В современной отечественной практике строительства преобладает три основных типа теплоизоляционных материалов: минеральная вата, плиты из пластических масс и различные засыпки. В каждом из этих типов есть свои разновидности, которые отличаются по характеристикам и цене. Рассмотрим их более подробно.

Продукты из минеральной ваты представлены на рынке в виде плит и рулонных материалов (матов) различной плотности, а также в виде войлока, гранул, скорлуп и сегментов. Они отличаются хорошими теплоизоляционными и акустическими свойствами, высокой огнестойкостью. Эти неорганические материалы применяются для утепления и звукоизоляции фасадов (под оштукатуривание и облицовку), чердаков, крыш, перекрытий, стен и межкомнатных перегородок. Благодаря волокнистой структуре ваты обладают малой теплопроводностью – 0,032–0,046 Вт/м · °C, хорошими звукоизолирующими свойствами и высокой паропроницаемостью – около 0,48 г/м · ч · гПа. Пар проходит между волокнами, но не впитывается в них. Однако он должен иметь возможность выйти наружу, чтобы не накапливаться внутри плиты или мата: мокрый материал обладает более высокой теплопроводностью. Гидрофобизация изделий делает их стойкими к атмосферным воздействиям и существенно расширяет область применения.

Теплоизоляция из минеральной ваты эластична, устойчива к образованию грибков и плесени, не портится насекомыми и не разрушается под воздействием ультрафиолетового излучения. Она очень хорошо поглощает звуки, благодаря чему утеплители из минеральных волокон одновременно выполняют функцию звукоизоляции и препятствуют распространению шума через изолируемые стены и перекрытия. Однако минеральная вата не выдерживает высоких механических нагрузок и, если не обработана водоотталкивающими средствами, впитывает влагу.

Ваты малой плотности (до 15 кг/м³) могут оседать на стене, создавая мостики холода, к тому же продуваются ветром. Современная стекловата почти не колется, в отличие от аналогичного материала старого образца, состоящего из очень толстых волокон, которые, как занозы, впивались в кожу. Тем не менее изделия из стекловаты образуют вредную для здоровья пыль, постепенно истираясь при деформациях конструкций. Поэтому их следует использовать только снаружи здания или внутри стен. Базальтовые продукты более пожаростойки и жестки, менее склонны к усадке (из-за разнонаправленности волокон), но дороже, чем стеклянные.

Маты и войлок из минваты во время перевозки и хранения находятся в упаковках в сжатом состоянии, что значительно уменьшает занимаемый ими объем. Необходимо защищать вату от влаги, поэтому лучше хранить ее в сухих закрытых помещениях. Плиты укладываются одна на другую в стопки не выше 2 м, а маты и рулоны устанавливаются вертикально в один ряд. Следует избегать хождения по жестким плитам и категорически запрещается ходить по разложенной мягкой вате – ее можно легко повредить.

Необходимую толщину утеплителя определяют с учетом минимально допустимого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции и температурной зоны, в которой будет эксплуатироваться здание. Чем теплее климат, тем меньше толщина слоев ограждающих конструкций. Толщину теплоизоляционного слоя рассчитывают для каждого конкретного объекта.

Утеплители из минваты режут длинным острым ножом или ножовкой. Необходимо оставить припуск: около 0,5 см при нарезке плит и 1–2 см при нарезке матов, чтобы после монтажа материал плотно заполнил изолируемое пространство. Рулонный утеплитель легче резать до его разворачивания, чем после. Плиты лучше резать по одной.

Волокнистые изоляторы монтируют на стенах с помощью клея, специальных термодюбелей, устанавливая враспор между стойками несущего каркаса или обрешетки. В отдельных случаях можно использовать монтажную пену. Снаружи их обычно закрывают ветро– и гидрозащитным материалом. Следует помнить, что для утепления вертикальных поверхностей можно использовать только минеральную вату повышенной плотности (более 75 кг/м³), так как обычная на них просто не будет держаться. Маты по сравнению с плитами хороши тем, что ими можно плотно закрыть конструкции сложной формы.

Поскольку вата является материалом, выделяющим пыль, до начала работ по утеплению здания стекловатой стыки каналов систем транспортировки воздуха должны быть надежно загерметизированы. В противном случае кусочки стекловолокна могут попасть в вентиляционную систему дома.

