Теплоизоляционные материалы классификация


Обзор классификаций теплоизоляционных материалов

Теплоизоляция необходима для снижения энергетических потерь. Она применяются при возведении жилых и промышленных зданий, прокладывании трубопроводов и технических сооружений. Эту группу строительных материалов объединяет значительная пористость, низкая теплопередача и средняя плотность. Такая структура позволяет уменьшить эффективную толщину изолируемых конструкций и получить существенную экономию общей сметы возведения здания.

Ячеистая структура утеплителей легко поглощает звуковые волны, поэтому изоляция от шума является дополнительным плюсом установки таких материалов.

Содержание

  • 1 Принципы использования теплоизоляции
  • 2 Параметры классификации теплоизоляторов
  • 3 Ключевые свойства теплоизоляционных изделий
  • 4 Органические материалы: распространенные виды и их особенности
  • 5 Неорганические материалы для теплоизоляции
  • 6 На чем основана отражательная теплоизоляция?

Принципы использования теплоизоляции

Размещение утеплителя должно проектироваться так, чтобы во время эксплуатации здания он не терял свои изолирующие свойства. В проектной документации прилагаются описания монтажа и защиты теплоизоляционных материалов.

Чтобы избежать конденсации влаги в многослойной конструкции, необходимо устанавливать паробарьер из диффузной мембраны около стены. Места соединения пароизоляционного полотна обязательно герметизируют фольгированным скотчем. Утеплители, на которые оказывается повышенная ветровая нагрузка, нуждаются в монтаже специального плотного защитного слоя.

Из-за поднятия уровня влажности внутри многослойной конструкции снижается качество теплоизоляции и возникает плесень и гниль. Уменьшить негативного воздействия сырости позволит гидроизоляция и использование паропроницаемых мембран.

Параметры классификации теплоизоляторов

Огромный ассортимент утеплителей позволяет подобрать материал под любые требования проектировщиков. Определится с оптимальным вариантом, позволит классификация теплоизоляционных материалов. Она выполняется по множеству признаков:

Структура утеплителя:

  1. Волокнистые — минеральные изделия на основе стекла, шлака и горных пород, передача тепла осуществляется между волокнами. Чем меньше диметр волокон, тем качественней теплоизоляция.
  2. Пористые (ячеистые) — материалы имеют в составе замкнутые ячейки, наполненные воздухом. К ним относятся: пенобетон, пенополистирол, пеностекло и т. д.
  3. Зернистые — гранулы различного размера или шарики, которые засыпаются как самостоятельный утеплитель или добавляются в раствор. Например, перлит, пробковый гранулат, вермикулит, керамзит.

Форма и внешний вид:

  • Штучные — производятся в виде отдельных единиц: кирпич, плиты, блоки, полимерная скорлупа для трубопроводов, сегменты и цилиндры.
  • Рулонные и шнуровые — полотна различной длины и ширины, а также маты и шнуры из асбеста и минеральной ваты.
  • Рыхлые и сыпучие — материалы, используемые как засыпка — эковата, перлитовый песок, насыпная каменная вата, керамзит. Органические засыпки (опилки, стружки) склонны к осадке и гниению, поэтому применяются редко.

Вид сырья, служащего основой для изготовления.

Производятся из сырья растительного происхождения: отходы деревообработки, лен, шерсть, конопля. Большую популярность получили древесноволокнистые плиты, используемы для утепления и облицовки стен и потолка в помещениях, защищенных от влаги. Полимерные составы — пенопласты, пеноизол, пенополиуретан, вспененный полиэтилен. Арболитовые плиты — один из видов такой теплоизоляции, для его изготовления берется портландцемент, растительные наполнители и химические добавки.

Материалы устойчивые к огню и химическому воздействию, обычно отличаются высокой прочностью. К ним относятся минераловатные изделия, ячеистый бетон, вспученный перлит, стекловолокно. Материалы, изготавливаемые из композиции органики и неорганики, не выделяют в особую группу. В зависимости от преобладающей составляющей их относят к органическим или неорганическим утеплителям.

Устойчивость к сжатию или жесткость:

  • Мягкие (М) — материал сжимается при нагрузке больше, чем на 30%. (маты и рулоны каменной и стеклянной ваты).
  • Полужесткие (П) — пределы деформации в границах 6-30% (плиты минеральной ваты с синтетическими связующими).
  • Жесткие (Ж) — утеплитель изменяет форму не более, чем на 6% объема. (минераловатные плиты).
  • Повышенной жесткости (ПЖ) — сжатие теплоизолятора составляет 10% при нагрузке, увеличенной вдвое до 0,04 МПа.
  • Твердые (Т) — деформация материала до 10% под нагрузкой 0,1 МПа.

