Отражающая изоляция Пенофол

В свете общемировых тенденций к экономии энергии и ресурсов (и регулярному пересмотру соответствующих нормативных требований в строительной отрасли) требования по теплоизоляции строительных конструкций в течение двух последних десятилетий повысились в несколько раз.
Какими же способами возможно достижение соответствия новым требованиям?
Кажущееся самым простым решение связано с увеличением толщины теплоизоляции. Обоснование таково: тепловой поток, направленный из теплого помещения, возрастает при повышении разности температур на границах теплоизоляции и уменьшается при увеличении ее толщины.
Но простое решение не означает лучшее. К чему ведет увеличение толщины теплоизоляции?
Во-первых, существует стоимостной аспект. В соответствии с действующими сегодня нормативами жилое здание с кирпичными стенами толщиной 40 см, расположенное в центральном регионе России, должно иметь толщину теплоизоляции, например, минераловатной, равную примерно 150 мм. Если речь идет о теплоизоляции кровли, то толщина слоя ваты возрастает до 250 мм. С учетом ужесточения санитарно-гигиенических требований себестоимость теплоизоляции резко дорожает. Доставка, монтаж, дополнительные материалы, необходимые для крепления увеличившегося объема изоляции, еще в большей степени поднимают цену утепления здания.
Во-вторых, не следует забывать о тепловой инерции. Чем толще слой изоляции, тем больше тепловой энергии требуется на ее нагрев и, следовательно, нужно значительно больше времени для смены теплового режима.
Поэтому сегодня ни серийное, ни индивидуальное строительство не может идти по традиционному пути простого увеличения толщины теплоизоляции.
Существует множество теплоизоляционных материалов. Стеновые материалы с теплоизолирующими свойствами (пенобетон, газобетон) не являются утеплителями. Их использование в любом случае требует дополнительного утепления и установки пароизоляции.
Засыпка в междоукладочное пространство керамзита или подобных материалов вследствие их низких теплоизоляционных свойств крайне нерентабельна.
Стекловата не подходит для жилых построек по экологическим параметрам.
Минеральная вата и минераловатные плиты имеют средние теплоизоляционные характеристики, некоторые предложения вполне удовлетворяют требованиям экологии, но все без исключения требуют определенных мер безопасности в процессе монтажа и установки дополнительной пароизоляции.
Некоторые виды стекло- и минеральной ваты чрезвычайно горючи и легко воспламеняемы.
Пенопласт при увеличении влажности сильно меняет свои теплоизоляционные свойства, требует установки пароизоляции. Дорога его транспортировка (что справедливо для всех плитных материалов).
Полиэтиленовые пены закрытопористой структуры имеют хорошие теплоизоляционные свойства, будучи в два-три раза эффективней ватных материалов. Кроме того, они не впитывают влагу, работают как паро- и гидроизоляторы, а также поглощают удары и шум. Эти пены весьма экологичны, а благодаря упаковыванию в виде рулонов удобны в транспортировке и хранении. Но, несмотря на то, что пенополиэтилен удачно сочетает в себе много разносторонних свойств, он не применяется повсеместно из-за сравнительно высокой цены.
В последнее время в России организовано производство так называемого газовспененного пенополиэтилена, более известного под названием Энергофлекс. Данный материал имеет такую же закрытопористую структуру, но вследствие простоты технологии производства стоит достаточно недорого и имеет реальные энергосберегающие перспективы.
Небольшое отступление. Все рассматриваемые выше материалы относятся к так называемой массивной изоляции. Каков принцип работы такой теплоизоляции?
Дотрагиваясь до горячего радиатора, мы ощущаем тепло. Такой способ теплопередачи называется кондукцией или проводимостью.
А инфракрасное (тепловое) излучение рефлектора ощутимо и на расстоянии. Этот способ теплопередачи называется излучением, или лучистым теплопереносом.
Если же рефлектор оснащен вентилятором, то поток теплого воздуха согревает гораздо быстрее. Такой способ теплопереноса называется конвекцией.
Разные материалы по-разному влияют на эти составляющие теплового потока. Для проводимости самый лучший утеплитель — воздух. Коэффициент его теплопроводности приблизительно равен 0,025 Вт/м 2*К, но воздух подвержен конвекции — холодные и теплые слои постоянно перемешиваются.
Существуют разного рода слоистые и пористые материалы — массивные утеплители, содержание воздуха в которых достаточно велико, а его перемешивание затруднено. Лучшие утеплители этого класса — полиэтиленовые пены — имеют коэффициент теплопроводности, близкий к воздуху (примерно 0,003-004 Вт/м 2*К). Достаточной преградой конвекции являются утеплители с закрытопористой структурой, не пропускающие воздушные массы и не допускающие конвекции внутри теплоизоляции. Кроме того, возможна установка пароизоляционных материалов, а в облегченных конструкциях — так называемой ветроизоляции.
Что можно сказать по поводу излучения? Чтобы защититься от теплопотерь, имеющих место из-за излучения, достаточно установить на его пути лист полированного металла. Металл может быть любым, но чем меньше его эмиссия (поглощение излучения), тем выше коэффициент отражения и больше эффективность как отражателя теплового потока. Чаще всего используется полированный алюминий, обладающий очень высокими отражающими свойствами (выше они только у серебра, золота и платины).
Кроме того, другие металлы с течением времени окисляются и снижают коэффициент отражения, а полированный алюминий изначально покрыт слоем окисла, который защищает его от любых воздействий, кроме щелочных и кислотных. Алюминий относительно дешев в производстве, легок и удобен в обработке. Таким образом, массивная изоляция влияет на проникающую компоненту теплового потока, и некоторые ее виды сокращают конвективные теплопотери. Но независимо от вида массивная изоляция не оказывает существенного влияния на инфракрасное излучение.
Оказывается, эффект лучистого теплопереноса существует и при невысоких температурах, обеспечиваемых, например, радиаторами центрального отопления. Наличие на стенках термоса отражающего слоя почти прекращает остывание налитого в него горячего чая. В данном случае температурный режим близок к таковому системы отопления.
На самом деле лучистый теплоперенос существует при любых температурах. Проиллюстрировать это можно на примере сосуда Дьюара, который еще во второй половине XIX века применил колбу наподобие термоса с посеребренными стенками для хранения жидкого азота. Температура испарения азота — примерно 200°C. Дело в том, что при расчете физических процессов теплопереноса во внимание принимается не температура относительно 0°C, а разница температур, так что теплопотери за счет излучения имеют место и при самых низких температурах наружного воздуха. Причем, чем больше разница температур снаружи и внутри здания, тем больше тепловой поток, тем больше лучистая составляющая теплопотерь.
Теоретические расчеты показывают, что доля излучения в общем тепловом потоке, направленном из здания, достаточно велика. Для обычных жилых домов лучистые теплопотери могут составлять от 20% до 70% (в зависимости от частных условий, времени года и т.д.) от общей величины теплопотерь. Не устанавливая отражающую изоляцию, мы заведомо соглашаемся с тем, что от 20 до 70% тепла будет уходить в атмосферу.
Что такое отражающая изоляция? Как правило, это тонкий рулонный материал, состоящий из основы и отражающего слоя. Основной критерий, по которому материал можно отнести к отражающей изоляции — это коэффициенты теплового и оптического отражения. Оптическое отражение должно быть не менее 95%, тепловое — не менее 90%. В полной мере этому условию отвечает только тонкая полированная алюминиевая фольга. У нее коэффициент отражения может достигать 96-97%. Алюминиевая неполированная фольга, которая применяется в строительстве, имеет толщину 50-80 мкм и отражает 70-80% потока. А если на какую-либо основу (например, на лавсановую пленку) нанести напыление толщиной менее 500 ангстрем, то теплового отражения как такового не происходит — сказывается так называемый скин-эффект. Проще говоря, не все то, что блестит, отражает. В качестве же основы, на которую наносится отражающий материал, может служить почти любой высокоэффективный теплоизоляционный материал, желательно светопрозрачный или частично светопрозрачный. (Впрочем, из этого правила допустимы и исключения, например, отражающая изоляция может вообще не иметь основы).
Впервые об отражающей изоляции в строительстве заговорили в 30-е гг. XX века. Было много публикаций в прессе США, Германии и СССР. Но широкого распространения эта изоляция не получила — алюминий имел слишком высокую себестоимость. Во время Второй мировой войны отражающая изоляция хоть и не повсеместно, но применялась в армиях СССР и США. В 70-х гг. произошло резкое снижение себестоимости алюминия и началось серийное производство отражающей изоляции (соответствующий бум пришелся на 90-е гг.). Сегодня в мире производится и применяется довольно много ее видов.
В 1998 г. в России было организовано производство отечественной отражающей изоляции. Материал называется Пенофол и производится на заводе ЛИТ, который находится в Переславле-Залесском. Через некоторое время завод вступил во Всемирную ассоциацию производителей отражающей изоляции, а Пенофол стал лауреатом всероссийского конкурса "Сто лучших товаров России". Ассортиментный перечень разновидностей производимого Пенофола постоянно расширяется и на данный момент включает три десятка наименований. Одновременно ведется работа по дальнейшему изучению характеристик Пенофола, разработке технической документации, проектированию типовых схем и правил монтажа.

Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
Окончание следует