Тепло, еще теплее Вся история теплоизоляции за 10 минут!

Вся история теплоизоляции за 10 минут!

Глина, солома, прелые листья, древесная стружка – материалы из прошлого до сих пор используются для утепления частных домов. Экзотика, хотя по-прежнему работает. Что такое современная теплоизоляция, кто ее изобрел, где применяется – читайте в нашем экспресс-обзоре. В конце статьи – общая сводка изоляционных материалов по параметрам.

Каменную вату изобрели В США

Сама идея, что можно делать вату из камня, возникла после наблюдения за природным явлением «волосы Пеле». Футболист тут не причем, Пеле – это богиня вулканов на Гавайях. Ветер раздувал выплескивающуюся из вулкана лаву, и получались тончайшие каменные нити в толщину человеческого волоса.

В 19 веке инженеры и ученые в США, Франции и Германии экспериментировали примерно в одно и то же время, но основателем промышленного производства каменной ваты называют американца Чарльза Коридона Холла (C.C. Hall) к концу столетия. До Чарльза Холла в опытах использовали каменный шлак, было много побочных явлений, вредных для здоровья рабочих. Холл приспособил для добычи сырья известняковые карьеры, в которых не было серы.

Чарльз Холл постоянно усовершенствовал свое изобретение, шутят, что его жена крайне редко использовала свою духовку на кухне, так как Чарльз постоянно там «запекал» очередные опытные образцы.

Каменная шерсть, как ее еще называли, – “rock wool” – обладала сразу несколькими преимуществами: не пропускала тепло, холод, звук. Поскольку камень является негорючим материалом, соответственно каменная вата – не горит. 

Сейчас каменную вату производят из базальтового щебня, добавки известняка существенно ухудшают характеристику минеральной ваты, из-за того, что известняк быстро набирает влагу.

Материал подходит для любых ненагружаемых конструкций – наружное утепление стен, каркасное строительство, пол, потолок, теплоизоляция труб. Единственное место, для которого каменная вата не рекомендуется – цокольные этажи, так как водопроницаемость, даже после всех улучшений, все-таки не идеальная.

Стекловату придумали в Древнем Египте, в США запатентовали и поставили на поток

Дуть тонкие нити из расплавленного стекла придумали еще древние египтяне, но весь материал уходил на украшения и декор.

Додумались до стекловолокна именно как строительного материала в Америке. Патент получил американец Геймс Слейтер (Games Slayter) из Огайо в 1934 году. Им же технология производства стекловаты была поставлена на поток. Удобно, что в качестве сырья, в основном, использовался стеклянный бой.

Как и каменная вата, стекловата имеет хорошие теплоизоляционные и звукоизоляционные характеристики, не горит, не плесневеет, плюс она дешевле.   

Набор минусов в течение 20 века старались сократить. Стараются до сих пор.

Стекловата перестала так сильно колоться, нити стали более тонкими:

Для большей влагостойкости сейчас ее обрабатывают спецсредствами, чтобы продлить срок службы (изначально был не более 8-10 лет).

По плотности стекловата бывает кровельная, стеновая и под бетонную стяжку. Для стяжки соответственно идет самая плотная.

Примечание:

Каменная (базальтовая) вата и стекловата – обе относятся к категории минеральная вата.

Эковату первыми стали производить в Германии

В отличие от всего современного с приставкой «эко», эковата не какое-то новое изобретение. Еще с 19 века отметили теплоизоляционные свойства целлюлозы – переработанной газетной макулатуры, в ходе опытов, в нее стали добавлять борную кислоту или буру, чтобы исключить возгорание. Целлюлозный утеплитель активно стал разрабатываться в Германии в 30-е годы 20 века. Эковата не совсем вата, как каменная или стеклянная. Это насыпной, вернее, выдувной материал, и важно было придумать специальное оборудование для ее быстрого распределения по поверхности, так называемые, выдувные машины. Как только технологическая сторона вопроса была решена, распространение эковаты в мире пошло в разы быстрее.

Как понятно из состава, эковата относится к категории умеренногорючих. Это главный минус эковаты, в остальном – дешевизна, простота в монтаже и универсальность, а главное – экологичность позволяют эковате занимать одно из лидирующих мест в Финляндии, США, Канаде и ряде европейских стран.  

В России эковата стала известна с 90-х годов. В СССР предпочитали всему стекловату и керамзит.

Керамзит придумали в США, а в России доработали

Кажется, что керамзит – старинный материал, но изобрели его даже позже, чем минеральную вату. Американцы придумали «вспученную глину» в начале 20 века, делали из нее пластины, которые после крошили. А в Советском союзе стали обжигать гранулы глины во вращающихся печах, так получился круглый керамзит.

Керамзит пригоден на стройке в виде гравия, щебня и песка.

Керамзитовый гравий круглый 2-4 см, щебень неправильной угловатой формы 1-2 см, керамзитовый песок добавляют в бетон для стяжки пола, при изготовлении стеновых блоков. Идеальный теплоизоляционный результат дает смешение всех трех видов.

Дешевый, экологичный, простой в применении – керамзит используют по всему миру.

Пенополистирол изобрели в Германии, а экструдированный – в США

Цепочка такая: стирол впервые открыли в 1831 году в Германии, через сто лет появился полистирол в Германии, пенополистирол получили сначала во Франции в 1928 году, а стала производить и запатентовала компания BASF в 1949 году. В США патент на экструдированный пенополистирол получили даже раньше, чем на обычный – в 1944 году.

В Швеции примерно в то же время изобретателем пенопласта считается Карл Мунтерс (Carl Munters) из Electrolux.

Пузырьки газа бутена растворяют в полистироле и потом под воздействием пара получаются гранулы, в 70 раз превышающие исходный размер.

Пенопласт на 98% состоит из воздуха.

Пенопласт - суперлегкий материал, с хорошими теплоизоляционными и звукоизоляционными характеристиками и, что важно, дешевый. Современный пенопласт обрабатывают антипиреном, благодаря которому пенопласт не воспламеняется, хотя и постепенно сгорает.

Минусы есть: пенопласт паронепроницаем, он хрупкий и при этом его неудобно обрабатывать – только горячим ножом, горючесть (класс Г1 и Г2) и спорная экологичность.

Пенополистирол применяют для утепления фасадов зданий (при условии, что это класс горючести Г1), теплоизоляции труб, а также при строительстве дорог.

Экструдированный пенополистирол хорош для теплоизоляции пола и фундамента, чтобы бетон не промерзал. Он более прочный и еще водонепроницаемый. Вот только более горючий – класс Г3 и Г4.

Пенополиуретан открыли в Германии

Основа теплоизоляции ПИР (PIR) – пенополиуретан, его впервые как пену получил немецкий химик Отто Байер (Otto Bayer) в 1937 году. Изобретение практически сразу забрали в самолетостроение, легкий и прочный материал выдерживал сумасшедшие перепады температуры, которые пригодились и в ракетостроении.

К нам на землю спустился ПИР в виде пенополиизоцианурата с разными видами покрытия: ламинированная или тисненая фольга, стеклохолст с минеральным связующим или пропитанный битумом, крафтовая бумага – для разных целей свой вариант. Например, для фасадов лучше брать с покрытием стеклохолст, оно идеально подходит для финишной отделки.

Не поддерживает горение и не распространяет пламя, самая низкая теплопроводность из всех существующих теплоизоляций, но нулевая паропроницаемость, посредственная звукоизоляция и высокая цена пока не дают ПИРу раскачать российский зал на полную.

Область применения: теплоизоляция фасадов, крыш, труб и воздуховодов. Обычно ПИР применяют для теплых полов и теплых стен, бань и саун.

Вместо лишних слов пусть говорят цифры.

Сводка средних значений теплоизоляционных материалов: