Вакуумный утеплитель для стен

Обновлено: 13.05.2024

Новейшие утеплители для дома: теплокраска, фибролит, пластимигран, теплолен, вакуумная теплоизоляция

Жидкие утеплители в России продаются в нескольких компаниях. Из-за этого они имеют разные торговые марки. Их обобщенно называют теплокрасками.

Теплокраска

Это белоснежная суспензия. Она вязкая, сцепляется с любой поверхностью. Наносят теплокраску на стену распылителем, валиком, кистью. В итоге на стене образуется тоненькое полимерное покрытие. Оно очень эластичное, но достаточно прочное и позволяет сохранить тепло в квартире.

Теплокраска не выцветает от солнечных лучей. Она отлично изолирует конструкции, которые имеют высокую температуру. В составе теплокраски: микросферы из керамики, связующий компонент из акрила. А еще в нее включают вещества, которые препятствуют возгоранию, коррозии, появлению плесени и грибков.

Составом можно окрасить поверхность из любого материала. Он подходит для кровли, пола, стен, для труб, откосов.

Преимущества теплокраски

- она не уменьшает площадь помещения;

- отлично изолирует тепло, защищает от морозов и жары;

- обладает звукоизолирующим свойством;

- просто наносится на стены;

После окраски строений снаружи можно сделать финишную облицовку. А стены внутри здания можно оклеить обоями. Минусом является то, что она стоит дорого.

Фибролит

Фибролит производился еще в СССР. Но сейчас его усовершенствовали. Основой нового фибролита служит древесное волокно, жидкое стекло и портландцемент.

Если температура воздуха на улице изменится, то температура материала начинает меняться только через 10 часов. Тогда как минвата меняет свою температуру через 2 часа.

Преимущества

- срок эксплуатации 100 лет;

- материал хорошо изолирует тепло, защищает от шума;

- не гниет, не появляются плесень и грибки;

- он устойчив к влаге и морозам;

- его просто монтировать;

- он почти не горючий;

- не образует вредных выделений.

Недостатком является высокая цена.

Пластмигран

Пластмигран создан на основе пыли из полистирола и минеральной ваты. Сначала эти вещества смешивают. Затем их помещают в модуль из металла с перфорацией. Там состав под высоким давлением продувается паром. Его выпускают в виде тоненьких пластин либо форм.

Преимущества

- это прочный материал;

- не пропускает влагу.

Минусы

- основу необходимо обезжирить химическим веществом, а затем прикреплять материал. К тому же цена высока.

Теплолен

Его создают на основе льняного волокна. В волокна льна добавляют 15% термоскрепляющего волокна.

Преимущества

- экололически чистый и безопасный материал;

- материал не усаживается;

- обеспечивает комфортный микроклимат в помещении;

- прост в монтаже;

Вакуумная изоляция

Это панели в виде прямоугольников. Внутри них находится вакуум. Они облицованы снаружи фольгой. Изначально этот материал создавался для космического строения, поэтому он очень дорогой. Материал обладает прекрасной термоизоляцией.

Минусы

- материал дорогой, хрупкий;
- его нельзя монтировать в труднодоступных местах, тяжело изолировать стыки.

Вакуумные панели: новинка на рынке утеплителей и теплоизоляторов

Во все времена человек стремился сделать жилье теплым и уютным, комфортным для проживания. Теплоизолирующие материалы в своем развитии прошли настоящую эволюцию. Сейчас наметились две основные тенденции: применение безопасных, экологичных материалов и использование суперсовременных высокотехнологичных новинок. Изобретением последних лет можно смело назвать вакуумную теплоизоляцию, которая обладает высочайшей эффективностью, при этом имеет минимально возможную толщину слоя.

Что представляет собой вакуумная изоляция?

Многие материалы при погружении в вакуум меняют свои свойства. Тщательно изучив их, ученые пришли к выводу: специальные полные вакуумные панели обеспечивают высокий уровень термического сопротивления, так как в вакууме перенос тепла стремится к нулю. Физический принцип работы вакуумной теплоизоляции был разработан еще в прошлом веке, но лишь сейчас такие материалы стали использоваться в строительстве.

Важно! Вакуумные панели для отделки зданий и других конструкций обладают низкой теплопроводностью и дают возможность уменьшить толщину изоляционного слоя в 6-10 раз в сравнении со стандартными материалами.

Существуют разные варианты таких панелей:

Высоковакуумные. Из пустот внутри изделий полностью откачивается воздух.
Вакуумно-порошковые. Внутренняя часть панелей заполняется пористым наполнителем (порошком), который поглощает движение молекул газа. Обычно в качестве наполнителя выступает нанопористый диоксид кремния с частицами 5-20 нм или аэрогель кремниевой кислоты, реже латекс, пенопласт, перлитовый песок.
Вакуумно-многослойные (экранно-вакуумные). Подобные панели считаются самыми эффективными, так как имеют несколько отражающих слоев, которые являются экранами для тепловой энергии. Сверху у них есть непроницаемая оболочка, внутри – прослойки стеклоткани, а в центре поддерживается вакуум.

Стенки панелей формируются из тонкой металлической пленки на основе алюминия, нержавеющей стали, на которую нанесен слой пластика, либо же из металлизированной полиэфирной оболочки. По краям панелей оболочку накладывают методом тонкопленочного напыления, а заваривание корпуса производят при участии высоких температур и давления.

Преимущества и недостатки материала

Теплопроводность вакуумной изоляции намного ниже, чем у большинства известных изолирующих материалов (0,004-0,006 Вт/м*К). Такое свойство достигается именно благодаря вакууму, ведь тепло переносится через газы, а в данном случае их потоки отсутствуют. Толщина слоя утеплителя может быть серьезно уменьшена, при этом вес утепляющего пласта тоже снизится в 2-6 раз.

Важно! Вакуумная панель толщиной 4,6 см дает тот же эффект, что и стена из кирпича толщиной в 4,6 м.

Все материалы этой группы экологически чистые, безопасные, не содержат токсичных элементов. Они выпускаются в разных формах – есть шаровые, круглые, цилиндрические, квадратные и прямоугольные, 3D-модели, а также изделия с готовыми отверстиями.

Вакуумную теплоизоляцию можно применять даже повторно, а срок ее службы составит не менее 50-80 лет. Материал считается пожаробезопасным (класс огнестойкости А).

К минусам вакуумной теплоизоляции относятся:

определенные трудности монтажа;
отсутствие возможности подгонки под индивидуальные замеры;
нарушение свойств при повреждении;
потребность в аккуратной транспортировке;
высокая цена.

Производители материалов для изоляции

Вакуумные панели можно приобрести далеко не во всех строительных магазинах, ведь число их производителей совсем не велико. Более успешной в плане выпуска материалов является Германия – в этой стране есть несколько фирм, которые выпускают новый тип теплоизоляции.

На заметку! Наиболее популярными остаются панели VACU-IZOTEC KG под маркой FRONT-VIP.

Их основные характеристики:

центральная часть из порошка кремниевой кислоты;
поверхность из многослойной комбинированной пленки;
транспортировка в защите из вспененного полистирола;
применение для утепления фасадов, полов;
полная безопасность;
теплопроводность — 0,005 Вт/м*К.

Компания IZOVER (Россия) также выпускает качественные теплоизолирующие вакуумные плиты, которые можно применять внутри помещений. Середина с вакуумом в них окружена специальным эластичным материалом, отвечающим за плотность прилегания, и алюминиевой пленкой.

Вакуумный утеплитель IZOVER к содержанию ↑

Как правильно ставить панели

Монтаж теплоизолирующих панелей осуществляется на клей. Для фиксации не подходят гвозди, саморезы, шурупы, их нельзя разрезать, так как это нарушит герметичность.

При утеплении пола вначале кладут слой полиэтиленовой пленки, потом пласт полистирола толщиной 2 см, после два слоя вакуумных панелей, затем снова полистирол и пленку. В целом для установки нужны определенные знания и навыки, поэтому лучше пригласить профессионалов.

Монтаж теплоизоляционных панелей к содержанию ↑

Где применяется вакуумная теплоизоляция?

Обычно такую теплоизоляцию крепят внутри стен и других ограждающих покрытий еще на этапе их возведения. Так они точно не будут повреждены и покажут максимальную эффективность.

Сферы применения материала разнообразны:

Технологии производства и монтажа вакуумных утеплителей активно развиваются. Возможно, в ближайшем будущем их стоимость снизится, что повысит доступность для рядового потребителя.

Вакуумная теплоизоляция

Теплоизоляция состоит из специальной внутренней панели, заключенной в воздухонепроницаемую оболочку, из которой произведена откачка воздуха.

Этот материал обеспечивает в 3-7 раз лучшие теплоизоляционные свойства, чем другие материалы аналогичной толщины, например, такие как плиты из пенопласта.

Панели могут изготавливаться практически любого размера, что делает идеальным их применение в составе других строительных конструкционных материалов.

В настоящее время такие теплоизоляционные панели используются в коммерческих и промышленных холодильных и морозильных установках, а также в специальных контейнерах.

Сердцевину вакуумной теплоизоляционной панели составляет пористый материал, который позволяет успешно откачать содержащийся внутри воздух.

В настоящее время в технологии производства вакуумных теплоизоляционных панелей применяются такие виды материалов как полистирол, полиуретан и другие.

Внутренняя панель оборачивается и герметизируется металлической фольгой или полиэтиленовой пленкой и с помощью вакуум-насоса откачивается воздух.

Герметизация имеет очень важно значение, так как она представляет слабое место в конструкции оболочки.

С течением времени возможны некоторые потери теплоизолирующих свойств панели, в зависимости от способа ее монтажа.

Также, чтобы избежать появления влаги и увеличить срок эксплуатации панелей с достигнутыми характеристиками теплоизоляции, внутрь оболочки добавляются влагопоглощающие вещества, количество и тип которых должны соответствовать виду наполнителя и оболочки.

Но добавление поглотителей приводит к существенному удорожанию всей конструкции.

Порошковая и экранно-вакуумная теплоизоляция: характеристики

Многообещающим направлением в разработке высокоэффективных материалов для снижения энергопотерь здания стала экранно-вакуумная теплоизоляция. Технология основана на свойстве веществ, уменьшать свою теплопроводность при попадании в вакуум. Изначально разработки проводились для обеспечения защиты и терморегуляции внешней оболочки космического корабля, а также изоляции криогенного оборудования. Использование вакуумированных веществ в строительстве позволяет существенно снизить толщину утеплителя, повысив на порядок его сопротивление теплопередаче.

Что такое вакуумная теплоизоляция?

Идея использования вакуума для теплоизоляции основывается на отсутствии передачи тепла в разреженном пространстве. Разработано три метода использования технологии:

Высоковакуумная изоляция — из полости откачивают воздух, исключая перенос энергии газом. Этот метод оставляет теплопотери с поверхности твердого тела.
Вакуумно-порошковая изоляция — в вакуумированную полость помещается мелкий порошок, поглощающий движение оставшихся молекул газа. Использование наполнителя позволяет поддерживать геометрическую форму теплоизоляции и удешевляет производство.
Вакуумно-многослойная изоляция — самая эффективная технология, она включает создание нескольких отражающих слоев, служащих экранами для теплового излучения. Они разделяются прокладками из стеклоткани, а внутри поддерживается вакуум.

Разработки перспективного направления и создание прочных пленочных материалов позволило использовать технологию для массового изготовления нового строительного утепления. Экранно-вакуумная теплоизоляция зданий изготавливается в виде панелей, наполненных порошком или аэрогелем. Это изделие имеет пленку-оболочку, формирующую стенки панели. Материалом для нее служит металлизированная полиэфирная пленка или алюминиевая фольга.

Для обеспечения прочности на нее с обеих сторон наносится пластик. От передачи тепла путем излучения панели защищает металлический экран, создаваемый слоем фольги. Чтобы избежать потери тепла по краям изделия оболочка наносится методом тонкопленочного напыления. Заваривание корпуса происходит под действием температуры и давления. Соединение должно быть широким и тонким, чтобы исключить проницаемость для газа и влаги.

Наполнителем для панелей служит мелкий пористый порошок: вспученный перлит или аэрогель кремниевой кислоты, а также пенополистирол и пенополиуретан. От величины его пор и разветвленности структуры зависят теплофизические свойства материала. Наполнитель поддерживает стенки панели и исключает радиационную передачу тепла электромагнитными волнами. Оптимальным выбором являются кремнегели и перлит с многочисленными мелкими порами и отличной способностью поглощать газ и влагу.

Свойства утепления на основе вакуума

Уникально низкий коэффициент теплопроводности вакуумных изоляционных панелей составляет 0,004-0,006 Вт/м*К. Для сравнения:

пенополиуретан — 0,024 Вт/м*К;
пеноплекс — 0,03 Вт/м*К;
пенопласт — 0,041 Вт/м*К;
минеральная вата — 0,05Вт/м*К.

Использование нового утеплителя позволяет уменьшить толщину изоляционного слоя в 6-10 раз. Например, 4,6 см вакуумной панели по сопротивлению передачи тепла соответствует 4,6 м кирпичной кладки.

Среди основных характеристик материала:

Безопасность при пожаре, его класс огнестойкости А.
Толщина панели составляет 20 мм.
Отсутствие запаха и токсичных выделений.
Длительный срок службы — 50-80 лет.
Полная паронепроницаемость.
Отсутствие ограничений формы, панели выпускают круглые, шаровые, цилиндрические, с 3D-поверхностью, с готовыми отверстиями.
Возможность повторного применения.
Безопасность для здоровья людей.

На срок эксплуатации вакуумных панелей влияет нескольких факторов: степень первоначального вакуума, размер изделия, свойства наполнителя, качество материала оболочки, эффективность поглотителя газа и влаги. Поглотители играют важную роль в увеличении продолжительности использования теплоизоляции.

Они нейтрализуют молекулы газа, проникающие снаружи или выделяющиеся из материала, помещенного в оболочку. Даже минимальное увеличение внутреннего давления повлечет снижение уровня теплоизоляции. Пористые наполнители (кремнезем, перлит) сами справляются с абсорбированием влаги и поглощением газа.

Производство вакуумных теплоизоляционных материалов

Новый вид утеплителей производится не во всех странах. Успехов в разработке и производстве вакуумной теплоизоляции добилась Германия. Панели FRONT-VIP компании VACU-IZOTEC KG имеют сердцевину из порошка кремниевой кислоты, завернутого в многослойную комбинированную пленку. Вакуумная оболочка защищается плитами вспененного полистирола толщиной 10 мм.

Изделие используется при возведении фасадов, устройстве полов и слуховых окон. Использование натуральных материалов гарантирует 100% утилизацию и безопасность панелей. Их теплопроводность составляет 0,005 Вт/м*К.

Один из мировых лидеров в производстве теплоизоляции компания IZOVER предлагает вакуумный утеплитель для размещения внутри здания. Она представляет собой панель, состоящую из вакуумированной сердцевины с алюминиевой пленкой и защитного покрытия для упрощения монтажа. Центральный слой по периметру окружает эластичный материал, обеспечивающий плотное прилегание конструкции. Изделие называется VacuPad 007, цифровое обозначение соответствует степени теплопроводности утеплителя. Использование панелей гарантирует минимальное уменьшение пространства помещений при высокой эффективности изоляции.

Внешнее покрытие материала подбирается исходя из назначения:

полиэстеровая фибролитовая плита — крыши и террасы;
экструдированный пенополистирол — внутренние стены и подвалы;
МДФ — монтаж каркасных конструкций.

Монтаж панелей выполняется с помощью клеевой смеси, их нельзя крепить шурупами или резать.

Недостатки вакуумной теплоизоляции:

Сложность монтажа, для установки необходимы знания и аккуратность. Особенность материала исключает возможность разрезания, сверления или подгонки под нужный размер. При повреждении оболочки панели лишаются теплоизоляционных свойств.
Необходимо соблюдать осторожность не только при монтаже, но и в процессе складирования и транспортировки.
Высокая стоимость вакуумной теплоизоляции не способствует популяризации материала.
Область применения вакуумных панелей

Экранно-вакуумная теплоизоляция часто устанавливается внутри ограждающих конструкций на этапе возведения стен. Размещение между двумя перегородками из бетона или кирпича исключает механическое воздействие и повреждение утеплителя.

Сфера применения не ограничивается стенами, часто дорогостоящая изоляция используется для входной двери и кровли. Материал с каучуковым защитным покрытием устанавливается на пол.

Особенности экранно-вакуумной и порошковой теплоизоляции

Идея применения вакуума для утепления базируется на отсутствии теплопередачи в разреженном пространстве. Разработано 3 варианта применения технологии:

Высоковакуумная изоляция — из пустоты откачивают воздух, исключая перенос энергии газом. Данный метод оставляет потери тепла с поверхности твёрдого тела.
Вакуумно-порошковая изоляция — в вакуумированную полость помещается небольшой порошок, поглощающий движение оставшихся молекул газа. Применение наполнителя дает возможность держать геометрическую форму тепловой изоляции и снижает цену производство.
Вакуумно-многослойная изоляция — наиболее эффективная методика, она включает создание нескольких отражающих слоев, служащих экранами для теплового излучения. Они делятся прокладками из стеклоткани, а в середине поддерживается вакуум.

Разработки перспективного направления и создание прочных материалов на пленочной основе дало возможность применить технологию для широкого изготовления нового строительного утепления. Экранно-вакуумнаятепловая изоляция строений производится в виде панелей, наполненных порошком или аэрогелем. Это изделие имеет пленку-оболочку, формирующую стенки панели. Материалом для нее служит металлизированная полиэфирная пленка или фольга из алюминия.

Для оснащения прочности на нее с двух сторон наноситься пластик. От теплопередачи путем излучения панели оберегает металлический экран, создаваемый слоем фольги. Во избежание теплопотери по краешкам изделия оболочка наноситься способом тонкопленочного напыления. Заваривание корпуса происходит под воздействием температуры и давления. Соединение должно быть широким и тонким, чтобы исключить проницаемость для газа и влаги.

Наполнением для панелей служит небольшой пористый порошок: вспученный перлитовый песок или аэрогель кремниевой кислоты, а еще пенопласт и искусственный латекс. От величины его пор и разветвленности структуры зависят теплофизические характеристики материала. Наполнитель поддерживает стенки панели и исключает радиационную теплопередачу электромагнитными волнами. Прекрасным выбором являются кремнегели и перлитовый песок с бесчисленными мелкими порами и хорошей способностью поглощать газ и влажность.

Свойства утепления на основе вакуума

пенополиуретан — 0,024 Вт/м*К;
пеноплекс — 0,03 Вт/м*К;
пенопласт — 0,041 Вт/м*К;
минеральная вата — 0,05Вт/м*К.

Среди основных характеристик материала:

Безопасность при пожаре, его класс огнестойкости А.
Толщина панели составляет 20 мм.
Отсутствие запаха и токсичных выделений.
Длительный срок службы — 50-80 лет.
Полная паронепроницаемость.
Отсутствие ограничений формы, панели выпускают круглые, шаровые, цилиндрические, с 3D-поверхностью, с готовыми отверстиями.
Возможность повторного применения.
Безопасность для здоровья людей.

Производство вакуумных теплоизоляционных материалов

Изделие используется при возведении фасадов, устройстве полов и слуховых окон. Использование натуральных материалов гарантирует 100% утилизацию и безопасность панелей. Их теплопроводность составляет 0,005 Вт/м*К.

Внешнее покрытие материала подбирается исходя из назначения:

полиэстеровая фибролитовая плита — крыши и террасы;
экструдированный пенополистирол — внутренние стены и подвалы;
МДФ — монтаж каркасных конструкций.

Монтаж панелей выполняется с помощью клеевой смеси, их нельзя крепить шурупами или резать.

Недостатки вакуумной теплоизоляции:

Сложность монтажа, для установки необходимы знания и аккуратность. Особенность материала исключает возможность разрезания, сверления или подгонки под нужный размер. При повреждении оболочки панели лишаются теплоизоляционных свойств.
Необходимо соблюдать осторожность не только при монтаже, но и в процессе складирования и транспортировки.
Высокая стоимость вакуумной теплоизоляции не способствует популяризации материала.
Область применения вакуумных панелей

Вакуумная изоляция применяется во многих сферах:

животноводческие комплексы;
теплицы и овощехранилища;
медицина и криогенная техника;
спортивные комплексы;
холодильное оборудование;
судостроение.

Технологические аспекты изготовления и использования порошковой теплоизоляции с вакуумированием

Теплоизолирующие свойства и продолжительность жизни вакуумной изоляционной панели определяются многими факторами: свойствами наполнителя; начальным уровнем вакуума в панели; проницаемостью оболочки; количеством и эффективностью поглотителя остатков газа; размером и толщиной панели; условиями ее работы.

ВАККУМНАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Использование вакуумной теплоизоляции в строительстве

Если в предыдущие десятилетия порошковая теплоизоляция с вакуумированием употреблялась преимущественно в криогенной технике, то современные способы производства упаковочных и мелкопористых материалов дают возможность массового использования данной технологии утепления в строительстве.

В 1999 году впервые в строительной практике достаточно большая площадь (около 40 м2) фасада лабораторного здания в г. Вюрцбург (Германия) была утеплена вакуумными панелями, наполнителем в которых служил микропористый кремнезем. Из представленного графика (рис. 2) видно, что изделия из данного материала сохраняют свои теплоизолирующие свойства (0,002 λ 0,008 Вт/(м•К)) до давления газа внутри панели около 10000 Па, что составляет 0,1 атмосферного.

Исследования, проведенные после года эксплуатации, показали устойчивость свойств панелей. Давление внутри их выросло за это время на 100 Па.

Следовательно, при данном исходном давлении изделие будет сохранять свои теплоизолирующие свойства как минимум 100 лет. Применение в вакуумной панели более крупнопористого материала (например, пенополистирола с открытой пористостью) приводит к увеличению значения коэффициента теплопроводности до этого же значения уже при давлении внутри панели на уровне 200 Па (рис. 2), то есть изделия из данного материала сохранят свои свойства на протяжении не более 2 лет.

При использовании вакуумных теплоизоляционных панелей необходимо учитывать обязательное требование сохранения их герметичности. Это накладывает определенные ограничения на конструкцию систем утепления и первостепенные сферы применения таких изделий, в частности в трехслойных стеновых панелях. Если в их современной конструкции необходим слой утеплителя не менее 15 см, то благодаря вакуумным панелям его толщина уменьшится до 2 см. При этом изделие будет защищено с двух сторон от механических повреждений слоями бетона. Упростится конструкция системы утепления, так как снизятся требования к прочности гибких связей между слоями бетона. Возможно использование вакуумных панелей между слоями кирпичной кладки, а также для утепления перекрытий верхнего и пола первого этажей.

Существуют примеры применения вакуумных теплоизоляционных панелей для утепления фасада здания при его санировании, а также пола в помещении в области балкона пассивного здания. На рис. 3 представлена схема теплоизоляции пола. На бетонную плиту укладывается полиэтиленовая пленка, затем плита экструдированного пенополистирола (2 см), на которой лежат два слоя вакуумных панелей толщиной по 2 см каждая, что необходимо для устранения мостиков холода через стыки панелей. Затем еще одна плита экструдированного пенополистирола, покрытая полиэтиленовой пленкой. Общее термическое сопротивление системы составляет 11,8 м2•К/Вт.

Для высотного строительства с целью уменьшения толщины наружных стен рядом исследователей предложено использование вакуумных панелей в трехслойной конструкции, где наружным слоем служит стекло, а внутренним – металлический лист. Имеются также примеры применения данных изделий в различных строительных конструкциях. Так, с помощью вакуумной теплоизоляции выполнялась тепловая модернизация старого здания. Для устранения перегрева его восточной части в летнее время использовалась размещенная между внутренней стеной здания и наружной облицовкой из кирпича полупрозрачная ширма с электродвигателем, выдвигающим ее перед окном. Между ширмой и внутренней стеной здания с целью устранения теплопотерь установлена вакуумная теплоизоляционная панель. Схема наружного утепления здания с применением вакуумных теплоизоляционных панелей представлена на рис. 4.

Таким образом, современное состояние техники упаковочных материалов позволяет реализовать вакуумную теплоизоляцию на основе порошковых материалов. Эта технология сегодня успешно продвигается на рынках Западной Европы и находит применение как в новом строительстве, так и при выполнении работ по тепловой модернизации зданий. По сравнению с традиционными, преимущества нового теплоизоляционного материала неоспоримы. Он позволяет уменьшить толщину слоя утеплителя при увеличении сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции.

Сегодня, на наш взгляд, имеется настоятельная необходимость организации серийного выпуска вакуумной теплоизоляции для массового использования в строительстве. Производство необходимых упаковочных материалов по западным технологиям может быть освоено как в России, так и в Беларуси. Установки для создания вакуума любой степени имеются на предприятиях радиотехнического профиля, выпуск аэрогелей в состоянии наладить отечественная химическая промышленность.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Экранно-вакуумная теплоизоляция космического аппарата с внешним комбинированным покрытием, состоящим из полимерной подложки, электропроводного слоя с износостойким слоем на внешней поверхности и отражающего слоя на внутренней поверхности, отличающаяся наличием временного защитного слоя на внешней поверхности и укрепляющей полимерной сетки на внутренней поверхности.

2. Экранно-вакуумная теплоизоляция космического аппарата с внешним комбинированным покрытием по п.1, отличающаяся тем, что временный защитный слой на внешней стороне состоит из одного слоя полимерной пленки, например поливинилового спирта.

3. Экранно-вакуумная теплоизоляция космического аппарата с внешним комбинированным покрытием по п.1, отличающаяся тем, что временный защитный слой на внешней стороне состоит из более чем одного слоя, например, слоя полимерной (полиэтилентерефталата, или полиэтилена, или полипропилена, или другого полимера) пленки и слоя адгезива (на основе бутадиен-стирольного каучука или другого легкосъемного адгезива).

4. Экранно-вакуумная теплоизоляция космического аппарата с внешним комбинированным покрытием по п.1, отличающаяся тем, что укрепляющая полимерная сетка на внутренней стороне состоит из полимеров, например, полиэфиров, полиамидов (в том числе арамидов), полиимидов (в том числе аримидов) и закреплена путем приклеивания.

5. Экранно-вакуумная теплоизоляция космического аппарата с внешним комбинированным покрытием по п.1, отличающаяся тем, что укрепляющая полимерная сетка на внутренней стороне состоит из полимеров, например, полиэфиров, полиамидов (в том числе арамидов), полиимидов (в том числе аримидов) и закреплена путем спекания.

Вакуумный утеплитель для стен

Перед вами теплоизоляционный вакуумный металлопакет в разрезе. Жёлтым и оранжевым обозначены разные температуры воздуха, белым - вакуум. Металлопакет, это два листа самой обычной кровельной жести толщиной 0.5 мм. и резмером 2 на 1 м. Верхний лист ровный, нижний с небольшими вмятинами или углублениями. Одно углубление приходится на 25 кв. см. поверхности.

Сначала пригоршня стеклянных (на рисунке зелёных) шариков 4 мм. раскатывается по всей поверхности нижнего листа. Затем лист вместе со столом немного наклоняется, и все лишние шарики, не успевшие занять место в углублении, скатываются. Стеклянные шарики нужны для того, чтобы после откачки воздуха внутри металлопакета два листа не сомкнулись, чтобы между ними сохранялся зазор. Чем меньше зазор, тем лучше, поскольку тем короче длина свободного пробега молекул. Так что, в идеале иметь не шарик, а кварцевую песчинку на каждой четвертинке кв. см.

Оба листа жести герметично сварены между собой по всему периметру. Если прогреть их до температуры 150°C и откачать воздух форвакуумным и паромасляным насосами до 1/10000 мм.рт.ст., то теплоизоляция такого металлопакета толщиной 5 мм. будет эквивалентна теплоизоляции стекловаты толщиной 50 см. Особо подчеркну - при площади металлопакета в 2 кв. метра речь идёт об экономии 1 кубического метра стекловаты. Кто-то возразит, мол, производство металлопакетов окажется намного дороже производства стекловаты. Видите ли, если стеклодувы от нечего делать займутся производством электролампочек, лампочки тоже окажутся намного дороже не только восковых свечей, но и керосиновой лампы. Каких-то иных контраргументов для любителей поспорить, у меня нет.

Давно уже не удивляет тот факт, что ни одно российское предприятие на идею теплоизоляционных вакуумных металлопакетов в начале 90-х не откликнулось. Даже ЗИЛ, выпускавший когда-то холодильники. В стране, где психология населения наполовину холопская, наполовину армейская никакой другой реакции быть не может. Кроме того, производители холодильников действительно не слишком заинтересованы в улучшении теплоизоляции своих изделий. Почему? Так ведь если улучшить нынешнюю теплоизоляцию в 5-10 раз, во столько же раз сократится не только энергопотребление, но и время работы компрессора. А это значит, что в 5-10 раз увеличится срок службы каждого отдельно взятого холодильника. Им это надо?

Нет, удивили тогда не столько производственники. Удивила и продолжает удивлять мэрия Москвы. Ведь спустя 10 лет они всё-таки занялись утеплением городских зданий. Москва не Рио-де-Жанейро, поэтому вынуждены заниматься этим и по сей день. А ведь могли, казалось бы, вспомнить про мои письма. Утепляются сегодня в основном типовые здания, а значит, и металлопакеты могут иметь типовые размеры. Прикиньте в уме, сколько бюджетных денег удалось бы на утеплении сэкономить. Почему не работяги, а чиновники так сильно удивляют? Так ведь не чиновникам же предстоит налаживать производство металлопакетов. Им только заявку оформить на большой госзаказ, переписав формулировки из моих же писем. Неужели даже это поленились сделать. Неужели все их мысли и мечты на уровне плитки тротуарной находятся.

Можно ли сегодня усовершенствовать ту конструкцию? Усовершенствовать настолько, чтобы утеплённому металлопакетами дому даже зимой не требовался никакой обогрев. Звучит немного фантастично, но такое действительно возможно. Качество теплоизоляции вакуумного металлопакета зависит не только от степени откачки воздуха, но и от расстояния между двумя листами жести. При одном и том же значении вакуума меньший зазор между листами даст лучший теплоизолирующий эффект. Связано это с длиной свободного пробега молекул. Если расстояние между двумя листами оцинкованного кровельного железа сравнялось с длиной свободного пробега молекул, то дальнейшее понижение давления приводит к уменьшению количества молекул, участвующих в теплопередаче. Теперь попробуйте мысленно уменьшить расстояние между двумя листами оцинкованного кровельного железа в 40 раз. Что произойдёт с объёмом? Правильно. Объём неоткачанного воздуха между листами железа сократится в 40 раз. И ровно во столько же раз сократится количество молекул, находящихся между листами и участвующих в теплопередаче. А т ехнология ручного кустарного производства высококачественных металлопакетов может быть примерно такой.

Берём сито с ячейками 0.10 мм. и просеиваем через него те песчинки, которые меньше 0.10 мм. Потом берём другое сито с ячейками 0.09 мм. и просеиваем через него те песчинки, которые меньше 0.09 мм. После двух просеиваний внутри сита останутся песчинки, размер которых от 0.09 до 0.10 мм. Именно эти песчинки равномерно рассыпаем на нижний лист так, чтобы было примерно 10 песчинок на каждый квадратный сантиметр. В идеале иметь 4 песчинки на каждый кв. см., находящиеся в 5 мм. друг от друга. Но поскольку рассыпаем достаточно хаотично, лучше сделать густо, чем пусто. А ещё лучше, это поместить внутрь металлопакета дополнительно 1 или 2 листа жести чуть меньшего размера - 199 на 99 см. Вместе с песчаной просыпкой получится что-то вроде слоёного пирога. Когда откачаем воздух, все песчинки и листы внутри металлопакета очень плотно прижмутся.

На этом рисунке изображён один из возможных промышленных вариантов теплоизолирующего вакуумного метллопакета. Жёлтым и оранжевым цветом обозначены различные температуры воздуха. В центре зелёным цветом изображён вставной стёклопакет. Толщина каждого стекла 1 мм. Если такие стёкла окажутся слишком хрупкими, можно использовать более толстые, но это несколько утяжелит метллопакет и сделает его менее гибким. Одна сторона стекла гладкая, другая с пупырышками величиной 0.1 мм. С пупырышками и тёплый лист железа, обращённый к дому, на рисунке он внизу. Наружный лист ровный, но его внутренняя поверхность в гальваническом цеху делается зеркальной, т.е. теплоотражающей. Белым цветом на рисунке обозначен вакуум, его величина 1/10 000 мм.рт.ст. При том же самом вакууме качество теплоизоляции окажется в 40 раз выше, чем в случае со стеклянными шариками. В десятки раз выше, чем у китайского термоса. Сосуд с жидким гелием можно хранить при столь высоком качестве теплоизоляции.

Но в этой связи появляется другая не менее серьёзная и важная проблема. Если на Западе поймут, что из обычной кровельной жести можно соорудить теплоизоляцию, которая в десятки раз лучше ныне существующей, они ухватятся за эту идею обеими руками. В городе Одессе по такому поводу сказали бы - европейские чиновники и чиновники из мэрии Москвы, это две очень большие разницы. Р ечь идёт о теплоизоляции, у которой действительно пока что нет аналогов. Китайский термос не может быть аналогом из-за слишком большого расстояния между двойными стенками вакуумного сосуда. Если бы зазор был 0,1 мм, там кипяток целую неделю остывал до 50°С.

Вакуумная теплоизоляция

Принцип следующий. Схематично, перенос тепла (холода), в том числе и в теле теплоизоляции происходит в результате смешивания слоев воздуха с разными температурами. Кроме того, сам атмосферный воздух в неподвижном состоянии также обладает теплопроводностью. Создание вакуума внутри теплоизоляционной панели практически исключает перенос тепла, обусловленный конвекцией (перемещением) и теплопроводностью воздуха.

Теплопроводность («лямбда») вакуумной теплоизоляционной панели составляет всего 0,007 Вт/м2К, тогда как у традиционных строительных утеплителей она находится в диапазоне 0,025-0,042 Вт/м2К - разница в 4-6 раз.

[ Читать дальше ] Принцип вакуумной теплоизоляции давно и хорошо известен. Возьмем, например, термос.
В пространстве между его двойными стенками создается глубокий вакуум. В результате перенос тепла, обусловленный конвекцией и теплопроводностью, практически полностью устраняется.

Необходимость создания вакуума значительно ограничивает возможности выбора формы теплоизоляции и конструкционных материалов. Поскольку разгерметизация способна нарушить теплоизоляцию, стенки его должны быть абсолютно газо- и влагонепроницаемы.

В качестве внутреннего ядра в вакуумных теплоизоляционных плитах используются пористые материалы (кремнезем, перлит). Это ядро помещается в газонепроницаемую оболочку, из которой откачивается воздух.

Толчком к производству и применению вакуумной теплоизоляции в строительстве явились всё возрастающие требования к энергоэффективности зданий и сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций. Всё увеличивающаяся толщина утепления зданий с использованием традиционных утеплителей «съедает» полезную площадь зданий, с одной стороны, и приводит к дополнительным технологическим трудностям и издержкам, с другой.

Как отмечалось, вакуумная теплоизоляция по своим теплотехническим свойствам существенно превосходит традиционные утеплители и позволяет в разы уменьшить толщину теплоизоляционного слоя. Это позволяет увеличивать полезную площадь зданий (производителями приводится такие данные: до 3,5 дополнительных метра на 100 м2 площади дома). Кроме того, при энергетической санации исторических зданий использование тонких плит вакуумной изоляции зачастую является единственным способом сохранить их исторический облик.

Недостаток вакуумной теплоизоляции (помимо цены, которая начинается от 100 евро за м2) очевиден. Повреждение наружной оболочки сводит на нет теплоизоляционные свойства материала. Соответственно проектирование и исполнение работ требует в данном случае особой квалификации, тщательности и аккуратности. На стадии проектных работ должно быть четкое понимание, где и как будет использована вакуумная теплоизоляция, и досконально прорисованы все узлы. Вакуумную теплоизоляцию нельзя пилить и обрезать, соответственно расчет элементов должен производиться с абсолютной точностью.

В качестве страховки от строительных ошибок производители используют помещение вакуумной теплоизоляции в твердую защитную конструкцию. Это могут быть, например, тонкие плиты экструдированного пенополистирола или резины, наклеиваемые с обеих сторон на плиту вакуумной теплоизоляции (см. фото).

С утеплением горизонтальных поверхностей (например, полов) всё более-менее понятно – необходимо покрыть поверхность и избежать проколов оболочки при монтаже.

Утепление же фасадов с использование вакуумной теплоизоляции является сложной инженерной задачей. В настоящее время при утеплении вертикальных поверхностей (стен) применяется, главным образом, внутренняя теплоизоляция, например, в случае уже упомянутой санации исторических зданий. Однако уже есть и фасадные системы (фото), которые пока имеют ограниченное применение по причине высокой цены.

Кроме того, на рынке представлены крупноформатные строительные элементы – изготовленные промышленным способом панели с ядром из вакуумной теплоизоляции. Их применение носит пока также ограниченный, в большей степени экспериментальный характер.

Читайте также: