления материалов теплопередаче методом защищенного теплового расходомера.

  • ASTM F433‐02 (2009, 2014), стандартная практика оценки теплопроводности материалов прокладок

  • ASTM D5334‐08, стандартный метод испытаний для определения теплопроводности почвы и мягких пород с помощью процедуры термического игольчатого зонда .

  • DIN EN 12667/12939, Европейский стандарт для измерения изоляционных материалов с использованием метода теплового расходомера или метода защищенной горячей плиты.

  • DIN EN 13163, Европейский стандарт для определения характеристик пенопластовой изоляции для зданий с использованием метода измерения расхода тепла или метода защищенной горячей плиты.

  • ISO 8301/8302, теплоизоляция — определение устойчивого теплового сопротивления и связанных свойств — измеритель теплового потока / устройство с защищенной горячей плитой.

  • ISO 8894-1 (EN 993-14), огнеупорные материалы — определение теплопроводности — Часть 1: методы горячей проволоки (кросс-матрица и термометр сопротивления).

  • ISO 8894-2 (EN 993-15), огнеупорные материалы — определение теплопроводности — Часть 2: метод горячей проволоки (параллельный)

  • ASTM C1113 / C1113M ‐ 09 (2013), стандартный метод испытаний для определения теплопроводности огнеупоров горячей проволокой (платиновый термометр сопротивления).

Исследователи исследовали проблему определения теплопроводности изоляционного материала как пористой среды. В литературе имеется большое количество стандартных моделей для прогнозирования теплопроводности однородных, неоднородных или композиционных материалов материалов [39], а также методов разработанной измерительной аппаратуры [40].Эти модели в значительной степени зависят от математических моделей, выведенных из физических законов, управляющих процессом (например, баланса массы и энергии, термодинамики и т. Д.). В литературе также представлена ​​экспериментальная оценка моделей и сравнительный анализ существующих экспериментальных методов. Несколько исследователей предложили ряд моделей, полученных из набора уравнений, обычно основанных на базовой модели, но многие из них включают эмпирические параметры [1]. Различие значений теплопроводности между моделями и методами можно рассматривать из-за отсутствия структурных данных.Структуры включают неоднородность / однородность, компоненты, различия в направлении компонентов, конденсацию / испарение жидкой фазы, механизм контакта, размер и форму частиц / пор, извилистость пор, смешанные фазы, коэффициент формы. , контакт, ориентация, толщина, армирование и т. д. [39, 41, 42].

Многие модели теплопроводности, встречающиеся в литературе, основаны на одной или нескольких базовых структурных моделях, таких как последовательные и параллельные модели, модель среднего геометрического, модели Максвелла (разные формы) и модели теории эффективной среды (EMT), а также Модель Рассела [39].Выбор моделей теплопроводности обычно обсуждается отдельно в литературе для каждого из этих классов [39]. Подробное описание объемного материала с пористой средой может быть выражено в терминах «предка», «дополнительного параметра», «знания компонентов» и «механизмов теплопередачи» в различных моделях [39]. Подобные модели представлены в разных формах и заменяют другие компоненты вместо параметра компонента. Было невозможно узнать, какое выражение является наиболее точным для описания теплопроводности даже в каждой модели двухфазных компонентов / смесей.Следовательно, не существует единой модели или процедуры прогнозирования, которые можно было бы рассматривать, которые были бы универсально применимы. В большинстве упражнений по моделированию прогноз теплопроводности также предполагает компромисс между простотой и точностью. Точность предсказанных значений теплопроводности не может быть лучше 5% [39–41]. Несколько моделей, которые были предложены, созданы специально для конкретного материала и содержат свойства материала [39]. Модели должны быть пересмотрены с помощью четких параметров, особенно в отношении параметров в моделях (таких как теплопроводность, пористость или объем соотношение фракций фаз).Сделан вывод о том, что вместо новых соотношений важно использование существующих математических соотношений с конечными ошибками для конкретных материалов и через определенные промежутки времени.

5. Заключение

В данной главе представлен всесторонний обзор результатов исследований в области методов измерения теплопроводности материалов. В этом исследовании обсуждается эффективность различных методов измерения проводимости изоляционных материалов. Модели показывают сходства и различия в зависимости от того, является ли это устойчивым состоянием.Некоторые методы являются аналогичными или производными методами независимо от того, аналогична ли используемая модель теплопроводности. Первый важный вывод, который можно сделать, заключается в том, что эти методы могут быть применимы не для всех материалов.

Методы теплопроводности в целом подразделяются на методы установившихся или переходных процессов. В принципе, эти методы основаны на установлении постоянной температуры и градиента сигнала над образцом. Эти методы измеряют отклик как сигнал или температуру, заданную в образце.Следовательно, эти методы различаются в основном по диапазону теплопроводности, диапазону типов материалов, времени измерения, точности измерения, типу образца и диапазону температур. Оценка низкой теплопроводности может быть определена с помощью регулируемых параметров в этих методах.

Существуют различные методы определения теплопроводности изоляционных материалов. Предпочтительными методами обычно являются метод защищенной горячей пластины, метод теплового потока, а затем могут применяться методы нагрева горячей проволокой / диском и лазерной вспышкой.При условии анизотропного и изотропного типа некоторые методы хорошо согласуются с заявленными значениями. Значение теплопроводности для этого метода выше или ниже, чем значение для других методов, в зависимости от соотношений между распределением тепловых потерь, температурой поверхности, равномерным тепловым потоком по материалу и сигналом и его откликом. Однако методы должны быть тщательно отобраны в соответствии с материалами, такими как неизотропные материалы, и временем измерения перед применением методов.Сделан вывод о важности выбора методов для использования с конечными ошибками для конкретных конструкций и через определенные интервалы. Этот пункт может обеспечить эффективный способ, а также точность и пригодность различных методов для пользователей, производителей и исследователей в этой области.

Многие теоретические модели, а также методы были предложены различными исследователями. Модели основаны на одной или нескольких базовых структурных моделях, таких как последовательные и параллельные модели, модель среднего геометрического, модели Максвелла (различные формы), модели теории эффективной среды (EMT) и модель Рассела.Модели могут не показаться четким объяснением внутренней структуры и поведения пористых материалов. Второй важный вывод, который можно сделать из исследований, заключается в том, что в будущем исследователям необходимо стандартизировать методы для изоляторов или проводников и значений теплопроводности.

Теплоизоляционный материал на основе «джута»

1. Введение

Среди различных волокнистых культур джут является одним из старейших культивируемых волокнистых культур в Индии. Джут в основном выращивают в восточной части Индии, и его производство занимает первое место в мире, и на протяжении веков он широко использовался в качестве технического текстиля.Джутовое волокно используется для армирования сельских глиняных домов. Джутовые мешки используются в качестве теплоизоляционного материала [1], а также для домашних животных, таких как крупный рогатый скот, козы, домашние собаки и т. Д. Кроме того, это самая дешевая волокнистая культура, доступная на сегодняшний день в больших количествах. Что касается свойств джутового волокна, то оно имеет как хорошие, так и нежелательные свойства. По сути, это волокно представляет собой сетчатую структуру, которая обеспечивает хорошее покрытие, хорошую прочность на разрыв, обеспечивает прочность и долговечность, меньшее удлинение при разрыве, обеспечивает стабильность размеров и естественный цвет, который является этническим по своей природе.В отличие от любых других волокон, недостатками урожая из джутового волокна являются высокая шероховатость и колючость поверхности, низкое растяжение при разрыве и грубость, что ограничивает его использование в текстильных изделиях.

Помимо этих свойств, материалы на основе джута обладают такими свойствами, как тепло-, звуко- и электроизоляционные материалы, из которых более популярно применение в области теплоизоляции [1, 2]. По использованию материала изоляционный материал можно разделить на пригодный для носки текстиль и текстильный материал, не предназначенный для ношения.Носимый текстиль — это тот, который любой человек носит либо при прямом контакте с кожей, либо в качестве дополнительной одежды, такой как куртка, защитная одежда [3], перчатки и т.д. люди, скорее, они используются косвенным образом, например, изоляционный ковер, напольный коврик, изоляция, используемая при покрытии электрического кабеля в качестве защитного материала, покрытие крыши, покрытия стен и т. д. Современные материалы на основе джута используются в виде волокон, пряжи, ткани и композитных материалов.Существуют исследования, в которых демонстрируется метод измерения свойств изоляции и влияние таких свойств на различные внешние параметры.

С учетом этого была разработана и разработана теплая одежда с использованием волокон и пряжи на основе джута. Теплоизоляция — одно из важнейших свойств любых теплых тканей [3–6]. Разумные модификации структуры волокна / пряжи являются одной из важных частей в том, что касается теплоизоляционного материала. Свойства, связанные с теплоизоляцией, в основном зависят от наличия воздушных пор в текстильной структуре.Статический воздух, задерживаемый в порах ткани, заставляет ткань действовать как теплоизоляционный материал [2]. Что касается звукоизоляции, то она во многом зависит от морфологии поверхности материала. Здесь морфология указывает на шероховатость поверхности, пустоты на поверхности материала, компактность материала, интенсивность шероховатости, структуру материала (тканый / нетканый) и т.д.

Из этих трех (термический, звуковой и электрический ) основные типы изоляционных материалов на основе джута, значительный вклад был зарегистрирован в области теплоизоляции.Таким образом, основной упор в этой главе сделан на характеристику теплоизоляции материалов на основе джута, факторы, влияющие на теплоизоляцию этих материалов, и возможные области применения теплоизоляционных материалов на основе джута.

2. Оценка теплоизоляции

Термическое сопротивление текстильного материала обычно определяется как отношение разности температур между двумя поверхностями текстильного материала к скорости потока тепла на единицу площади перпендикулярно поверхностям.Это аналогично электрическому сопротивлению в случае протекания тока через электрический проводник. В дисковом методе дисковое устройство Ли применяется к текстилю для оценки термического сопротивления пробитых иглой нетканых материалов. Исследуемый материал помещается между двумя поверхностями металлических дисков, одна из которых имеет известное тепловое сопротивление. В установившемся режиме измеряется падение температуры на металлическом диске с известным значением теплового сопротивления и на испытуемом материале, и на основании полученных значений термическое сопротивление образца определяется с помощью следующих методов [4].

Пусть TR k и TR s будут тепловым сопротивлением известного диска и испытуемого образца соответственно. Пусть t 1 будет температурой, зарегистрированной нижней поверхностью известного диска, t 2 будет температурой, зарегистрированной нижней поверхностью образца под, и t 3 будет верхней поверхностью испытуемого образца. Предполагая постоянную скорость потока тепла в установившемся режиме, TR s вычисляется по следующей формуле в градусах Кельвина квадратный метр на ватт:

t1 − t2TRk = t2 − t3TRs или TRs = TRk × t2 − t3t1 − t2E1
Фигура 1.

Прибор для измерения термического сопротивления тканей.

В этом эксперименте для измерения термического сопротивления иглопробивных тканей на основе джута использовался защищенный прибор с двумя пластинами для измерения термического сопротивления (рис. 1) [4-6]. Термостойкий прибор основан на микропроцессоре и выдает автоматические результаты измерения термического сопротивления в «вместе». Площадь использованного образца для испытаний составляет 706,85 см 2 (диаметр 30 см). Тест является неразрушающим, и в процессе подготовки образца отсутствуют человеческие ошибки.Теплоизоляция каждого образца ткани измеряется случайным образом в пяти разных местах под давлением 0,3352 кПа. Учитывалось среднее значение пяти показаний, а коэффициент вариации показаний составлял <2%. Все тканевые материалы перед оценкой теплоизоляционных свойств должны быть кондиционированы в стандартных атмосферных условиях [7].

Значение удельного термического сопротивления (STR s ) используется для сравнения термического сопротивления различных образцов нетканого материала.Значения STR s для всех образцов определяются с использованием следующего уравнения [4]: ​​

, где STR s — удельное тепловое сопротивление в К · м 2 / Вт; TR s , величина термического сопротивления ткани, К м 2 / Вт; и T 0 , средняя толщина образца ткани в метрах при давлении 1,55 кПа.