Плотность теплоизолятора:

  • Особо низкая (ОНП) — показатели составляют 15, 25, 35, 50, 75, 100, это материалы имеющие пористую структуру и незначительный вес (пенопласт, перлит, тонкое стекловолокно).
  • Низкая (НП) — утеплители 100, 125, 150,175 (плиты минеральной ваты).
  • Средняя (СП) — 200, 225, 250, 300, 350 (минеральные плиты на битумной основе, перлитоцементные и совелитовые изделия).
  • Плотные (ПЛ) — материалы с высокими показателями 400, 450, 500, 600 кг/м3 (ячеистый бетон, диатомитовые и пенодиатомитовые утеплители).

Огнестойкость — значимая характеристика для строительных материалов. Основное деление: горючие и негорючие. Для первой категории выделяется несколько критериев:

  • Воспламеняемость — четыре категории В1-В4.
  • Горючесть: слабогорючие (Г1), умеренногорючие (Г2), нормальногорючие (Г3), сильногорючие (Г4).

Теплопроводность — этот критерий один из первостепенных показателей теплоизоляционных свойств материала:

  • класс А — коэффициент проводимости тепла не превышает 0,06 Вт/м*К;
  • класс Б — средний показатель теплопроводности <0,115 Вт/м*К;
  • класс В — материалы с повышенной теплопроводностью <0,175 Вт/м*К.

Диатомитовый утеплитель

Ключевые свойства теплоизоляционных изделий

Теплопроводность — основная характеристика, которая определяет, насколько интенсивно материал проводит тепло. Она зависит от плотности, размера, и в большей степени от влажности утеплителя.

Паропроницаемость — способность вещества пропускать водяные пары. Высокий показатель позволяет избежать накопления влаги внутри теплоизолирующего слоя.

Морозостойкость — определяет количество циклов замораживания без утраты свойств.

Водопоглощение — характеризует возможности утеплителя впитывать и удерживать влагу внутри. Он определяется при непосредственном соприкосновении с водой. Материалы с низким водопоглощением более эффективны и могут монтироваться на любых участках.

Воздухопроницаемость — через мягкие и полужесткие материалы свободно циркулирует воздух, а жесткие плиты сами могут использоваться как ветрозащита.

Экологичность — характеризует безопасность материала для жизни и здоровья людей. Этот показательнее должен ухудшаться на протяжении всего срока эксплуатации. При выборе утеплителя для внутреннего монтажа на этот критерий следует обратить особое внимание.

Отсутствие деформации — материал не должен менять размеры и подвергаться усадке.

Гигроскопичность — фактор, ухудшающий изолирующие характеристики утеплителя. Для уменьшения сорбционной влажности утеплители покрываются гидрофобными пропитками.

Органические материалы: распространенные виды и их особенности

Классификация теплоизоляционных материалов выделяет органические и неорганические утеплители. Основная форма производства изделий на основе растительного сырья — плиты. Это облегчает и ускоряет монтаж теплоизоляции, расширяет сферу ее применения. Использование отходов древесины рентабельно и позволяет утилизировать их без загрязнения природы. Чтобы увеличить стойкость органических веществ к влаге и горению в их состав добавляют антисептические препараты и антипирены.

ДВП. Для производства древесноволокнистых плит берутся остатки древесины и другие растительные волокна. Технология изготовления включает горячее прессование и сушку плит. Готовые изделия используются для отделки и теплоизоляции стен, создания перегородок, потолка и пола.

ДСП. Основу древесностружечных плит составляют опилки и синтетические смолы, служащие связующим веществом. Материал прессуется до твердого состояния. Он имеет одинаковую стоимость и назначение с плитами ДВП.

Арболитовый материал — смесь цемента и органических заполнителей. Утеплитель не горит и не поражается плесенью, его используют при возведении стен и перегородок.

Арболитовые блоки

Фибролит — утеплитель производится в форме плит из древесной шерсти (тонких волокон) и портландцемента. Материал формируется под действием давления и обработки паром. Плиты легко обрабатываются, но портятся от влаги и неустойчивы к грибку, поэтому требуется защита слоем штукатурки. Утеплитель получил распространение при устройстве пола и монтаже межэтажных перекрытий, а также он незаменим для звукоизоляции внутренних перегородок.