Сырьем для их изготовления служат термопластичные (полистирольные, поливинилхлоридные, полиуретановые) и термореактивные полимеры, газообразующие и вспенивающие вещества, наполнители, пластификаторы, красители. Образование в пластмассах ячеек или полостей, заполненных газами или воздухом, вызвано химическими, физическими, механическими процессами либо их сочетанием.

В зависимости от структуры теплоизоляционные пластмассы могут быть разделены на две группы: пенопласты и поропласты. Пенопластами называют ячеистые пластмассы с малой плотностью и наличием не сообщающихся между собой полостей или ячеек, заполненных газами или воздухом. Поропласты – пористые пластмассы, структура которых образована сообщающимися между собой полостями. В строительстве наибольшее распространение в качестве тепло– и звукоизоляционных материалов получили пенополистиролы, вспененный полиэтилен и пенополиуретан.

Готовых изделий с применением пенопласта очень много. Так, для утепления стен мокрым методом выпускаются плиты с профилированной поверхностью, которая позволяет вентилировать пространство между стеной и изоляцией, предотвращая увлажнение стен. Более твердые плиты используют для крыш с инверсионным (обратным) расположением слоев, а также для террас и стен подвалов – канавки обеспечивают отток дождевой воды. У некоторых видов плит вся поверхность дополнительно защищена слоем геотекстиля (специальный материал, обычно синтетический, предназначенный для создания слоев различного назначения в гражданском и другом строительстве).

Выпускаются и плиты, оклеенные рубероидом с одной стороны. Их используют для теплоизоляции плоских крыш, фундаментов, под бетонные основания. Такие плиты имеют поперечные насечки, что позволяет их сворачивать и транспортировать.

Для полов с электроподогревом применяют фольгированные плиты – оклеенные фольгой, которая отражает тепло и увеличивает прочность плиты на сжатие.

Сэндвич-панели представляют собой трехслойную конструкцию: два жестких листа (как правило, из ПВХ), между которыми находится утеплитель (лист пенопласта или экструдированного пенополистирола). Сэндвич-панели широко используются при изготовлении и монтаже дверных конструкций и перегородок. Их толщина может варьироваться от 40 до 200 мм.

Для внутренних работ производятся плиты, оклеенные гипсокартоном с одной или двух сторон. Плиты с односторонней отделкой используются внутри мансард и для подвесных потолков, а с двухсторонней – для возведения легких перегородок.

Компенсационные ленты применяют в конструкциях плавающих полов. Они предотвращают передачу звуков от пола к стенам.

Профили – плинтусы, карнизы, молдинги, применяемые для реставрации исторических объектов и украшения фасадов новых зданий, а также в качестве декоративных элементов внутри помещений. Каждый производитель представляет каталог профилей, из которых можно выбрать соответствующий проекту.

Клинья необходимы для того, чтобы получить соответствующий уклон ската крыши к точкам сброса воды у вентиляционных шахт и зенитных фонарей. Как правило, это плиты клиновидного сечения с уклоном 1,7–3,4 %.

Обои изоляционные выполняют в виде подложки под декоративные обои. Благодаря их применению сокращаются теплопотери, стены становятся теплыми на ощупь. Изоляционные обои прекрасно закрывают трещины и выравнивают поверхность стен. Такие обои имеют толщину 3,6 и 10 мм при стандартной для обоев длине рулона 10 м.

Гранулят (пенополистирольные шарики, бисер, дробленка) удобен для теплоизоляции в труднодоступных местах. Мелкие гранулы полистирола задувают в пустоты в стенах, а более крупными заполняют пространства под и над перекрытием, а также в скатах крыши. Пенополистирольными шариками можно утеплить труднодоступные места в стенах и конструкциях со сложными формами и неровными поверхностями.

Пеноизол – пористый полимерный материал белого цвета (жидкий пенопласт), который изготавливают с помощью специальной установки прямо на строительной площадке. Компоненты пеноизола (смолу, раствор и др.) подают отдельно и смешивают в специальном смесителе. Теплопроводность материала составляет 0,035–0,047 Вт/м · °C.

По внешнему виду и характеристикам пеноизол – недорогой аналог пенополистирола. Его главное преимущество в том, что он текуч. Пеноизолом можно утеплять полы и крыши в эксплуатируемых зданиях, его можно заливать в самые труднодоступные полости, использовать для утепления конструкций каркасных зданий. К тому же он достаточно дешев. Один из недостатков пеноизола – неприятный специфический запах во время высыхания (смолы содержат формальдегид, выделяющийся при полимеризации). В некоторых смолах (ВПС-Г или КФ-ТИ) содержатся специальные добавки, которые связывают формальдегид, поэтому они считаются наиболее безопасными.

Экструдированный пенополистирол имеет гораздо более высокую прочность на сжатие, чем пенопласт, паронепроницаем и практически не впитывает влагу (водопоглощение за 30 суток составляет не более 0,6 % объема). Низкое водопоглощение обеспечивает очень малое изменение теплопроводности во влажных условиях – не более 0,001–0,002 Вт/м · °C, что позволяет применять ЭППС без дополнительной гидроизоляции. Поэтому его рекомендуют для утепления стен, крыш, а также конструкций, которые работают в условиях повышенной влажности или частого контакта с водой, прежде всего для фундаментов, подвальных помещений и цокольных этажей. С учетом низкой устойчивости к высоким температурам и ультрафиолету такое применение этого материала наиболее оправданно. ЭППС отличается высокой устойчивостью к деформации сжатия, поэтому подходит для утепления поверхностей, выдерживающих большую нагрузку, например в фасадных системах мокрого типа, особенно если облицовочный материал достаточно тяжелый. Кроме того, он долговечен, не разрушаясь, выдерживает резкие и постоянные перепады температур. Поэтому его применяют для утепления и таких частей здания, подвергаемых действию влаги и механическим нагрузкам, как полы по грунту и плоские кровли. Но следует учитывать, что под штукатурным фасадом пенополистирол не «дышит», то есть не выпускает излишнюю влагу из толщи стены наружу.

Плиты из ЭППС с одной стороны могут быть покрыты слоем флизелина или геотекстиля и иметь фрезерованные дренажные канавки. Такие плиты не только выполняют теплоизоляционные функции, но и благодаря канавкам облегчают отвод воды. Для утепления инверсионных крыш производятся плиты, с одной стороны покрытые слоем пластифицированного цемента.

Обычно поверхность плит гладкая, но есть плиты и с шероховатой поверхностью, которые особенно подходят для теплоизоляции стен: благодаря структуре поверхности при нанесении клея или штукатурки улучшаются их адгезионные свойства. Они также могут служить для изоляции цоколя и использоваться в качестве несъемной опалубки. Стандартные размеры плит из ЭППС 600 × 1250 мм, толщина может варьироваться от 10 до 150 мм. У разных производителей плиты экструдированного пенополистирола могут иметь свой фирменный цвет: зеленый, голубой, розовый или желтый.

Вспененный полиэтилен изготавливают путем вспенивания полиэтилена бутан-пропановой смесью. Плотность вспененного полиэтилена составляет 30–180 кг/м³, теплопроводность 0,030–0,045 Вт/м · °C, водопоглощение менее 2 %. Он отличается мелкопористой структурой, эластичностью, гладкой поверхностью, долговечностью, высокой биологической и химической стойкостью; немаловажно и то, что он экологически безопасен. Применяется в качестве теплоизоляции под напольными покрытиями, для изоляции междуэтажных перекрытий, для уплотнения межпанельных швов, монтажных зазоров, теплоизоляции трубопроводов и других инженерных коммуникаций, а также систем звукопоглощения.

Пенополиуретан производят из полиэфирной смолы и специальных добавок, которые вступают в реакцию с полимером и вспучивают сырьевую смесь. Отвердение происходит при повышенной температуре. Пенополиуретан бывает эластичный и твердый. Эластичный (поролон) выпускают в виде полотнищ и лент.

Сотопласты. Это теплоизоляционные материалы с ячейками, напоминающими по форме пчелиные соты. Стенки ячеек могут быть выполнены из различных листовых материалов (крафт-бумаги, хлопчатобумажной ткани, стеклоткани), пропитанных синтетическими полимерами. Сотопласты изготовляют в виде плит плотностью 30–100 кг/м³ и теплопроводностью 0,04–0,06 Вт/м · °C. Применяют сотопласты в качестве заполнителя трехслойных панелей.

Газобетон и газосиликат. Это ячеистые теплоизоляционные бетоны, получаемые из портландцемента (газобетон) или из смеси извести с молотым кварцевым песком (газосиликат). Предварительно приготовленный шлам (тесто) вспучивают с помощью газообразователей. Газобетон и газосиликат применяют в виде плит и блоков разного размера. Водопоглощение теплоизоляционного газобетона составляет до 20 %, газосиликата – до 25–30 %, поэтому изделия из газосиликата не применяют при относительной влажности окружающей среды более 60 %.

Пеностекло (ячеистое стекло). Неорганический теплоизолятор, который производят из кварцевого песка, стеклянного боя и каменного угля, измельченных в порошок. В процессе обжига происходит размягчение частиц стеклянного порошка и его спекание, а газы, выделяющиеся при сгорании и разложении угля, вспучивают вязкую стекломассу. В результате образуется легкий материал с закрытыми порами, что обеспечивает его полную водо– и паронепроницаемость. Благодаря этим качествам отпадает необходимость применения пароизоляционных пленок и гарантирована стабильность теплоизоляционных свойств в процессе эксплуатации.

Пеностекло относится к группе негорючих материалов и имеет неограниченный срок службы, на протяжении которого сохраняются его теплоизоляционные свойства. Химический состав материала обеспечивает его защиту от грызунов, насекомых, бактерий, лишайников и мхов. Он устойчив к воздействию кислот и предохраняет от коррозии соседствующие с ним материалы. С точки зрения экологической безопасности это исключительно чистый материал, не содержащий фенолформальдегидных и других связующих.

Материал очень технологичен – легко обрабатывается обычным столярным инструментом. Укладка плит производится на горизонтальные и вертикальные бетонные, металлические и деревянные поверхности. Связывается и склеивается строительными смесями, битумом или клеем любого типа, может крепиться механически.

При соблюдении технологии монтажа пеностекло обеспечивает полную однородность изоляции и отсутствие температурных мостиков холода. При механическом повреждении теплоизоляционного слоя требуется замена только поврежденного участка, а не всей изоляции, что значительно удешевляет ремонт. Ячеистое стекло широко используется для теплоизоляции различных типов кровли, полов и потолков, фасадов новых и реконструируемых зданий, при строительстве зданий и сооружений с повышенной влажностью (например, бассейнов и саун).

Керамзит представляет собой пористый заполнитель, получаемый грануляцией глинистых горных пород с последующим вспучиванием при обжиге. Сырье для производства близко по составу к тому, из которого получают обыкновенный керамический кирпич. Керамзит применяется также в качестве заполнителя для бетона. В результате получается легкий материал – керамзитобетон, обладающий высокими теплоизоляционными характеристиками.

Кремнезит – искусственный пористый материал, изготовляемый в виде гравия и песка путем термической обработки кремнеземистого сырья природного или техногенного происхождения с высоким содержанием кремнезема (более 80 %) и каустической соды, которые подвергаются специальной обработке. Он может использоваться для производства теплоизоляционных плит, легких бетонов и блоков, а также в качестве теплоизоляционной засыпки.

Вспученный вермикулит. Это сыпучий пористый материал в виде чешуйчатых частиц, получаемых путем ускоренного обжига до вспучивания вермикулита – гидрослюды, содержащей между элементарными слоями связанную воду. Пар, образующийся из этой воды, действует перпендикулярно плоскостям спайности и раздвигает пластинки слюды, увеличивая первоначальный объем зерен в 15–20 раз. В результате вермикулит превращается в легкий пористый материал, который благодаря своим уникальным свойствам (низкая плотность, высокие звуко– и теплоизоляционные свойства, огне-, кислото– и биостойкость) широко применяется в различных отраслях, в том числе и для производства теплоизоляции.

Вспученный перлит. Одним из широко используемых в строительстве утеплителей является вспученный перлит. Перлитовый песок обладает хорошими тепло– и звукоизоляционными свойствами, не горюч, огнестоек, химически инертен, биологически стоек, легок, сыпуч. Экологически он совершенно безопасен и даже используется для глубокой фильтрации в пищевой и медицинской промышленности. На сегодняшний день является одним из самых эффективных утеплителей. В чистом виде перлитовый песок используют в виде теплоизоляционной засыпки.

Теплоизоляционные штукатурки. По основному теплоизоляционному материалу теплые штукатурки можно разделить на два типа: с минеральным (наиболее распространены) и органическим наполнителем.

Из органических наполнителей используют пенополистирол в виде мелких вспененных гранул. Такая штукатурка имеет теплопроводность 0,06–0,09 Вт/м · °C. Она менее устойчива к механическим воздействиям, чем штукатурка с минеральными наполнителями, поэтому на стене ее следует защищать паропроницаемой краской или финишной штукатуркой. Теплая штукатурка в 3–4 раза легче традиционной: удельная масса после затвердения – 240–360 кг/м³. Большинство теплых штукатурок паропроницаемы; их можно наносить на стены из любого материала и красить любыми паропроницаемыми красками (все теплые штукатурки белого цвета, поэтому рекомендуется их последующая покраска).

Древесноволокнистые плиты. ДВП производят из древесной стружки и других отходов деревообрабатывающих предприятий. К стружке и опилкам добавляют вяжущие вещества, огнезащитные средства и средства против древесных жучков. Сырье измельчают и расщепляют на отдельные волокна. По сухой технологии волокна перемешивают с латексным клеем и прессуют в плиты, а по мокрой – смешивают с водой и добавками до вязкой консистенции, а потом прессуют и высушивают. Для склеивания волокон друг с другом используются специальные смолы. Для резки плит подходят обычные инструменты для работы с деревом. Древесноволокнистые плиты с открытыми порами регулируют уровень влажности в помещениях и способны компенсировать деформации прилегающих к ним деревянных конструкций. Ими можно пользоваться для утепления крыш, фасадов под оштукатуривание и облицовку, перекрытий, устраивать теплоизоляцию стен по всему периметру. Древесной стружкой можно заполнять пустоты между элементами каркаса строительных конструкций.

Арболит. Это разновидность легкого бетона, изготовляемого из смеси цемента, органических заполнителей, химических добавок и воды. В качестве органических заполнителей используют дробленые отходы древесных пород, сечку камыша, костру конопли или льна. Технология изготовления изделий из арболита включает операции по подготовке органических заполнителей, смешивание заполнителя с цементным раствором, укладку полученной смеси в формы и ее уплотнение, отвердение отформованных изделий. Плотность арболита составляет 500 кг/м³, теплопроводность – 0,1–0,13 Вт/м · °C. Его относят к категории труднопоражаемых плесенью и трудногорючих материалов. Изделия из арболита используют для возведения навесных и самонесущих стен и перегородок, а также в качестве теплоизоляционного материала в стенах, перегородках и покрытиях зданий различного назначения.

Фибролит изготавливают в виде плит из специальных древесных стружек (древесной шерсти) и неорганического вяжущего вещества. Древесную шерсть получают на специальных станках в виде тонких и узких лент. В качестве вяжущего используют портландцемент. Фибролит не горит открытым пламенем, легко обрабатывается – можно пилить, сверлить и вбивать в него гвозди. При влажности выше 35 % он может поражаться плесенью, поэтому его необходимо защищать от увлажнения (например, путем оштукатуривания). Плотность фибролита составляет 300 кг/м³, теплопроводность – 0,08–0,1 Вт/м · °C. Применяют его для утепления стен и перекрытий.

Пробка. Пробковые плиты хорошо пропускают воздух, не гниют, устойчивы к образованию плесени и грибков. Они применяются для покрытия полов, потолков, внешних и внутренних стен, междустенного пространства, чердачных помещений, а также крыш как с внутренней, так и с внешней стороны.

Помимо теплоизоляции из пробки применяется комбинация из двух натуральных материалов – кокосового волокна и пробкового агломерата. Такая структура позволяет достигать лучших результатов благодаря дополняющим друг друга термическим и акустическим характеристикам обоих материалов.