3. Изоляционные материалы на основе джута и важные факторы, влияющие на их изоляционные свойства

Джутовому волокну присуще свойство хорошей теплоизоляции.Различные конструкции из текстильных материалов на основе джута дополнительно улучшили характеристики и свойства изоляции [8]. Существуют различные области применения, в которых конструкции на основе джута используются в качестве изоляционного материала, например, теплая одежда, напольный коврик, ковер, контроль температуры почвы в сельском хозяйстве, подвесной потолок, временная перегородка, звукопоглощающий материал в аудитории и т. Д. В зависимости от изоляции требования, используются различные текстильные структуры, такие как волокна, пряжа и ткань.Иногда композитные конструкции также используются как ДСП, так и армированные волокном. Опять же, в качестве изоляционного материала используются тканые, нетканые и вязаные конструкции. В следующих исследованиях подробно рассматриваются различные возможные изоляционные материалы из тканей на основе джута.

3.1. Теплоизоляционные свойства нетканых материалов на джутовой основе

Различные типы параллельно уложенных и случайно уложенных иглопробивных и клеящихся нетканых материалов были приготовлены с использованием смешивания различных волокнистых материалов (полипропилен, акрил, джут, шерстяной джут, джутовые кадди, хлопок, шерсть , рами, волокна листьев ананаса и т. д.). Были использованы два типа методов смешивания, такие как сэндвич и гомогенный. По данным Debnath, сэндвич-смесь полипропилена или акрила с шерстяным джутом дает лучшую теплоизоляцию по сравнению с однородными смешанными материалами. Они также обнаружили, что нетканые материалы, изготовленные из шерстяного джут-шерсти (2: 1), шерстяного джут-акрила (2: 1) и шерстяного волокна джут-ананас (2: 1), обладают лучшими теплоизоляционными свойствами. Воздухопроницаемость и теплопроводность джутовых иглопробивных нетканых материалов были изучены Debnath et al.[3] и обнаружили, что нетканый материал, перфорированный иглой, имеет плохую теплопередачу. Кроме того, факторный дизайн Бокса и Бенкена использовался для проектирования и разработки нетканых материалов с прошивкой из джута и полипропилена для изучения влияния веса ткани, плотности прошивки и пропорции смеси на толщину, термическое сопротивление, STR s , воздух проницаемость и секционная воздухопроницаемость. Полипропиленовое волокно толщиной 0,44 текс, длиной 80 мм и джутовые волокна марки Tossa-4 были использованы для разработки смешанного иглопробивного нетканого материала из смеси джута и полипропилена.Некоторые важные свойства этих джутовых и полипропиленовых волокон представлены в Таблице 1.

90
Свойство Джут Полипропилен
Тонина волокна, текс 2,08
Плотность, г / см 3 1,45 0,92
Восстановление влажности при относительной влажности 65%,% 12,5 0,05
Предел прочности на разрыв, сН / текс 1 34,5
Удлинение при разрыве,% 1,55 54,13

Таблица 1.

Свойства джутовых и полипропиленовых волокон [4].

3.2. Приготовление нетканых теплоизоляционных материалов из смеси джута и полипропилена

Первоначально джутовые тростники открывали с помощью ролика и более четкой карты. В результате получается открытое штапельное волокно почти без сетки. Затем шерстяные джутовые и полипропиленовые волокна вручную раскрывают по отдельности и смешивают в трех различных пропорциях смеси, как указано в таблице 2.Принимая во внимание количество волокон на разных стадиях шерстяного джута, взятых волокон на 2% больше, чем указано в таблице 2, для поддержания целевой пропорции смеси. Затем смешанные материалы полностью открывали, пропуская через один кардочесальный проход.

Смешанные волокна затем подавались на решетку валика и более прозрачную карту с равномерной и заданной скоростью, так что можно было получить полотно плотностью 50 г / м 2 . Волокнистое полотно, выходящее из карты, подавалось на питающую решетку перекрестного притира, и перекрестно уложенные полотна получали с углом перекрестного нахлеста 20 °.Затем полотно подавали в зону прошивки. Требуемая плотность иглопробивания была получена путем регулировки скорости подачи.

В соответствии с требованиями к плотности ткани (г / м 2 ) определенное количество полотен было взято и пропущено через зону прошивки машины несколько раз, в зависимости от требуемой плотности пуансона. Плотность пуансона 50 ударов / см 2 наносили на каждый проход полотна, альтернативно обращая лицевую сторону полотна [4]. Образцы ткани были изготовлены в соответствии с кодированными и фактическими уровнями трех переменных (таблица 2).

Глубина проникновения иглы поддерживалась постоянной и составляла 11 мм. Для всех полотен использовались иглы 15 × 18 × 36 × R / SP, 3½ × ¼ × 9.

900 904 20 13
Код ткани Уровни переменных
X 1 уровень X 08 9 уровень 9 уровень 9
Кодированный Фактический Кодированный Фактический Кодированный Фактический
1 −1 250 −1 150 6019 2 -1 250 1 350 0 60:40
3 1 450 -1 150 0 60:40
4 1 450 1 350 0 60:40
5 -1 250 0 250 -1 40:60
6 -1 250 0 250 1 80:20
7 1 450 0 250 −1 40:60
8 1 450 0 250 1 80:20
9 0 350 -1 150 -1 40:60
10 0 350 -1 150 1 80:20
11 0 350 1 350 -1 40:60
12 0 350 1 350 1 80:20
0 350 0 250 0 60:40
14 0 350 0 250 0 60:40
15 0 350 0 250 0 60:40

Таблица 2.

Фактические и закодированные значения трех независимых переменных и план эксперимента [4].

X 1 — Вес ткани, г / м 2 ; X 2 — Плотность прошивки, пуансонов / см 2 ; и X 3 — Соотношение смеси (полипропилен: шерстяной джут).


3.3. Влияние веса ткани, плотности прошивки и пропорции смеси джут-полипропиленового смешанного иглопробивного нетканого материала на термическое сопротивление

Было обнаружено, что термическое сопротивление значительно увеличивается с увеличением веса ткани [4] ( p r = 0,82), как получено из Таблицы 3. Существует более заметное увеличение значения термического сопротивления ткани с увеличением веса ткани при плотности прошивки 150, чем при 350 ударах / см 2 . При увеличении плотности прошивки в пределах экспериментального диапазона термическое сопротивление не оказывает существенного влияния даже при изменении джутового компонента в смеси от 40% до 60%. Оптимальное значение термического сопротивления 8.5 × 10 -2 K м 2 / W найдено при плотности ткани 430 г / м 2 , плотности прошивки 150 ударов / см 2 и содержании джута 40% в смеси. Количество волокон на единицу объема ткани увеличивается с увеличением веса ткани, что приводит к увеличению толщины ткани и увеличению количества пустот в полученной структуре ткани. Это в конечном итоге увеличивает термическое сопротивление ткани при увеличении веса ткани. Напротив, при увеличении плотности прошивки термическое сопротивление значительно снижается ( p <0.05000 и отрицательная корреляция, r = -0,67), как показано из корреляционной матрицы (Таблица 3). Это происходит из-за более высокой степени уплотнения и, следовательно, уменьшения пустот в конструкции. Поскольку воздух действует как теплоизоляционный материал, попадание в воздушный карман в структуре ткани снижает тепловое сопротивление ткани из смесового джута.

905 905 905 905 904 900 −0,49 −04 −04 904 -0,36
Переменные FW N ρ % STR s AP SAP
FW 1.00 −0,00 0,50 0,51 0,28 −0,93 * −0,75 *
N ρ 0,00 −0,67 * −0,61 * −0,11 −0,33
Дж % −0,00 0,00 1,00 −0,39 −0,39 −0,39 .02 −0,19 −0,43
T 0,05 −0,49 −0,39 1,00 0,82 * 0,29 −0,36 0,29 −0,36 с 0,51 −0,67 * −0,26 0,82 * 1,00 0,78 * −0,37 −0,02
0.28 −0,61 * −0,02 0,29 0,78 * 1,00 −0,22 −0,11
AP −0,93 * −0,11 -0,37 -0,22 1,00 0,89 *
SAP -0,75 * -0,33 -0,43 0,08 90,02 0.89 * 1,00

Таблица 3.

Корреляционная матрица переменных [4].

FW — Плотность ткани, г / м 2 ; N ρ — Плотность игл, пуансонов / см 2 ; J % — Пропорция джута, T 0 — Толщина ткани, см; TR с — Термическое сопротивление × 10 –2 , Км 2 / Вт; STR с — Удельное термическое сопротивление, К м / Вт; AP — Воздухопроницаемость, см 3 / см 2 / с; SAP — Воздухопроницаемость в разрезе, см 3 / с / см.

* Корреляции значимы при p <0,05000.


Термическое сопротивление = 4,0520833 — 0,0114167 X 1 — 0,0007917 X 2 + 0,0558333 X 0,00597 — 0,0000104 X 2 2 — 0,0021979 X 3 2 + 0.0000250 X 1 X 2 — 0,0002125 X 1 X 3
5
5 3
( R = 0,9002; F 9,5 = 15,04)

3.4. Влияние веса ткани, плотности прошивки и пропорции смешанного иглопробивного нетканого материала из джута и полипропилена на удельное тепловое сопротивление

Исследование специфических теплоизоляционных свойств смешанного иглопробивного нетканого материала из джута и полипропилена [4] показывает, что STR s в значительной степени зависит от различных уровней содержания джута, составляющих 20%, 40% и 60% соответственно (рис. 2).Это исследование также показывает, что с увеличением плотности иглы STR s уменьшается. Они обнаружили, что между плотностью прокалывания и STR s существует значимая ( p <0,05000) отрицательная корреляция ( r = -0,61), показанная в матрице корреляции (Таблица 3). С увеличением плотности прошивки происходит формирование консолидированной структуры, в результате чего в структуре ткани уменьшаются имеющиеся воздушные карманы. Опять же, с увеличением веса ткани количество волокон на единице площади ткани увеличивается, что увеличивает пустоты в структуре ткани.В конечном итоге они влияют на STR s иглопробивного нетканого материала. На Рисунке 2а показано, что сначала термическое сопротивление увеличивается до 375 г / м 2 веса ткани, а затем оно уменьшается с дальнейшим увеличением веса ткани. Такая же тенденция наблюдалась и при уровне содержания джута 60%, но тенденция к снижению STR s происходит при более низком весе ткани (325 г / м 2 ), как показано на Фигуре 2b. Это связано с тем, что по сравнению с полипропиленовым волокном джут может легко образовывать консолидированную структуру из-за своей низкой упругости.Из-за этого при более высоком уровне прошивки и содержания джута сначала улучшается уплотнение ткани, а после определенного веса ткани (325 г / м 2 ) увеличивается объемность. Большее количество волокон, доступных для каждой иглы во время прошивки, с увеличением веса ткани означает, что большее количество волокон будет доступно для иглы во время прошивки. При дальнейшем увеличении веса ткани с 325 г / м 2 увеличивается количество волокон на зазубрине, недостаточное для образования лучшего перепутывания, что приводит к плохому уплотнению.Таким образом, с увеличением содержания джута (60%) уплотнение ткани происходит при весе ткани 325 г / м 2 (более низкий уровень) по сравнению с тем, что происходит при уровне содержания джута 40% (рис. 2с). Оптимальное значение STR s , равное 20,6 K м / Вт, было получено при плотности прошивки 150 ударов / см 2 и плотности ткани 400-450 г / м 2 при более низком содержании джута (40%) иглы из смеси джута и полипропилена. -перфорированный нетканый материал (рис. 2б).

Рис. 2.

Влияние веса ткани и плотности прошивки на удельное термическое сопротивление при уровнях содержания джута (а) 20%, (б) 40% и (в) 60% джута [4].

