Izoliacinių medžiagų pagrindiniai parametrai: šiluminė, mechaninė ir elektrinė charakteristika

Termoizoliacinės medžiagos ir gaminiai užima ypatingą vietą tarp statybinių medžiagų. Statyboje plačiai naudojamos termoizoliacinės medžiagos, tokios kaip mineralinė vata (akmens vata, stiklo vata), polistireninis putplastis (EPS), ekstruzinis polistireninis putplastis (XPS), putų poliuretanas ir kitos medžiagos. Apšiltinant pastatus visų pirma reikia atkreipti dėmesį į reikalaujamą pastatų atitvarų šilumos perdavimo koeficientą ir atitvarų drėgminės būsenos skaičiavimus.

Šilumos perdavimo koeficiento ir šiluminės varžos svarba

Pastatų atitvarų šilumos perdavimo koeficientai pateikti STR 2.05.01: 2005 „Pastatų atitvarų šiluminė technika”. Šilumos perdavimo koeficientas yra atvirkščias dydis šiluminei varžai, todėl patogu išreikšti ją šilumine varža, kv. m K/W. Taigi šiluminė varža stogams - 6,25, sienoms - 5,00, perdangoms - 4,00. Šiluminė varža apskaičiuojama atitvaros sluoksnio storį dalijant iš to sluoksnio projektinio šilumos laidumo koeficiento.

Apšiltinant pastatus iš vidaus didžiausią poveikį daro medžiagos garinė varža. Jei medžiaga blogai praleidžia vandens garus, vidiniame atitvaros paviršiuje gali susidaryti kondensatas ir pelėsis. Skaičiavimais taip pat įvertinamas per metus atitvarų viduje susikaupiantis ir išgaruojantis drėgmės kiekis. Dėl sudėtingumo palengvinimui galima naudoti kompiuterines programas.

Medžiagų ir jų atsparumas gniuždymui bei deformavimui

Vis plačiau naudojant termoizoliacines medžiagas svarbu žinoti jų atsparumą gniuždymui ir deformacines savybes. Mechanines termoizoliacinių medžiagų savybes derinant su šilumos ir garso izoliacijos charakteristikomis, lemia jų tinkamą naudojimą statybose. Daugumai medžiagų tiksliai galima nustatyti tik tempimo, lenkimo, šlijimo stiprumą; dažnai naudojamas 10 proc. deformacijos kriterijus, nors gniuždymo įtempis iki 10 proc. nėra projekinė vertė. Sėkmingam naudoti reikalingi deformavimo ir tamprumo duomenys ilgalaikėms apkrovoms.

Nuo naudotojų poreikių priklauso ir medžiagų pasirinkimas: kartais brangi prekė nuvilia savo kokybe. Sprendžiant dėl jų naudojimo svarbu įvertinti ne tik kainą, bet ir jų mechanines ir šilumos charakteristikas. Nekintantys matmenys, atsparumas vandeniui ir lengvas montavimas yra svarbūs pasirinkimo kriterijai.

Populiariausios termoizoliacinės medžiagos ir jų parametrai

  1. Akmens vata, šilumos laidumas iki 0,040 W/(m·K), tankis 20-40 kg/m3. Puikiai atspari aukštai temperatūrai (iki 900°C). Atsparumas vandeniui: plūduriuojanti struktūra, impregnantai repelentai vandenį, leidžiantys išlaikyti izoliacines savybes. Naudojama plokštėse ir plėtojant sausą užuolaidinę sistemą.
  2. Stiklo vata, šilumos laidumas apie 0,033-0,042 W/(m·K) priklausomai nuo tankio. Naudojama plačiai vidaus ir išorės apšiltinimui. Intervalas naudojimo iki apie 680°C, o plokščių atsparumas vanniai viršių.
  3. Putų polistirenas (EPS), šilumos laidumas apie 0,033-0,039 W/(m·K). Mažas matmenų stabilumo trūkumas, brėžti plokočių su plonu gipso uždanga sistemose. Tačiau putplastis nesudaro geros garų pralaidumo, o kontaktas su organiniais tirpikliais ribojamas.
  4. Ekstruzinis polistirenas (XPS), šilumos laidumas apie 0,030 W/(m·K). Gera atsparumas vandeniui, standumas ir mažas šilumos laidumas, bet dažnai prasta matmenų stabilumas ir garų pralaidumas. Nerekomenduojama išorinėms sienų sistemoms dėl estetinės kokybės problemų.
  5. Fenolio plokštė, šilumos laidumas apie 0,032 W/(m·K). Geros izoliacinės savybės, tačiau dėl trapumo ir vandens sugėrimo problemų dažnai naudojama tik kai kuriose mažesnėse ar azegzistuoja vietose. Lokalioje rinkoje dažnai naudojamos grafito polistirolo plokštės kaip alternatyva.
  6. Grafito polistirolo plokštė, šilumos laidumas apie 0,033 W/(m·K). Atspindi šilumos spinduliavimą, pagerina izoliacines savybes apie 30%. Plačiausiai naudojama vidaus statyboje dėl ekonomiškumo.
  7. Putų poliuretanas, šilumos laidumas apie 0,024 W/(m·K). Tūsiniai putų sluoksniai vietoje ir montuojamos plokštės. Proceso metu gali būti geras atsparumas vandeniui ir su įmanoma užkirsti kelią šilumos tilto formavimuose.
  8. Presuota polistirolo plokštė (XPS atskirai), šilumos laidumas apie 0,030 W/(m·K). Ekstruzija su uždarų pluoštų užpildais. Dalinai atsispiria vandeniui, kai kurias komplikacijas kelia matmenų stabdis ir jungiamieji tirpiklių sąnariai.
  9. Kompozitinė magnio aliuminio silikato medžiaga, šilumos laidumas apie 0,045 W/(m·K). Nedegūs, ilgaamžiai, aplinkai draugiški, tačiau rinkoje retesni.
  10. HX izoliacijos plokštė, šilumos laidumas apie 0,045 W/(m·K). EPS pagrindas su specialiu ugniai atspariu sluoksniu; kainos padidėjimas lyginant su įprastu EPS, bet potyrių ateina.
  11. Polistireninis izoliacinis skiedinys, šilumos laidumas apie 0,058 W/(m·K). Daugiausia naudojama skiediniams su dalelėmis, bet izolacinės savybės silpnesnės, vandens sugėrimas didesnis.
  12. Akmens vatos plokštė (lit.), šilumos laidumas apie 0,040 W/(m·K). Plačiai naudojama sausose užuolaidinėse sienose, tinka priešgaisrinei apsaugai, bet didelė vandens absorbcija.
  13. Magnio silikato kompozitinė izoliacija, šilumos laidumas apie 0,045 W/(m·K). Mažiau paplitęs produktas, dažnai neturi daug praktinio plėtimo į rinką.

Be šių, egzistuoja specialios plokštės, tokios kaip vakuuminės izoliacinės plokštės (UIP) ir aerogeliai. Vakuuminės plokštės turi ypatingą šilumos laidumo koeficientą, apie 0,008 W/(m·K), tačiau jų kliūtys - brangi kaina ir rizika dėl vakuumo pažeidimo bei plokščių montavimo sudėtingumas. Aerogeliai pasižymi labai mažu šilumos laidumu apie 0,018 W/(m·K) ir perspėjama dėl jų didelių kainų bei neapibrėžtos praktinės taikymo plėtros statybose.

Kvėpavimo ir drėgmės valdymas

Apšiltinant reikia įvertinti garų laidumą. Jei medžiaga gerai praleidžia vandens garus arba yra sandari, gali susidaryti vidiniai kondensatai, pelėsis ir drėgmės kaupimas. Todėl labai svarbu pasirinkti garinę barjerą ir apsvarstyti garų atsparumo koeficiento vertinimus, kurie gali būti skaičiuojami pagal STR nuostatas. Dar vienas svarbus aspektas - drėgmės valdymas per metus.

Dažnai užduodami klausimai apie izoliacines medžiagas

  • Kas yra izoliacija? - Medžiagos, kurios nelaidžios elektrai, vadinamos izoliacinėmis medžiagomis arba dielektrikais.
  • Kokia yra izoliacinių medžiagų klasifikacija? - Dujų, skystų ir kietų izoliacinių medžiagų kategorijos, taip pat skirtingos klasifikacijos pagal jų taikymą ir savybes.
  • Kokia yra geriausia izoliacinė medžiaga? - Pasirinkimas priklauso nuo specifinių poreikių: šiluminė arba elektrinė izoliacija, atsparumas ugniai, drėgmei, matmenų stabilumas ir kiti veiksniai.
  • Kokios medžiagos naudojamos elektros izoliacijai? - Neorganinės, organinės bei mišrios izoliacijos medžiagos, priklausomai nuo jų paskirties (pavyzdžiui, transformatoriai, varikliai ir kt.).
  • Kokios yra pagrindinės izoliacinių medžiagų savybės? - Dielektrinis stiprumas, atsparumas įtampai, dielektriniai nuostoliai, dielektrinė konstanta, atsparumas karščiui, mechaninės savybės, vandens atsparumas ir kt.

Duomenų ir praktinių patarimų iš ekspertų

Pastaruoju metu Lietuvos valstybinės kokybės inspekcijos specialistai teikia patarimus vartotojams dėl išsamaus medžiagų įvertinimo: reiktų atidžiai perskaityti ženklinimo rekvizitus ant produkto pakuotės, vengti nežymėtų gaminių, įvertinti izoliacines savybes, naudojimo intervalą tam tikroje temperatūroje, atsparumą vandeniui, mikroorganizmų poveikiui (pelėsiams), akustines ir ekologines savybes, lengvumą montuoti ir stabilumą matmenyse. Taip pat rekomenduojama naudoti programinę įrangą skaičiavimams, kai tai sudėtinga simuliacijos dalis.

Infografika:

VERTA PAMATYTI: kaip atrodo šiuolaikiniai sąvartynai

tags: #izoliaciniu #medziagu #pagrindiniai #parametrai