Пробковые плиты — натуральный ячеистый материал с большим количеством воздуха. Утеплитель легкий, упругий и прочный, инертен к химическому воздействию. Может монтировать как изоляция стен и пола.

Эковата — целлюлозный материал с добавкой борной кислоты в качестве антисептика. Утеплитель не горит, не гниет, не выделяет опасных веществ. Рыхлая эковата отличный вариант для теплоизоляции стен, пола по лагам и чердачных перекрытий.

Неорганические материалы для теплоизоляции

Самым популярным неорганическим утеплителем является минеральная вата. Для ее изготовления используются тонкие стеклянные волокна, расплавы вулканических пород и шлаков. Компании предлагают утеплитель в большом разнообразии форм: рулоны, плиты различной жесткости, прошитые матов и сыпучие волокна. Материал не горюч, устойчив к химии, не боится биологического воздействия. Может эксплуатироваться в условиях нагревания до высокой температуры порядка 1000ºC. Основное назначение — теплоизоляция чердачных помещений, кровли, потолка и стен.

Пеностекло — плиты из стеклянного порошка и пенообразователей. Обладает множеством преимуществ над другими утеплителями:

  • высокая сопротивляемость теплопередаче
  • минимальное водопоглощение;
  • морозостойкость;
  • прочность и долговечность;
  • устойчивость к деформации.

Высокая стоимость не мешает применению для утепления стен, пола и крыши в спортивных комплексах, гражданских зданиях и промышленных объектах.

Асбест — волокнистое вещество, из которого изготавливают бумагу, картон, порошок и шнур. Эти материалы совершенно не горят, поэтому используются для теплоизоляции и защиты конструкций от пламени.

Вспученный перлит — песок с воздушными порами, добавляется для повышения теплоизоляционных свойств в бетон и штукатурку.

Пеностекло

На чем основана отражательная теплоизоляция?

Для повышения влагостойкости и теплоизоляционных свойств материалы покрывают слоем алюминиевой фольги. Он может наноситься на одну или две стороны материала. Чаще всего металлизируют полиэтиленовую пену или минеральную вату. Такие утеплители экологически безопасны, не имеют токсичных выделений и отражают значительную часть инфракрасного излучения обратно в помещение.

Применение фольгированной изоляции эффективно в банях и саунах, при монтаже системы теплого пола, для радиаторов и трубопроводов. Отражающее полотно монтируется для утепления стен, потолков, мансардных помещений.

Простое сравнение характеристик различных видов утеплителей будет некорректным, необходимо подбирать теплоизоляционный материал по назначению. Установка паро- и гидроизолирующих полотен и нанесение защитного металлизированного слоя позволяет существенно продлить срок эксплуатации утеплителей даже в агрессивной среде.

2 Определение теплоизоляционных материалов и их классификация.

Теплоизоляционные материалы - это строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений. Отличительной особенностью теплоизоляционных материалов является высокая пористость (70-98%), малая средняя плотность (до 400 кг/м3) и низкая теплопроводность (не более 0,2 Вт/м·К). Теплоизоляционные материалы применяют с целью сокращения расхода энергии на отопление здания. Использование теплоизоляции в строительстве зданий позволяет существенно снизить массу конструкций, уменьшить расход конструкционных строительных материалов, таких как кирпич, бетон, древесина. За последние годы на российском строительном рынке появились десятки новых теплоизоляционных материалов, благодаря чему произошел значительный прорыв в первую очередь в сфере энергосбережения. С развитием новых технологий, современные изоляционные материалы стали более эффективными, экологически безопасными и разнообразными, и отвечающими конкретным техническим задачам строительства - возможность строительства высотных зданий, уменьшение толщины ограждающих конструкций, снижение массы зданий, расхода строительных материалов, а также экономии топливно-энергетических ресурсов при обеспечении в помещениях нормального микроклимата. К теплоизоляционным материалам относятся строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений, технологического оборудования и трубопроводов. Такие материалы имеют низкую теплопроводность (при температуре 25°С коэффициент теплопроводности не более 0,175 Вт/(м°С)) и плотность (не выше 500кг/м³). Основная техническая характеристика теплоизоляционных материалов - это теплопроводность, т. е. способность материала передавать тепло.

