Характеристики и требования к системам теплоизоляции

Главным и общим требованием к теплоизоляции, что определяет их основные технические свойства, есть высокая пористость. Пористость теплоизоляции – это отношение общего объема всех пор, что есть в материале, к общему объему материала.

Непосредственную связь с пористостью имеет такая характеристика теплоизоляции, как плотность теплоизоляционных материалов, что преимущественно зависит от химической природы материала и пористости. В этом случае под термином «плотность» понимают среднюю плотность, при расчете которой учитывают действительную плотность твердого вещества, с которого построен каркас материала, и плотность воздуха, что заполняет пори в каркасе.

Значение пористости и плотности материала взаимосвязаны обратным соотношением, то есть чем больше пористость, тем больше плотность самого материала.

Поскольку среднюю плотность материалов определять намного проще, чем общую пористость, то в нормативных документах (в частности в ГОСТ 16381-77 «Материалы и изделия строительных теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования»), а также в сопроводительных документах наводят значения показателя «плотность» (при этом имеется ввиду среднее значение плотности).

Плотность теплоизоляционных плит, что предназначены для устройства теплоизоляции зданий и сооружений, должна быть:

- минераловатных плит – не менее 160 кг/м3;
- плит из вспененного бисерного полистирола – не менее 25 кг/м3;
- плит из вспененного расплава полистирола – 30-38 кг/м3.

Самым важным показателем качества теплоизоляции есть коэффициент теплопроводности. Теплоизоляционные материалы в результате их высокой пористости должны иметь низкие коэффициенты теплопроводности и высокие теплоизоляционные показатели. Поскольку высокопористые материалы есть двофазными элементными системами, которые состоят с твердого вещества, что создает стенки пор (каркас), и воздуха, что заполнил поры, их теплопроводность зависит от теплопроводности твердых веществ, что создают каркас, и теплопроводности воздуха. Численные значения коэффициентов теплопроводности теплоизоляции зависят от химической природы твердой фазы (каркаса): пористости, размера пор, характера пор (замкнутые или открытые), средней плотности материала, а также от условий их хранения, использования и эксплуатации.

Для теплоизоляционных плит, что используются при устройстве внешний теплоизоляции дома, коэффициенты теплопроводности при температуре 298±5 К (25±5 °С) должны быть не больше:

- минераловатных плит – 0,05 Вт/(м*К);
- пенополистирольных плит – 0,042 Вт/(м*К).

Пористая структура теплоизоляционных материалов обусловливает капиллярное и гигроскопическое увлажнение, что ухудшает основные свойства материалов: теплопроводность, плотность, прочность. Увлажнение материалов зависит от наличия большого количества открытых пор, что связаны с внешней природной средой и через которые влага попадает с этой среды в материал. Содержание влаги в теплоизоляции (влажность) выражают у процентах от массы (для минераловатных плит) и за объемом (для пенополитирольных плит). Влажность плит, что поступают на объект для его утепления, не должна превышать 1%. Поскольку влажность плит, что получают из вспененного бисерного полистирола, сразу после их изготовления равна 12%, они должны быть выдержаны при температуре 20±2°С в закрытом вентилируемом помещении не менее двух месяцев с момента их изготовления.

Одной с основных характеристик теплоизоляции есть водопоглощение. Водопоглощение теплоизоляции – это свойство материала поглощать определенное количество воды и удерживать ее в своих порах. Водопоглощение характеризуется количеством воды, что поглощается образцом теплоизоляции при выдержке его в воде на протяжении определенного времени, отнесенной к массе сухого образца, и выраженного в процентах. Теплоизоляция с преимущественно закрытыми порами имеет водопоглощение ниже, чем материал с открытыми порами. Водопоглощение теплоизоляции, что используется при устройстве утепления дома, не должно превышать за 24 часа:

- минераловатных плит 30% (от массы);
- пенополистирольных плит 2,0% (от объема).

Теплоизоляционные материалы должны иметь определенную паропроницаемость, то есть «дышать». Использование паропроницаемых материалов при устройстве внешней теплоизоляции зданий способствует созданию оптимального влаго-воздушного режима в помещениях дома, а также повышению долговечности внешних ограждающих конструкций за счет повышения их стойкости до внешних влияний отрицательных и положительных температур.

Паропроницаемость теплоизоляции – это свойство материала пропускать сквозь всю его толщину водяную пару при наличии перепадов давления и температуры. Паропроницаемость теплоизоляционных материалов должна быть не меньше:

- пенополистирольных плит – 0,03 мг/(м*час*Па);
- минераловатных плит – 0,3 мг/(м*час*Па).

Кроме пересчитанных требований и характеристик к теплоизоляции выдвигают требования по прочности.

Прочность теплоизоляции – это свойство материала создавать сопротивление разрушению или пластической деформации под воздействием внешних нагрузок. Прочность теплоизоляционных материалов в значительной степени зависит от пористости: с увеличением пористости прочность, как правило, понижается. Прочность теплоизоляционных материалов характеризуется такими показателями:

- прочность на сдавливание при 10%-й деформации; - граничная прочность при растягивании в направлении, перпендикулярном к плите.

Прочность теплоизоляции на сдавливание при 10%-й деформации должна быть не менее:

- пенополистирольных плит – 0,1 кПа;
- минераловатных плит – 0,04 кПа.

Граничная прочность теплоизоляции при растягивании плит должна быть не менее чем:

- пенополистирольных плит – 0,1 МПа;
- минераловатных плит – 0,015 МПа (для плит, что крепятся с помощью клея и дюбелей).

Для качественного выполнения устройства внешней системы утепления дома или здания надо использовать плиты с теплоизоляционных материалов правильной формы, допустимые отклонения которых от геометрических параметров приведено в таблице ниже. Длина й ширина плит зависят преимущественно от возможностей производства, удобства во время эксплуатации, использования. Толщина плит устанавливается проектом на основании предварительного выполнения теплотехнических расчетов, но не может быть менее 50 мм.

Допустимые отклонения плит теплоизоляции от геометрических параметров

Название допуска	Значение для плит
	Пенополистирольных			Минераловатных плит
Допустимые отклонения по длине, мм	±2			±2
Допустимые отклонения по ширине, мм	±2			±1,5
Допустимые отклонения по толщине, мм	±1			±3…±1
Допустимые отклонения от плоскости, мм	5			6
Допуски по прямоугольности, мм/м	±2			±5