Древесный утеплитель: Древесный утеплитель. Характеристики натуральной теплоизоляции

Утеплитель из древесного волокна. Все преимущества природного материала 24.09.2015

Для жизни достаточно шалаша. Это если вы оказались в экваториальных странах. В сложных реалиях отечественного климата тема тепло/звукоизоляции звучит, естественно, совсем по-другому. Когда вы размышляете про индивидуальный дом и планируете его строительство, следует очень хорошо продумать, как он будет защищать вас не только от холода, но и от жары. Тем более последние несколько лет показали, что даже в Москве могут наступить тропики. Следующий вопрос. Важно не только хорошо прогревать или охлаждать помещение, но и сохранять теплый или холодный воздух. Абсолютно как в случае с одеждой. Почему в странах Средней Азии люди носят шапки и ватные халаты? Чтобы защищать организм человека от перегрева. Однако если зимнюю одежду можно снять и повесить в шкаф, то в случае с домом подобная смена «одежды» невозможна. Дом одевается один раз, и навсегда. «Домовой костюм» должен быть всесезонным — зимой и летом одни и те же «брюки и ботинки». На протяжении веков с этой непростой задачей строители справлялись по-разному, в зависимости от достигнутых технологий и собственной смекалки. Наша эпоха принесла свои решения, среди которых – изоляционные древесноволокнистые плиты (ИДВП), предназначенные для тепло/звукоизоляции домов.

Для начала попробуем разобраться в том, как систематизированы все материалы из древесных волокон, которые используются в строительстве. Можно выделить две группы: древесноволокнистые плиты и древесноволокнистая изоляция. Первая группа, в свою очередь, подразделяется на две подгруппы: сухое производство – плиты MDF, и влажное производство – твердые, мягкие и средней мягкости плиты.

В качестве изоляции используются только мягкие плиты плотностью 100-400 кг\м3. Кстати, термин «мягкие древесноволокнистые плиты» (МДВП) часто встречается в легендарной книге К.Ф. Фокина «Строительная теплотехника ограждающих частей зданий», которая увидела свет еще в 1973 году.

Основу «мягких плит» составляет натуральное целлюлозное волокно, получаемое из древесины хвойных пород. В процессе прессования (склейка волокнистого ковра) волокна связываются между собой посредством лигнина, природного клея, который обеспечивает прочность и жесткость волокон. Больше никаких связующих не добавляется — только пропитки: парафин, битум, проч. В хвойной древесине содержится максимальное количество лигнина, до 27-30 процентов. Для сравнения: лен содержит всего 2-5 процента.

Такой изоляционный материал обладает высокими теплофизическими характеристиками, например, коэффициент теплопроводности находится в пределах 0,045-0,050 Вт/(м*К), что соответствует большинству современных утеплителей и сравнимо, например, с пенополистиролом: 0,038-0,052 Вт/(м*К). Однако одним из принципиальных преимуществ МДВП является натуральность материала.

Мягкие древесноволокнистые плиты выступают своего рода всесезонной одеждой для дома. Универсальный материал, он защищает зимой от холода и летом от жары. Вполне вероятно, что не все владельцы таких домов станут приобретать кондиционер. В случае, если возводится фахверковый дом, и пространство между балками и стойками заполняется материалом МДСП, то создается т. н. эффект деревянного дома.

Отдельно рассмотрим вопрос, почему можно обойтись без кондиционера. Для этого обратимся к немецкому сайту www.u-wert.net, где производится теплотехнический расчет. И если сравнивать, к примеру, минеральную вату и натуральное волокно, то окажется, что в первом случае фазовый сдвиг составляет 5 часов, а во втором 7,5 часа. Таким образом, несмотря на высокую температуру за окном, в доме будет прохладно. А когда тепло дойдет до помещения, уже можно будет открывать окно для проветривания, поскольку на улице температура начнет снижаться. Вывод — кондиционер не нужен. Кстати, для теплорасчета можно использовать отечественный ресурс “ТеплоРасчет.рф”.

Если проект дома выполнен грамотно, то можно не устанавливать пароизоляцию, поскольку древесное волокно (высокий коэффициент паропроницаемости) способно самостоятельно регулировать влажность в помещении. В случае повышенной влажности волокна впитывают влагу, в случае пониженной — отдают обратно. Соответственно, экономия происходит не только за счет пароизоляции, но также за счет уменьшения расходов на системы вентиляции и регулирования влажности. Естественно, нигде не появляется плесень, грибки, иней и лед.

Любопытно, что во времена Советского Союза материал МДВП был довольно распространенным, однако сейчас на отечественном рынке присутствует продукция только зарубежных производителей: Gutex (Германия), Isoplaat (Эстония), Steico (Польша) и «Термоплат» (Беларусь). Конечно, белорусские товары можно рассматривать как отечественные, хотя с юридической точки зрения они таковыми не является. Для полноты картины следует заменить, что до кризиса 2008 года на Княжепогостском заводе в г. Евма, Республика Коми, выпускались плиты МДВП под маркой «Софтборд». На сайтах торговых компаний сейчас можно встретить позицию «Софтборд», однако в процессе общения выясняется, что за ней стоит, к примеру, Steico.

Кстати, некоторые эксперты после детального анализа способа производства продукции названных производителей заявляют, что «Gutex и «Белтермо» изготовлены сухим способом», а «Steico и Isoplaat — мокрым». Однако в результате они все равно приходят к выводу, что вся эта продукция является «мягкой древесно-волоконной плитой». Из всех предложений на рынке компания «Норвекс НЛК» выбрала продукцию польского производителя Steico.

Экологически чистые утеплители Steico производятся из древесных волокон (95%) с добавлением вяжущих волокон (3%) и фосфата аммония (2%). Весь производственный процесс подчинен идеологии бережного отношения к природе. В качестве сырья берется та древесина, которая является побочным продуктом после вырубки и на лесопилках. Имеющиеся сертификаты FSC, PEFC и Nature plus говорят о том, что используется сырье, поступающее исключительно от тех лесозаготовительных компаний, производство которых соответствует экологическим нормам. Компания Steico является также членом Всемирного фонда дикой природы WWF. Качество продукции находится под надзором собственной современной лаборатории и немецкого Института Контроля Материалов Nordrhein-Westfalen (MPA NRW).

Плиты МДВП производства компании Steico отличаются высокими изоляционными свойствами. Летом они задерживают проникновение тепла в дом, и оно попадает вовнутрь с задержкой в 12 часов («фазовый сдвиг»). Когда тепло доходит сквозь плиты до помещения, то на улице уже стоит вечерняя прохлада. Кстати, посмотрите расчеты в начале, где было 5 и 7,5 часов, здесь уже 12! Что происходит зимой? Пористая структура материалов из древесного волокна накапливает воздух, обеспечивая, таким образом, защиту от холода.

Будучи гидрофобным материалом, плиты МДВП хорошо выводят наружу водяной пар, возникающий в результате испарения или намокания. Соответственно, не происходит образование плесени и не повреждаются конструкции дома. Например, изолирующие плиты (Steico Universal) для покрытия крыши могут служить как временная крыша до 4 недель. Приблизительные подсчеты специалистов показывают, что использование материалов Steico позволяет сэкономить до 80 процентов затрат на электроэнергию и отопление.

В настоящее время в линейке продукции Steico представлено около полутора десятков продуктов: руонная подложка под паркетную доску и ламинат; изоляционняа плита универсального применения; диффузионно открытая плита для изоляции крыш и стен; плита для изоляции помещений изнутри, проч. Заметим, что кроме плит, компания предлагает купить измельченный древесный утеплитель Steico zell. Более подробно о них можно узнать на сайте www.steico.com.

Многие потребители, узнав о существовании мягких древесноволокнистых плит, сразу начинают сомневаться в их надежности. Дескать, они изготовлены из натурального материала, а значит, подвержены гниению. Это не так. Поскольку в процессе производства этого изоляционного материала удаляются сахар и крахмал, то не остается пищи для питания разрушителей — грибов и древесных насекомых. В результате срок службы утеплителя достигает 50 лет. В таком доме можно спать спокойно.

Как делают древесный утеплитель ЭкоВол

Технология изготовления древесного волокна имеет древнюю историческую традицию, истоки которой находятся в бумажном производстве. Процесс получения волокна существенно отличается от процесса изготовления муки. Если мукомольные машины просто размельчают древесину на неупорядоченные по форме фрагменты заданного размера, то в волоконном производстве происходит выделение из древесной массы природного древесного волокна. При этом форма и размеры волокна сильно зависят от породы древесины, т.е. ее естественной структуры.

Рис.1. Структура древесины

Для разрыва связей между волокнами древесины применяются специальные мельничные установки, называемые дефибраторами или рефинерами. Процесс происходит при влажности более 80 процентов и температуре выше 100 °С.

Начальная операция — получение технологической щепы при помощи рубительной машины. Сырьём для производства древесноволокнистых материалов в основном является щепа из древесины ели и сосны (хвойные породы содержат больше лигнина).

Это необходимо для размягчения лигнина — биополимера, скрепляющего волокна древесины между собой.

Приготовленная щепа выгружается на ленточный конвейер для подачи через металлоуловитель на ситовую сортировку, где рассортировывается на три фракции. Кондиционная щепа системой транспортеров направляется на гидромойку для удаления минеральных примесей и затем вместе с водой подаётся в наклонный шнек с сетчатым днищем. Отделяемая от щепы вода возвращается в гидромойку, а промытая щепа поступает в рабочий бункер рефинёра.

Крупная фракция щепы с сортировки поступает в дезинтегратор и после измельчения повторно подаётся на сортировку. Мелкая фракция, отделяемая от щепы, направляется в бункер отходов или на открытую площадку и далее в котельную на сжигание для выработки тепловой энергии.

Из бункера рубительной машины загрузочным шнеком щепа подается в пропарочные котлы вертикального типа. Пропаренная щепа разгрузочным шнеком, установленным в нижней части пропарочного котла, подаётся в размольную камеру дефибратора см. схему на рис. 2.

Влажная и горячая щепа щепа перетирается между дисками и конусами дефибратора, расщепляясь на отдельные волокна.

Рис.2. Принципиальная схема дефибратора . На выноске — размольная зона.

Рис.3. Схема процесса рефинирования

В зависимости от назначения волокна и требований к его качеству эта операция может осуществляться последовательно один, два или три раза, см. схему на рис. 3. Образующаяся при этом древесноволокнистая масса ( пульпа ) непрерывным потоком вместе с паром по массопроводу подаётся в одноступенчатую сушилку волокна.

Высушивание древесного волокна происходит при движении по трубе- сушилке в потоке горячего воздуха в течение 3-5 сек. Температура воздуха на входе в сушилку 165-240 °С, на выходе — 65-70 °С.

Высушенная древесноволокнистая масса поступает в циклон, где происходит отделение сухого волокна от агента сушки, откуда оно направляется в бункер для хранения.

Эти волокна либо сразу же используют для утепления строительных конструкций методом задувания либо изготавливают из них маты и плиты, также используемые для утепления. Именно из таких волокон изготавливаются засыпные утеплители  Gutex и Steico, МДВ плиты Белтермо Gutex, Steico, Izoplaat.

Но в любом случае теплосберегающие характеристики тих материалов соответствуют уровню современных эффективных утеплителей. К тому же они просты в использовании и не оседают со временем даже в случае проникновения в них влаги. Всё дело в особой структуре волокон древесины. Влага поступает только в капилляры волокон и удерживается внутри них за счёт так называемого капиллярного эффекта. При этом пространства между волокнами остаются заполненными воздухом. В результате утеплитель способен впитывать и испарять влагу в объеме до 20 % от собственного веса (до 10 и даже 20 л/м³), без потери теплоизолирующих свойств, тем самым регулируя микроклимат в помещении.

 

 

Утеплители | Теплоизоляция

Керамзитовые гранулы

Керамзит изготавливается из чистой глины и является естественным минеральным изолирующим материалом. Керамзит производится путем обжига гранул сырой глины при температуре 1050 – 1300°C во вращающихся барабанах-печах. При воздействии высокой температуры глиняные шарики вспучиваются, образуя овальные и круглые гранулы с пористой и ячеистой структурой. Керамзит является интересным теплоизоляции материалом, поскольку является легким, но очень твердым. Насыпная плотность керамзита меняется в зависимости от размера гранулы (от 0 до 40 мм: от 250 до 800 кг/м3). Гранулы могут быть использованы в качестве засыпного утеплителя, а также в составе облегченных растворов и строительных блоков. Как и в случае с большинством минеральных утеплителей, основным недостатком керамзита является высокая энергоемкость производства, что приводит к высокой степени эмиссии CO2. Другим недостатком керамзита, как утеплителя, является относительно высокий коэффициент теплопроводности (0,07-0,1 Вт/м*°C), что, при строительстве, должно быть компенсировано значительной толщиной изоляционного слоя.

 

Древесное волокно

Древесина – возобновляемый и вторично перерабатываемый материал с относительно низкой теплопроводностью. Изолирующие свойства массива древесины считаются приемлемыми, однако после переработки (трансформации) дерево может стать очень эффективным утеплителем. Из древесного волокна, полученного путем измельчения отходов деревообрабатывающей промышленности, производят несколько видов утеплителей с разными свойствами: это просто опилки (используется в качестве засыпки), утеплители в виде мягких рулонов или плит, а также жестких и относительно твердых панелей. Рулоны и плиты из мягкого древесного волокна бывают различных толщин (от 40 до 200 мм) и, в основном, используются в качестве внутренней изоляции, тогда как жесткими и твердыми панелями обшивают стены, обустраивают полы, потолки и кровлю. Основным различием между мягкими и твердыми утеплителями из древесного волокна является их плотность: мягкие утеплители имеют плотность от 45 до 55 кг/м3, а жесткие – от 160 до 270 кг/м3, что позволяет последним сочетать в себе такие важные свойства утеплителя как теплоемкость и теплоизоляцию.

 

Волокна хлопка

Волокна хлопка – это обрезки текстильной промышленности. Неиспользованное в процессе производства текстиля волокно хорошо промывается, отбеливается и превращается в кардочес, из которого и производится утеплитель. Благодаря очень тонким волокнам, хлопок с легкостью удерживает в себе воздух, что позволяет его использовать в качестве отличного природного теплоизолирующего материала. Лямбда утеплителя из хлопка – 0,04 Вт/м*°C. Средняя плотность – около 30 кг/м3, поэтому он считается относительно легким, даже среди «одноклассников». С другой стороны, утеплитель из хлопка имеет высокие показатели гигроскопичности, что обеспечивает прием и прохождение через утеплитель водяного пара без ощутимого ущерба по показателю тепловой эффективности. Утеплитель из хлопка может поставляться как россыпью, так и в рулонах.

 

 

 

 

  

 

Волокна льна

Лен – растение не требующее специального ухода и обработки пестицидами в процессе выращивания. Для теплоизоляции используют короткие льняные волокна. После специальной обработки (иногда включающей в себя обработку боратами для огнестойкости), волокна льна проходят операцию кардочесания, после чего термически скрепляются волокнами полиэстра, который придает утеплителю формостабильность и дополнительную упругость. Льняные утеплители поставляются в трех формах соответствующих плотностей: россыпью, в виде гибких рулонов и в форме плит. В зависимости от плотности, теплоемкость утеплителя из льна варьируется, оставаясь в целом относительно низкой. С другой стороны, льняной утеплитель имеет отличные показатели по теплопроводности: лямбда утеплителя из льна – от 0,037 Вт/м*°C.

 

 

 

 

Овечья шерсть

Овечья шерсть используется человечеством для защиты от холода с древних времен. Перед использованием в составе утеплителя, овечья шерсть проходит операцию мойки, а также обработку борной солью. Далее, шерсть проходит операцию термоскрепления полиэстром (около 12% состава утеплителя) и кардочесания. Полученный таким образом утеплитель имеет достаточно низкий коэффициент теплопроводности (от 0,035 до 0,050 Вт/м*°C) и отличные свойства по гигроскопичности (может поглощать влагу в количестве до 33% от своего веса без потери своих свойств). Утеплитель из овечьей шерсти может использоваться при утеплении стен, кровли и полов. Наиболее подходящим является выбор теплоизоляции из овечьей шерсти в виде плит. Кроме этого, утеплитель из овечьей шерсти доступен в виде россыпи для использования при задувной технологии утепления.

 

 

 

 

Минеральные волокна

Утеплители из минеральных волокон на сегодняшний день являются наиболее распространенными. Сырье для изготовления теплоизоляционных материалов из минеральных волокон бывает двух видов: переработанное стекло и кварцевый песок (стекловата) или вулканические породы (минеральная вата). Сырье расплавляется при температурах 1000-1500°C, после чего проходит операцию волокнообразования при помощи центрифуг. Далее, тончайшие волокна обрабатываются специальным связующим и проходят операцию волоконоосаждения, образуя материал в виде «ковра», который подвергается термообработке (для полимеризации связующего) и дальнейшей резке. Новейшие композиции связующего позволяют несколько уменьшить дальнейшую эмиссию формальдегида. Минеральная вата (стекловата) доступны в виде россыпи, в форме гибких рулонов, полужестких плит или композитных панелей, которые имеют неоспоримые показатели по тепловой эффективности при относительно низкой цене. Строительные утеплители на базе минеральных волокон часто критикуются за потерю теплоизолирующих свойств в течение относительно небольшого срока эксплуатации в результате воздействия влаги (потеря объема, осыпание, резкое снижение эффективности во влажной среде).

 

Вспученный пробковый агломерат

Гранулы пробки, полученные в результате измельчения коры пробкового дуба, нагреваются в автоклаве до 300°C и вспучиваются, замыкая в себе большой объем воздуха. При этом, в результате такого преобразования, гранулы пробки не только приобретают наилучшие теплоизоляционные свойства, но и агрегируются благодаря суберину, содержащемуся в пробке и выполняющему роль связующего вещества. Пробковый агломерат может поставляться как россыпью, так и в виде плит толщиной от 20 до 100мм. Пробка может использоваться во всех теплоизоляционных операциях – россыпью, в стенах каркасных домов, в качестве утепления фундамента и заграждающих конструкций: как изнутри так и снаружи, включая технологию «мокрого фасада». Стоит отметить, что пробка – это материал с низкой паропроницаемостью (в отличие от других природных утеплителей). Тем не менее, пробковый утеплитель участвует в газообмене и обеспечивает комфорт как летом, так и зимой, благодаря своей относительно высокой плотности. Пробка не гниет и может быть использована для утепления оснований стен (цоколя) с внешней стороны.

 

 

Целлюлозная вата

Целлюлозная вата или принято еще называть Эковата – это результат переработки макулатуры: макулатура измельчается и проходит специальную процедуру обработки различными соединениями (гипс, бораты, соли натрия, кальция, бокситы, и т.д.) для придания утеплителю биостойкости (плесень, грибы, насекомые) и огнеостойкости. Чаще всего встречается рассыпная целлюлозная вата, вдуваемая обученным специалистом с помощью специальной техники «в сухую» (в горизонтальные и наклонные полости) или в увлажненном виде (вертикальные полости). Указанные методы монтажа имеют безусловные преимущества, поскольку целлюлозный утеплитель заполняет собой мельчайшие пустоты, что положительно влияет на эффективность теплоизоляционной оболочки в целом. Существуют также плиты из целлюлозной ваты, предполагающие упрощенный монтаж.

 

 

 

 

Солома

Солома является наиболее экономичным утеплителем из всех теплоизоляционных материалов (с финансовой точки зрения). Солома – быстро возобновляемый, легко доступный материал, не требующий никакой обработки до того, как стать эффективным утеплителем. Необходимая толщина утепленных соломой стен зависит также от ориентации соломенных волокон в стене – укладывать соломенные блоки рекомендуется так, чтобы волокна были перпендикулярны движению тепла через стену. Стены из соломы, как правило, покрывают каким-нибудь «дышащим» слоем (например, глина с соломой, известь с коноплей и т.д.), который пропускает водяной пар наружу. Кроме этого, стены из соломенного утеплителя могут обшиваться каким-нибудь паропроницаемым плитным материалом (например, плитами Green Board).