Теплоизоляционные материалы и изделия можно систематизировать по основным признакам:

  • По виду исходного сырья: неорганические (минеральная и стеклянная вата, ячеистые бетоны, материалы на основе асбеста, керамические и др.) и органические (древесно-волокнистые плиты, пенно- и поропласты, торфяные плиты и пр.). Также изготавливаются комбинированные материалы, с использование органических и неорганических компонентов.

  • По структуре: волокнистые (минеральная, стеклянная вата, шерсть и пр.), ячеистые (ячеистые бетоны и полимеры, пенно- и газокерамика и пр .) и зернистые или сыпучи (керамический и шлаковый гравий, пемзовый и шлаковый песок и пр.

  • По форме: рыхлые (вата, перлит и др.), плоские (плиты, маты, войлок и др.), фасонные (цилиндры, полуцелиндры, сегменты и др.), шнуровые (шнуры из неорганических волокон: асбестовые, минерального и стеклянного волокна).

  • По возгораемости (горючести): несгораемые (керамзит, ячеистые бетоны и др.), трудносгораемые (цементно-стружечные, ксилолит) и сгораемые (ячеистые пластмассы, торфоплиты, камышит и пр.)

  • По содержанию связующего вещества: содержащие связующее вещество (ячеистые бетоны, фибролит и пр.) и не содержащие связующее вещество (стекловата, минеральное волокно).

Термическая классификация изоляционных материалов

В нашем предыдущем сообщении в блоге мы подробно рассмотрели пять теплоизоляционных материалов и их физические и тепловые свойства. В этом посте мы рассмотрим официальную тепловую классификацию изоляционных материалов, их важность при выборе правильного типа изоляции и применения материалов в каждой классификации.

Термическая классификация изоляционных материалов: сколько существует классификаций?

Тепловая классификация изоляционных материалов установлена ​​Международной электротехнической комиссией (МЭК), в частности, в их стандарте МЭК 60085 – Электрическая изоляция – тепловая оценка и обозначение. В США существуют эквивалентные классификации, используемые NEMA (Национальной ассоциацией производителей электрооборудования), а в Японии — стандартом JIS 4003 C. Мы уже рассматривали классы и их температурные пороги в этом блоге, но давайте просто напомним себе здесь. .

 

Класс МЭК 60085 Класс NEMA JIS C 4003 Класс Максимальная рабочая температура точки доступа Типичные материалы
90 90 Необработанная бумага, шелк, хлопок и натуральный каучук.

 

105 А А 105 Чаще всего материалы класса 90 (бумага, шелк, хлопок), которые были пропитаны, покрыты или погружены в диэлектрическую жидкость, такую ​​как масло.
120 Э 120 Пластмассы, смолы и полимеры, такие как полиэтилен, полиуретан и эпоксидные смолы.
130 Б Б 130 Неорганические материалы и комбинации материалов, таких как слюда, стекловолокно и асбест.
155 Ф Ф 155 Состоит из материалов класса 130 в сочетании с другими материалами, способными выдерживать более высокие температуры.
180 Х Х 180 Материалы класса 130 с высокотемпературными связующими, а также силиконовые эластомеры (силиконовый каучук)
200 200 Тефлон и материалы класса 130 с высокотемпературными связующими, способными выдерживать 200.

 

Более высокие классы, включая 220, 240 и 250, были добавлены к стандарту в 2007 году. Они просто относятся к материалам более низкого класса с высокотемпературными связующими, которые увеличивают способность и максимальную рабочую температуру материала. После 250 классы увеличиваются с шагом 25С.

Какова максимальная рабочая температура точки доступа?

Максимальная рабочая температура горячей точки относится к рабочей температуре машины, в которой материал используется в качестве изоляции. Он рассчитывается путем добавления номинальной температуры окружающей среды машины или системы, допусков на повышение рабочей температуры и допусков на точки перегрева в 10°C. Если достигается рабочая температура горячей точки, изоляция не выходит из строя, но ее срок службы сокращается с большей скоростью.

Применение класса 90 и 105

Использование таких материалов, как картон, для электроизоляции восходит к началу-середине 20-го века. В конце 1920-х производители начали пропитывать картон диэлектрическим маслом, чтобы улучшить его изоляционные свойства. Это обычно использовалось в широком диапазоне применений, включая трансформаторы. Бумага, шелк и хлопок также используются в производстве телефонных кабелей, конденсаторов и плат трансформаторов.

Приложения класса 120

Преимущество пластмасс и полимеров заключается в тепловых характеристиках выше среднего, а также в том, что они легкие и легко поддаются формованию. По этой причине они широко используются в самых разных областях, включая аэрокосмическую, автомобильную, электронику, бытовую технику и многое другое в таких компонентах, как уплотнения, шайбы, подшипники и изоляция проводов. Якобы выгодно, когда это возможно, использовать материалы более высокого класса, чтобы обеспечить более высокие температуры в некоторых приложениях.

Приложения класса 130 и выше

Материалы, классифицированные как 130 и выше, используются в приложениях с высоким напряжением из-за их способности выдерживать более высокие температуры. Это могут быть преобразователи, трансформаторы и другая силовая электроника. Материалы класса 130, такие как слюда и керамика, обычно используются при производстве конденсаторов и резисторов.

Термические свойства слюды

Слюда относится к классу 130 и выше – чистая флогопитовая слюда выдерживает температуру до 1000°С. Помимо превосходных тепловых характеристик, он также может выдерживать напряжение до 2000 В и является отличным диэлектриком. Слюда также легко формуется и разрезается на различные спецификации.

 

Если у вас есть высоковольтное или высокотемпературное оборудование, и вы хотели бы обсудить преимущества и возможности слюды, свяжитесь с нами. Наши специалисты помогут вам создать индивидуальное решение, которое будет работать именно для вас.

Опубликовано в Блоги, Высокотемпературная промышленная изоляция

Классификация изоляционных материалов и предельные температуры

Изоляционные трубки

Классы изоляционных материалов обычно используются для характеристики и спецификации изоляционных материалов в отношении их термическое сопротивление . Таким образом, классы изоляционных материалов обеспечивают четкую стандартизированную классификацию соответствующих материалов в соответствии с их максимальной рабочей температурой. Следовательно, были определены разные классы с различными предельными температурами. Для обеспечения долговременной работоспособности эти предельные значения не должны превышаться. В дополнение к температурам плавления или разложения изоляционных материалов эти предельные температуры также отражают долгосрочные последствия постоянно экстремальных тепловых условий и, следовательно, обеспечивают постоянную долговременную надежность. В Европе классы изоляционных материалов определяются в соответствии с классификацией DIN EN 60085 следующим образом:

 

Перегрев = макс. температура в соответствии с DIN EN 61558, DIN-VDE 0570 – ta

 

Все температуры выше 180° традиционно относятся к классу изоляционных материалов C. Однако, учитывая представленные здесь материалы, такие как слюда, фарфор, стекло или кварц, это не имеет существенного значения для ассортимента продукции GREMCO. Обычные изоляционные материалы других классов изоляционных материалов включают, среди прочего, изоляционные смолы и изоляционные лаки, пазовую изоляцию, изоляционные трубки или клеммные колодки двигателей.

 

Изоляционные материалы и классы изоляционных материалов в контексте применения

Важной областью применения изоляционных материалов является электротехника. Например, потери энергии в электрических машинах превращаются в тепло. Поскольку чрезмерно высокие температуры могут оказывать разрушающее воздействие на электрооборудование, в качестве защитных элементов используются изоляционные материалы. Максимальный предел и температура обмотки соответствующего устройства обычно указаны на соответствующей заводской табличке.

 

Изоляционные материалы и системы изоляции

Классы изоляционных материалов, в свою очередь, относятся как к отдельным электрическим изоляционным материалам (EIM) , так и к системам электрической изоляции (EIS) , которые объединяют несколько элементов материалов. Соответственно, изоляционная система не обязательно относится к тому же классу изоляционных материалов, что и все содержащиеся в ней материалы. Например, изоляционная система может соответствовать более высокому классу, чем герметизированные материалы, благодаря защитному эффекту герметизирующего материала, такого как литая смола.

 

Классификация классов изоляционных материалов

Обычно классы изоляционных материалов следует рассматривать как сравнительные значения, а не как классические свойства материалов. В принципе, свойства изоляционного материала ухудшаются с повышением температуры, например, из-за того, что материал достигает температуры размягчения. Аналогичным образом изоляционные материалы проявляют явления ускоренного старения в неблагоприятных тепловых условиях, в результате чего их свойства ухудшаются. Конкретную скорость старения можно определить с помощью уравнения Аррениуса. Следовательно, классификация материала или системы зависит прежде всего от

  • требования к изоляционному материалу
  • и предполагаемый срок службы изделия.

 

Соответственно, один и тот же материал или система могут быть отнесены к разным классам изоляционных материалов в разных приложениях.


Learn more