Удельное термическое сопротивление = — 2,3122917 + 0,0612292 X 1 — 0,0160917 X 2 + 0,5955833 X 3 4 3 4 5995 2 + 0,0000452 X 2 2 — 0,0056073 X 3 2 — 0,0000365 X 905 905  0.0002725 X 1 X 3 — 0,0002163 X 2 X 3 (329 ) = 7,69)

Кроме того, Ячменев и др. [9] обсудили теплоизоляционные свойства биоразлагаемых нетканых композитов на основе целлюлозы для автомобильного применения. Данная работа направлена ​​на разработку биокомпозитного материала на основе джута для автомобильного применения.Они разработали формуемые нетканые композиты на основе целлюлозы с превосходными теплоизоляционными свойствами, которые были изготовлены из кенафа, джута, льна и хлопковых отходов с использованием переработанного полиэстера и некачественного полипропилена. Композиты из этих волокон имеют превосходную форму, стабильность и высокие свойства при растяжении и изгибе в сочетании с экономическими и экологическими преимуществами. Четыре различных типа конструкций с различными целлюлозными волокнами, технологиями производства и различным соотношением растительно-синтетических волокон были изготовлены на лабораторном оборудовании.Измеритель установившегося теплового потока использовался для измерения теплопроводности и теплопроводности образцов композитов. Результаты исследования показывают, что теплоизоляционные свойства нетканых композитов на основе целлюлозы значительно различаются в зависимости от типа целлюлозных волокон, соотношения целлюлозных волокон и синтетических волокон и итоговой плотности композита [9].

3.5. Измерение значения теплоизоляции и сравнительное исследование различных материалов на основе джута

Можно использовать простой метод для измерения значения теплоизоляции (TIV) различных текстильных материалов на основе джутовых и хлопковых волокон [8, 10–14].Методы, которые обычно используются для измерения TIV, — это дисковый метод, метод постоянной температуры и метод охлаждения. Из этих трех методов метод охлаждения является самым простым по сравнению с двумя другими методами. В этом методе измерения теплоизоляции горячее тело оборачивают тканью и измеряют скорость его охлаждения. Внешняя сторона ткани подвергается воздействию воздуха. В этом эксперименте время, необходимое горячему телу, покрытому образцом ткани ( t c ) и без образца ( t u ), чтобы охладиться в определенном диапазоне температур при идентичных атмосферных условиях. условия.Для измерения теплоизоляции этим методом латунный цилиндр (длина 45 см, внешний диаметр 5 см и толщина 2 мм), закрытый с одного конца пробкой, заполняли дистиллированной водой, нагретой до примерно 50 ° C. Горловина цилиндра закрывалась пробкой, в которую вставлялся термометр. Для имитации реальных условий на поверхность цилиндра была намотана проволочная сетка, чтобы получить зазор 2 мм между образцом ткани и латунным цилиндром. Образец ткани прямоугольной формы использовался для покрытия всей внешней поверхности латунной трубки.Продольные края образца были сделаны так, чтобы они плотно соприкасались друг с другом, избегая перекрытия, и удерживались на месте с помощью виолончельной ленты на стыке, проходящей параллельно длине цилиндра [3].

Эксперимент был начат, когда температура воды была ровно 48 ° C. Секундомер использовался для определения времени падения температуры на каждый 1 ° C. Кривая охлаждения была построена на основе этих данных, и было определено время, необходимое для охлаждения с 48 ° C до 38 ° C. TIV был рассчитан с использованием метода Марша следующим образом [3, 5]:

, где ( t c ) — время, необходимое покрытому телу для охлаждения в определенном диапазоне температур и ( t u ) — время, необходимое открытому телу для охлаждения в том же диапазоне температур.Они обнаружили, что TIV зависит от толщины ткани, веса основы (веса ткани) и количества слоев ткани [1]. Также важны воздушные пространства внутри ткани и пространство между тканью и телом. TIV ткани выше, когда между цилиндром и тканью присутствует непроводящая сетка (полиэтилен) вместо проводящей металлической сетки в том же месте. Увеличение любого из этих факторов значительно увеличивает TIV. Было отмечено незначительное влияние на TIV с различной тканью.

3.6. Теплоизоляционные свойства трикотажного полотна на джутовой основе

Структура ткани играет очень важную роль в теплоизоляционных свойствах, о чем упоминалось ранее. Далее в той же строке Vigneswaran et al. исследовали структуру трикотажного полотна на основе джута [15]. Они изучили влияние теплопроводности трикотажных тканей из смеси джута и хлопка. Теплопроводность обратно пропорциональна теплоизоляции. Они установили взаимосвязь между свойствами ткани и теплопроводностью различных разработанных трикотажных полотен из смеси джута и хлопка.Полученный ими экспериментальный результат подтверждает, что более низкая теплопроводность достигается при более высоких пропорциях джутовой смеси. Они пришли к выводу, что теплопроводность уменьшается с увеличением толщины ткани. Это исследование также показывает, что значения коэффициента воздухопроницаемости ткани и плотности ткани влияют на теплопроводность трикотажных полотен из смеси джута и хлопка. Более высокие значения TIV отмечаются при более высоком коэффициенте плотности ткани и более низкой воздухопроницаемости [15]. Также обсуждались коэффициенты корреляции регрессии между различными свойствами ткани и теплопроводностью.

3,7. Теплоизоляционные свойства теплой одежды на основе джута

Доказано литературными данными, что ткани на основе джута обладают одинаково хорошими теплоизоляционными свойствами по сравнению с синтетическими акриловыми и хлопковыми шалевыми материалами [11]. Джут и полые полиэфирные материалы используются для изготовления уточной пряжи шали, а хлопковая пряжа использовалась в направлении основы для плетения ткани шали. Помимо теплоизоляционных свойств, у разработанных платков из смесового джута, полиэстера и хлопка лучше другие свойства, такие как воздухопроницаемость, фактор покрытия ткани.Кроме того, при создании куртки для зимнего сезона использовались смешанные джутовые, полиэфирные и хлопковые ткани [8, 12, 13]. В результате этого исследования было обнаружено, что куртки сопоставимы или лучше по сравнению с коммерческими куртками из полиэстера того же веса [9].

4. Выводы и перспективы на будущее

Из этого исследования можно сделать вывод, что материал на основе джута может эффективно использоваться в различных теплоизоляционных целях. Эти аппликации — шаль, куртка, одеяло, ковер и т. Д.Материалы на основе джута также имеют огромный потенциал для других промышленных применений в качестве теплоизоляционных материалов.

Помимо этих теплоизоляционных материалов на основе джута, будущими направлениями исследований являются сопротивление электромагнитного экранирования, вибростойкость / изоляционный материал, механическое сопротивление / изоляция, электроизоляционный материал, звуко / шумоизоляционный материал и т. Д. Существуют огромные области применения изоляционных материалов на основе джута для различных бытовых, промышленных и швейных применений.Текстиль на основе джута в качестве изоляционного материала может рассматриваться как экологически чистый / экологически чистый материал, который может заменить большую часть синтетического материала для того же применения. Наконец, можно сделать вывод, что джут и родственные ему волокна получат новые возможности в будущем в том, что касается применения изоляционных материалов.

Механическая изоляция — типы и материалы

Любая поверхность, температура которой превышает температуру окружающей среды, будет терять тепло. Потери тепла зависят от многих факторов, но преобладают температура поверхности и ее размер.

Укладка изоляции на горячую поверхность снизит температуру внешней поверхности. Благодаря теплоизоляции поверхность объектов будет увеличиваться, но относительный эффект снижения температуры будет намного больше, а потери тепла уменьшатся.

Аналогичная ситуация возникает, когда температура поверхности ниже температуры окружающей среды. В обоих случаях теряется часть энергии. Эти потери энергии можно уменьшить, уложив практичную и экономичную изоляцию на поверхностях, температура которых сильно отличается от окружающей.

Категории изоляционных материалов

Изоляционные материалы или системы также можно классифицировать по диапазону рабочих температур.

Существуют разные мнения относительно классификации механической изоляции по диапазону рабочих температур, в котором используется изоляция. Например, слово криогеника означает «производство холода»; однако этот термин широко используется как синоним для многих низкотемпературных применений. Неясно, в какой точке шкалы температур заканчивается охлаждение и начинается криогенизация.

Национальный институт стандартов и технологий в Боулдере, штат Колорадо, считает, что криогеника связана с температурами ниже -180 ° C. Они основывали свое определение на понимании того, что нормальные точки кипения так называемых постоянных газов, таких как гелий, водород, азот, кислород и нормальный воздух, лежат ниже -180 ° C, в то время как фреоновые хладагенты, сероводород и другие распространенные хладагенты имеют температуру кипения выше -180 ° C.

Понимая, что некоторые из них могут иметь другой диапазон рабочих температур, по которому можно классифицировать механическую изоляцию, в отрасли механической изоляции обычно приняты следующие определения категорий:

Категория Определение
Криогенные приложения -50 ° F и ниже
Тепловые приложения:
Холодильное оборудование, холодная вода и ниже температуры окружающей среды от -49 ° F до + 75 ° F
Средняя и высокая темп.приложения от + 76 ° F до + 1200 ° F
Применение огнеупоров + 1200 ° F и выше

Ячеистая изоляция состоит из небольших отдельных ячеек, которые либо соединяются между собой, либо изолированы друг от друга, образуя ячеистую структуру. Стекло, пластмассы и резина могут содержать основной материал, и используются различные пенообразователи.

Ячеистая изоляция часто дополнительно классифицируется как открытая ячейка (т.е.е. ячейки соединяются между собой) или закрытые ячейки (ячейки изолированы друг от друга). Обычно материалы с закрытыми ячейками более 90% считаются материалами с закрытыми ячейками.

Волокнистая изоляция состоит из волокон небольшого диаметра, которые тонко разделяют воздушное пространство. Волокна могут быть органическими или неорганическими, и обычно (но не всегда) они удерживаются вместе связующим. Типичные неорганические волокна включают стекло, минеральную вату, шлаковую вату и оксид алюминия-кремнезем.

Волокнистая изоляция подразделяется на изоляцию на шерстяной или текстильной основе.Утеплители на текстильной основе состоят из тканых и нетканых волокон и пряжи. Волокна и пряжа могут быть органическими или неорганическими. Эти материалы иногда поставляются с покрытиями или в виде композитов для достижения определенных свойств, например атмосферостойкость и химическая стойкость, отражательная способность и т. д.

Чешуйчатая изоляция состоит из мелких частиц или хлопьев, которые тонко разделяют воздушное пространство. Эти хлопья могут быть связаны друг с другом, а могут и не быть. Вермикулит, или вспученная слюда, представляет собой чешуйчатую изоляцию.

Гранулированная изоляция состоит из небольших конкреций, содержащих пустоты или пустоты. Эти материалы иногда считают материалами с открытыми порами, поскольку газы могут переноситься между отдельными пространствами. Изоляция из силиката кальция и формованного перлита считается гранулированной изоляцией.

Отражающая изоляция и обработка добавляются к поверхностям для снижения длинноволнового излучения, тем самым уменьшая лучистую теплопередачу к поверхности или от нее.Некоторые системы светоотражающей изоляции состоят из нескольких параллельных тонких листов или фольги, разнесенных между собой для минимизации конвективной теплопередачи. Куртки и облицовка с низким коэффициентом излучения часто используются в сочетании с другими изоляционными материалами.

Некоторые примеры типов изоляции

Ячеистая изоляция

Эластомерный

Эластомерная изоляция определяется ASTM C 534, Тип I (предварительно сформованные трубы) и Тип II (листы). В стандарте ASTM есть три широко доступных сорта.


Эластомерные утеплители
Марка Базовое описание Темп. Лимиты Индекс распространения пламени / Индекс развития дыма
1 Широко используется в типичных коммерческих системах от -297 ° F до 220 ° F толщиной от 25/50 до 1½ дюйма.
2 High temp. использует от -297 ° F до 350 ° F Нет 25/50 Номинальный
3 Использование в системах из нержавеющей стали при температуре выше 125 ° F от -297 ° F до 250 ° F Нет 25/50 Номинальный

Все три марки представляют собой гибкую и упругую пенопластовую изоляцию с закрытыми порами.Максимальная проницаемость для водяного пара составляет 0,10 перм-дюйма, а максимальная теплопроводность при температуре 75 ° F составляет 0,28 БТЕ дюйма / (ч фут 2 F) для классов 1 и 3, а для класса 2 составляет 0,30 БТЕ дюйма / (ч фут ). 2 F). Состав класса 3 не содержит выщелачиваемых хлоридов, фторидов, поливинилхлорида или каких-либо галогенов.

Предварительно сформованная трубчатая изоляция доступна с размерами внутреннего диаметра от 3/8 «до 6 IPS», с толщиной стенки от 3/8 «до 1½» и стандартной длиной 6 футов. Трубчатый продукт доступен с предварительно нанесенным клеем и без него. .Листовая изоляция доступна непрерывной длины шириной 4 фута или 3 фута на 4 фута и с толщиной стенок от 1/8 дюйма до 2 дюймов. Листовой продукт доступен как с предварительно нанесенным клеем, так и без него.

Эти материалы обычно устанавливаются без дополнительных ингибиторов пара. Дополнительная защита от паров может потребоваться при установке на трубопроводе с очень низкими температурами или в условиях постоянно высокой влажности. Все швы и точки соединения должны быть заделаны контактным клеем, рекомендованным производителем.Для наружного применения необходимо нанести атмосферостойкую куртку или рекомендованное производителем покрытие для защиты от ультрафиолета и озона.

Ячеистое стекло

Ячеистое стекло определяется ASTM как изоляция, состоящая из стекла, обработанного для образования жесткого пенопласта, имеющего преимущественно структуру с закрытыми порами. Ячеистое стекло соответствует стандарту ASTM C552, «Стандартные технические условия на теплоизоляцию из ячеистого стекла» и предназначено для использования на поверхностях, работающих при температуре от -450 до 800 ° F.Стандарт определяет две степени и четыре типа, а именно:


Изоляция из ячеистого стекла
Тип Форма и доступные сорта
Я Плоский блок, классы 1 и 2
II Трубы и трубки, готовые, классы 1 и 2
III Формы специальной формы, классы 1 и 2
IV Доска сборная, марка 2

Пеностекло выпускается блочно (Тип I).Блоки продукта типа I обычно отправляются производителям, которые производят готовые изделия (типы II, III и IV), которые поставляются дистрибьюторам и / или подрядчикам по изоляции.

Максимальная теплопроводность определяется по классам следующим образом (для выбранных температур):

Температура, ° F 1 класс 2 класс
Тип I, Блок
-150 ° F 0,20 0,26
-50 ° F 0.24 0,29
50 ° F 0,30 0,34
75 ° F 0,31 0,35
100 ° F 0,33 0,37
200 ° F 0,40 0,44
400 ° F 0,58 0,63
Тип II, труба
100 ° F 0,37 0,41
400 ° F 0.69 0,69

Стандарт также содержит требования к плотности, прочности на сжатие, прочности на изгиб, водопоглощения, паропроницаемости, горючести и характеристик горения поверхности.

Изоляция из ячеистого стекла — это жесткая неорганическая негорючая, непроницаемая, химически стойкая форма стекла. Доступны лицевые или безлицевые (с рубашкой или без нее). Из-за широкого диапазона температур в различных диапазонах рабочих температур иногда используются разные технологии изготовления.

Как правило, изготовление изоляции из пеностекла включает склеивание нескольких блоков вместе для формирования «заготовки», которая затем используется для изготовления изоляции труб или специальных форм. Используемый клей или адгезивы различаются в зависимости от предполагаемого конечного использования и расчетных рабочих температур. Для применений при температурах ниже окружающей среды обычно используются клеи-расплавы, такие как асфальт ASTM D 312 Type III.

В системах с температурой выше окружающей среды или там, где органические клеи могут представлять проблему (например, при использовании LOX), в качестве производственного клея часто используется неорганический продукт, такой как гипсовый цемент.Для определенных областей применения могут быть рекомендованы другие клеи. При определении изоляции из пеностекла укажите условия эксплуатации системы, чтобы обеспечить надлежащее изготовление.

Волокнистая изоляция

Волокнистая изоляция состоит из волокон небольшого диаметра, которые тонко разделяют воздушное пространство. Волокна могут быть органическими или неорганическими, и обычно (но не всегда) они удерживаются вместе связующим. Типичные неорганические волокна включают стекло, минеральную вату, шлаковую вату и оксид алюминия-кремнезем.


Волокнистая изоляция

Труба из минерального волокна

Изоляция труб из минерального волокна соответствует стандарту ASTM C 547.Стандарт содержит пять типов, классифицируемых в основном по максимальной температуре использования.

Тип Форма Максимальное использование
Температура, ° F
Я Литой 850 ° F
II Литой 1200 ° F
III Прецизионная V-образная канавка 1200 ° F
IV Литой 1000 ° F
В Литой 1400 ° F

Стандарт дополнительно классифицирует продукты по сортам.Продукты класса A можно «налепить» при максимальной указанной температуре использования, в то время как продукты класса B предназначены для использования с графиком нагрева.

Указанная максимальная теплопроводность для всех типов составляет 0,25 Btu in / (час фут 2 ° F) при средней температуре 100 ° F.

Стандарт также содержит требования к сопротивлению потеканию, линейной усадке, сорбции водяного пара, характеристикам горения на поверхности, характеристикам горячей поверхности и содержанию неволокнистых частиц (дроби). Кроме того, в стандарте ASTM C 547 существует дополнительное требование к характеристикам коррозии под напряжением, если продукт будет использоваться в контакте с трубопроводами из аустенитной нержавеющей стали.

Изделия для изоляции труб из стекловолокна обычно относятся к Типу I или Типу IV. Продукция из минеральной ваты будет соответствовать более высоким температурным требованиям для типов II, III и V.

Эти изоляционные материалы для труб могут быть снабжены различными покрытиями, наносимыми на заводе, или могут быть покрыты рубашкой в ​​полевых условиях. Также доступны системы изоляции труб из минерального волокна с «самосушивающимся» впитывающим материалом, который непрерывно оборачивается вокруг труб, клапанов и фитингов. Эти продукты предназначены для сохранения сухости изоляционного материала трубопроводов с охлажденной водой в местах с высокой влажностью.

Изоляционные секции труб из минерального волокна обычно поставляются длиной 36 дюймов и доступны для большинства стандартных размеров труб. Доступная толщина варьируется от 1/2 дюйма до 6 дюймов.

Гранулированная изоляция

Силикат кальция

Теплоизоляция из силиката кальция определяется ASTM как изоляция, состоящая в основном из водного силиката кальция и обычно содержащая армирующие волокна.

Трубы из силиката кальция и изоляция блоков соответствуют стандарту ASTM C 533.Стандарт содержит три типа, классифицируемых в основном по максимальной температуре использования и плотности.


Теплоизоляция из силиката кальция
Тип Максимальная температура использования (° F) и плотность
Я Макс. Температура 1200 ° F, максимальная плотность 15 шт.
IA Максимальная температура 1200 ° F, максимальная плотность 22 шт. Фут
II Максимальная температура использования 1700 ° F

Стандарт ограничивает рабочую температуру от 80 ° F до 1700 ° F.

Изоляция для труб из силиката кальция поставляется в виде полых цилиндров, разделенных пополам по длине или изогнутых сегментов. Изоляционные секции труб обычно поставляются длиной 36 дюймов и доступны в размерах, подходящих для большинства стандартных размеров труб. Доступная толщина в один слой составляет от 1 дюйма до 3 дюймов. Более толстая изоляция поставляется в виде вложенных секций.

Блок-изоляция из силиката кальция поставляется в виде плоских секций длиной 36 дюймов, шириной 6 дюймов, 12 дюймов и 18 дюймов и толщиной от 1 дюйма до 4 дюймов.Блок с канавками доступен для установки блока на изогнутые поверхности большого диаметра.

Из стандартных профилей можно изготавливать специальные формы, такие как изоляция клапана или фитинга.

Силикат кальция обычно покрывается металлической или тканевой оболочкой для внешнего вида и защиты от атмосферных воздействий.

Указанная максимальная теплопроводность для типа 1 составляет 0,41 БТЕ-дюйм / (ч-фут 2 ° F) при средней температуре 100 ° F. Указанная максимальная теплопроводность для типов 1A и 2 составляет 0.50 британских тепловых единиц / (час фут 2 ° F) при средней температуре 100 ° F.

Стандарт также содержит требования к прочности на изгиб (изгиб), прочности на сжатие, линейной усадке, характеристикам горения поверхности и максимальному содержанию влаги при поставке.

Типичные области применения включают трубопроводы и оборудование, работающие при температурах выше 250 ° F, резервуары, сосуды, теплообменники, паровые трубопроводы, изоляцию клапанов и фитингов, котлы, вентиляционные и выхлопные каналы.

Ссылка (-а):
https: // www.wbdg.org и http://www.roxul.com

Подробнее о механической изоляции

Часть 1:
Типы и материалы

Часть 2:
Требования к пространству для изоляции

Часть 3:
Изоляция трубопроводов

Эффективная теплоизоляция древесной пеной

Пенопласт — это полностью натуральный продукт, изготовленный из экологически чистого сырья. Предоставлено: Fraunhofer WKI.

Изоляционные материалы завтрашнего дня должны быть эффективными и экологически чистыми.Ученые Fraunhofer разрабатывают изоляционную пену из дерева, которая может в долгосрочной перспективе заменить нефтехимический пластик.

Защита климата теперь является обязательной заботой каждого строительного подрядчика. Только в октябре прошлого года федеральное правительство Германии ужесточило Постановление об энергосбережении (EnEV), указав, что в будущем объекты недвижимости должны будут потреблять еще меньше энергии, чем раньше.Ключ к соблюдению этих строгих требований заключается в том, как мы изолируем наши стены и крышу, поскольку эффективная изоляция предотвращает утечку большого количества нашей ценной тепловой энергии без использования. Здания изолируются путем облицовки фасадов материалами, уменьшающими передачу тепла в окружающую среду. Традиционно в строительной отрасли используются древесноволокнистые плиты или вспененные пенопласты на основе нефтехимических пластмасс, поскольку они являются хорошими изоляторами, которые доступны по цене и просты в производстве. Но эти материалы не особо благоприятны для окружающей среды, поэтому долгосрочная цель — заменить продукты на нефтяной основе материалами, полученными из возобновляемых источников.

Исследователи из Института исследования древесины им. Фраунгофера, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI в Брауншвейге приняли очень многообещающий подход к этой проблеме, разработав метод создания пены из древесных частиц. «Наша древесная пена может использоваться точно так же, как обычная пластиковая пена для распыления, но это полностью натуральный продукт, сделанный из экологически безопасного сырья», — объясняет профессор Фолькер Толе из WKI. Ученые производят пену путем очень тонкого измельчения древесины, пока мельчайшие частицы древесины не станут слизистой массой.Затем они добавляют к этой суспензии газ, чтобы превратить ее в пенистую пену, которая затем затвердевает. Процесс упрочнения способствует натуральным веществам, содержащимся в самой древесине. В альтернативном методе для производства конечного продукта используются определенные химические процессы. «Это немного похоже на выпечку, когда тесто поднимается и становится твердым в духовке», — объясняет профессор Толе. Древесная пена — это легкий базовый материал, который затем можно превратить в плиты из жесткого пенопласта и маты из гибкого пенопласта.

Изолирует, а также обычные пенопласты

Изоляционные материалы на основе древесины не являются чем-то новым, но продукты, которые доступны в настоящее время, имеют недостатки.Например, маты из древесных волокон и древесной шерсти имеют тенденцию терять волокна, поскольку они фибриллируют, и имеют менее стабильную форму, чем изоляционные материалы из пластика. «Со временем используемые в настоящее время изоляционные маты из древесных волокон имеют тенденцию проседать в середине из-за колебаний температуры и влажности. Это в некоторой степени отрицательно сказывается на их изоляционных свойствах», — говорит профессор Толе. Однако древесная пена, разработанная в WKI, в этом отношении ничем не уступает обычным пенопластам.«Мы проанализировали наши продукты из пенопласта в соответствии с применимыми стандартами для изоляционных материалов. Результаты были очень многообещающими; наши продукты получили высокие оценки с точки зрения их термоизоляционных и механических свойств, а также их гигричных или связанных с влажностью характеристик», — сказал профессор Тот раскрывает.

Ученые из Брауншвейга в настоящее время экспериментируют с различными видами древесины, чтобы определить, какие породы деревьев являются лучшей основой для их продукта. Кроме того, они разрабатывают подходящие процессы для массового производства древесных пен в промышленных масштабах.Этот инновационный материал может также использоваться в других областях, помимо изоляции, таких как упаковка. Упаковочные материалы из древесной пены станут долгой альтернативой еще одному продукту на масляной основе: пенополистиролу.


Композиты, пены и покрытия — инновационные пластмассы на международной выставке K Trade Fair
Предоставлено Fraunhofer-Gesellschaft

Ссылка : Эффективная теплоизоляция древесной пеной (10 марта 2014 г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *