Строительный изоляционный материал

Строительные изоляционные материалы — это строительные материалы , которые образуют тепловую оболочку здания или иным образом уменьшают теплопередачу.

Изоляцию можно классифицировать по ее составу (натуральные или синтетические материалы), форме (ваты, одеяла, насыпная засыпка, распыляемая пена и панели), структурному вкладу ( изоляционные бетонные формы , структурированные панели и соломенные тюки), функциональному режиму (проводящий, излучающий, конвективный), сопротивлению теплопередаче , воздействию на окружающую среду и т. д. Иногда к материалу добавляется теплоотражающая поверхность, называемая лучистым барьером, чтобы уменьшить передачу тепла через излучение, а также проводимость. Выбор материала или комбинации материалов зависит от множества факторов. Некоторые изоляционные материалы представляют опасность для здоровья, некоторые настолько значительны, что их больше не разрешают использовать, но продолжают использовать в некоторых старых зданиях, например, асбестовые волокна и мочевина.

Факторы, влияющие на тип и количество изоляции, используемой в здании, включают:

• Теплопроводность
• Чувствительность к влаге
• Прочность на сжатие
• Простота установки
• Долговечность – устойчивость к деградации из-за сжатия, влаги, разложения и т. д.
• Простота замены по окончании срока службы
• Эффективность затрат
• Токсичность
• Воспламеняемость
• Воздействие на окружающую среду и устойчивость

Соображения относительно строительства и климата:

• Средние климатические условия в географическом районе, где расположено здание
• Температура, при которой используется здание

Часто для достижения оптимального решения используется комбинация материалов, и существуют изделия, объединяющие различные типы изоляции в одной форме.

Распыляемая пена — это тип изоляции, которая распыляется на место с помощью пистолета. Полиуретановая и изоцианатная пены наносятся в виде двухкомпонентной смеси, которая соединяется на кончике пистолета и образует расширяющуюся пену. Цементная пена наносится аналогичным образом, но не расширяется. Распыляемая пенная изоляция распыляется на бетонные плиты, в полости стен неотделанной стены, на внутреннюю сторону обшивки или через отверстия, просверленные в обшивке или гипсокартоне , в полость стены готовой стены.

• Блокирует поток воздуха, расширяясь и герметизируя утечки, щели и проникновения. (Это также может предотвратить проникновение насекомых и других вредителей)
• Может служить полупроницаемым пароизоляционным барьером с более высоким показателем проницаемости, чем пароизоляционные пленки из пластика, и, следовательно, уменьшать накопление влаги, которая может привести к росту плесени .
• Можно заполнять пустоты в готовых стенах без их разрушения (при необходимости с помощью ваток).
• Хорошо подходит для работы в ограниченном пространстве (как насыпной материал, но лучше).
• Обеспечивает звукоизоляцию (как и насыпной материал, но лучше).
• Расширяется при отверждении, заполняя пустоты и обеспечивая отличную устойчивость к проникновению воздуха (в отличие от войлока и одеял, которые могут оставлять пустоты и воздушные карманы, и превосходит некоторые типы насыпного наполнителя. С этим сопоставима целлюлоза, полученная методом мокрого распыления).
• Повышает структурную устойчивость (в отличие от насыпной целлюлозы, аналогичной целлюлозе, распыляемой влажным способом).
• Может использоваться в местах, где невозможен свободный заполнитель, например, между балками и стропилами. При использовании между стропилами распыляемая пена может скрыть гвозди, выступающие из-под обшивки, защищая вашу голову.
• Можно наносить в небольших количествах.
• Цементная пена пожаробезопасна.

• Стоимость может быть высокой по сравнению с традиционной изоляцией.
• Большинство пен, за исключением цементных пен, при горении выделяют токсичные пары. ^[1]
• По данным Агентства по охране окружающей среды США , недостаточно данных для точной оценки потенциального воздействия токсичных и вредных для окружающей среды изоцианатов , которые составляют 50% пенопластового материала. ^[2]
• В зависимости от использования, строительных норм и окружающей среды, большинство пен требуют защиты с помощью термического барьера , например, гипсокартона внутри дома. Например, может потребоваться 15-минутный рейтинг огнестойкости.
• Может немного усаживаться при отверждении, если наносить на основание, не нагретое до рекомендуемой производителем температуры.
• Хотя ХФУ больше не используются, некоторые используют ГХФУ или ГФУ в качестве вспенивающих агентов. Оба являются мощными парниковыми газами, а ГХФУ имеют некоторый потенциал разрушения озонового слоя.
• Многие виды пенной изоляции производятся из нефтехимических продуктов и могут вызывать беспокойство у тех, кто стремится сократить использование ископаемого топлива и нефти. Однако некоторые виды пены становятся доступными, которые производятся из возобновляемых или переработанных источников. ^{[3] [4]}
• Значение R немного уменьшится с возрастом, хотя деградация значения R прекращается, как только достигается равновесие с окружающей средой. Даже после этого процесса стабилизированное значение R очень высокое.
• Большинству пен требуется защита от солнечного света и растворителей.
• Некоторые виды пены сложно монтировать в уже существующую конструкцию здания из-за используемых при этом химических веществ и процессов.
• Если не надеть защитную маску или очки, возможно временное ухудшение зрения (2–5 дней).
• Может потребоваться, чтобы система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха имела источник свежего наружного воздуха, поскольку без него конструкция не сможет освежать воздух внутри помещения.

• Пена с открытыми ячейками является пористой, что позволяет водяному пару и жидкой воде проникать в изоляцию. Пена с закрытыми ячейками является непористой и не проницаемой для влаги, тем самым эффективно образуя полупроницаемый пароизоляционный барьер . (Примечание: пароизоляционные барьеры обычно требуются Строительными нормами, независимо от типа используемой изоляции. Уточните у местных властей требования для вашего региона.)
• Пенопласты с закрытыми ячейками являются превосходными изоляторами. В то время как пенопласты с открытыми ячейками обычно имеют значения R от 3 до 4 на дюйм (RSI-0,53 до RSI-0,70 на дюйм), пенопласты с закрытыми ячейками могут достигать значений R от 5 до 8 на дюйм (RSI-0,88 до RSI-1,41 на дюйм). Это важно, если пространство ограничено, поскольку позволяет использовать более тонкий слой изоляции. Например, слой пенопласта с закрытыми ячейками толщиной 1 дюйм обеспечивает примерно такой же коэффициент изоляции, как и 2 дюйма пенопласта с открытыми ячейками.
• Пена с закрытыми ячейками очень прочная и структурно укрепляет изолированную поверхность. В отличие от нее, пена с открытыми ячейками мягкая после застывания, с небольшой структурной прочностью.
• Открытоячеистая пена требует обрезки после установки и утилизации отходов. В отличие от открытоячеистой пены, закрытоячеистая пена редко требует обрезки, с небольшим количеством или без отходов.

• Пенопласт с открытыми ячейками позволяет древесине дышать.
• Пенопласты с открытыми ячейками невероятно эффективны в качестве звукового барьера ^{[ необходима ссылка ]} , имея примерно в два раза большее звуковое сопротивление в обычных диапазонах частот, чем пенопласты с закрытыми ячейками.
• Пенопласты с открытыми ячейками обеспечивают более высокую экономичность.
• Пенопласты с открытыми ячейками часто имеют низкую температуру экзотермической реакции; они не повреждают покрытия на электропроводке, сантехнике или других компонентах здания.

Цементная пена

Одним из примеров является AirKrete ^[5] с R-3,9 (RSI-0,69) на дюйм и без ограничений по глубине нанесения. Неопасен. Будучи огнестойким, он вообще не будет дымить при прямом контакте с пламенем и является двухчасовой противопожарной стеной при нанесении на 3,5 дюйма (89 мм) (или обычной 2 дюйма × 4 дюйма (51 мм × 102 мм) каркасной стены) в соответствии с испытаниями ASTM E-814 (UL 1479). Отлично подходит для звукоизоляции; не создает эха, как другие пены. Экологически чистый. Не расширяется (подходит для существующих домов с внутренней обшивкой). Полностью устойчивый: состоит из цемента оксида магния и воздуха, который производится из оксида магния, извлеченного из морской воды. Продувается воздухом (без ХФУ, ГХФУ или других вредных вспенивающих агентов). Нетоксичен, даже во время нанесения. Не дает усадки и не оседает. Нулевой выброс ЛОС. Химически инертный (симптомы воздействия неизвестны согласно MSDS). Устойчив к насекомым. Устойчив к плесени. Нерастворим в воде. Недостатки: хрупкий при низких плотностях, необходимых для достижения указанного значения R ^[6] , и, как и все пены, он дороже обычных волокнистых изоляций. В 2010 году Комиссия по строительному кодексу Онтарио постановила, что AirKrete не соответствует требованиям для конкретного применения в строительном кодексе. Их постановление гласит: «Поскольку предлагаемая изоляция не является непроницаемой, она может допустить попадание воды или влаги в стеновую конструкцию, что затем может привести к повреждению или ухудшению состояния элементов здания». ^[7] По состоянию на 21.08.2014 домен airkretecanada.com, по-видимому, заброшен.

Полиизоцианурат

Обычно R-5,6 (RSI-0,99) ^[8] или немного лучше после стабилизации – более высокие значения (не менее R-7 или RSI-1,23) в стабилизированных плитах. ^[9] Менее горюч, чем полиуретан.

Фенольная инъекционная пена

Например, Tripolymer R-5.1 на дюйм (ASTM-C-177). Известен своими воздухонепроницаемыми свойствами. Tripolymer можно устанавливать в пустотах стен, в которых есть стекловолокно и целлюлоза. Неопасен. Не ограничен по глубине применения. Огнестойкий — распространение пламени 5, распространение дыма 0 (ASTM-E-84) — вообще не дымит при прямом контакте с пламенем и является двухчасовой противопожарной стеной на 3,5 дюйма (89 мм) или обычной 2 дюйма × 4 дюйма (51 мм × 102 мм) каркасной стене, применение согласно ASTM E-199. Отлично подходит для звукоизоляции, STC 53 (ASTM E413-73); не создает эха, как другие пены. Экологически чистый. Не расширяется (подходит для существующих домов с внутренней обшивкой). Полностью устойчивый: состоит из фенола, вспенивающего агента и воздуха. Надувается воздухом (без ХФУ, ГХФУ или других вредных вспенивающих агентов). Нетоксичен даже во время нанесения. Не дает усадки и не оседает. Нулевой выброс ЛОС. Химически инертен (симптомы воздействия неизвестны согласно паспорту безопасности материалов). Устойчив к насекомым. Устойчив к плесени. Нерастворим в воде. Недостатки: Как и все пены, он дороже обычных волокнистых изоляций, если сравнивать только цены за кв. фут. Если сравнивать цену со значением R за кв. фут, цена примерно одинакова.

Полистирол (вспененный полистирол (EPS) и экструдированный полистирол (XPS))

Полиуретан с закрытыми ячейками

Белый или желтый. Может использовать различные вспенивающие агенты. Устойчив к впитыванию воды и водяному пару.: Пример коммерческого полиуретанового продукта с закрытыми ячейками:

R-8 на дюйм. Ecomate ® — это запатентованная технология вспенивания и семейство полиуретанов, которые оказывают нейтральное воздействие на окружающую среду [1] (всемирный патент был выдан Foam Supplies Incorporated (FSI) в 2002 году). Это экологически чистый вспенивающий агент нового поколения, не содержащий хлорфторуглеродов (ХФУ), гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ) и гидрофторуглеродов (ГФУ) на основе природного метилметаноата .

Полиуретан с открытыми ячейками (низкой плотности)

Белый или желтый. Расширяется, заполняя и герметизируя полости, но расширяется медленно, предотвращая повреждение стены. Устойчив к впитыванию воды, но проницаем для водяного пара. Огнестойкий. Некоторые типы полиуретановой изоляции можно заливать.

Вот два коммерческих продукта из полиуретана с открытыми ячейками и низкой плотностью:

Айсинен

Icynene — это зарегистрированная торговая марка изоцианатной пены с открытыми ячейками от Huntsman Building Solutions. Классическая версия имеет тепловое сопротивление (значение R) 3,7 на дюйм, а другие версии имеют еще более высокие значения. ^[10] Формула также включает антипирен. Icynene использует воду для распыления, а химическое расширение вызвано углекислым газом, образующимся между водой и изоцианатным материалом. Icynene расширяется до 100 раз от первоначального размера в течение первых 6 секунд после нанесения. Icynene не содержит озоноразрушающих веществ, таких как ХФУ, ГФУ, ГХФУ. Icynene содержит летучие органические соединения (ЛОС). Icynene не выделяет никаких вредных газов после отверждения. Потенциал глобального потепления Icynene равен 1. Воспламеняемость относительно низкая. Icynene сохраняет свою эффективность без потери значения R в течение всего срока службы установки. Icynene дороже по сравнению с традиционными методами изоляции. Любой потенциальный вред в первую очередь возникает на этапе установки и особенно для установщиков. ^[11] Производство айсина включает в себя множество токсичных нефтехимических веществ.

Распыляемая пена Sealection 500

R-3,8 (RSI-0,67) на дюйм. ^[12] распыляемая полиуретановая пена низкой плотности, в которой вода вступает в химическую реакцию для создания углекислого газа и пара, которые расширяют пену. Распространение пламени составляет 21, а выделение дыма — 217, что делает его материалом класса I (лучшая огнестойкость). Недостатки: Изоцианат.

Теплоизоляционные бетонные опалубки (ICF) представляют собой несъемную опалубку , изготовленную из изоляционных материалов для возведения энергоэффективных монолитных железобетонных стен.

Жесткая панельная изоляция, также известная как непрерывная изоляция ^[13], может быть изготовлена ​​из пенопластов , таких как полиизоцианурат или полистирол , или из волокнистых материалов, таких как стекловолокно, каменная и шлаковая вата . Жесткая панельная непрерывная изоляция часто используется для обеспечения термического разрыва в ограждающих конструкциях здания , тем самым уменьшая тепловые мостики .

Структурно-изолированные панели (SIP), также называемые стенами с напряженной оболочкой, используют ту же концепцию, что и в наружных дверях с пенопластовым сердечником, но распространяют эту концепцию на весь дом. Их можно использовать для потолков, полов, стен и крыш. Панели обычно состоят из фанеры, ориентированно-стружечных плит или гипсокартона , склеенных и зажатых вокруг сердечника, состоящего из вспененного полистирола, полиуретана, полиизоцианурата, сжатой пшеничной соломы или эпоксидной смолы. Эпоксидная смола слишком дорога, чтобы использовать ее в качестве изолятора сама по себе, но она имеет высокое значение R (от 7 до 9), высокую прочность и хорошую химическую и влагостойкость.

SIP-панели бывают разной толщины. При строительстве дома их склеивают и скрепляют пиломатериалами. Они обеспечивают структурную поддержку, а не стойки, используемые в традиционном каркасе.

• Прочная. Способна выдерживать нагрузки, в том числе внешние от осадков и ветра.
• Строительство быстрее, чем сборный дом из бруса. Требуется меньше пиломатериалов.
• Обеспечьте акустическую изоляцию.
• Непроницаем для влаги.
• Можно ли доставить готовые панели на строительную площадку и собрать их на месте?
• Создайте оболочку из прочной изоляции вокруг дома, одновременно уменьшая обходные пути, характерные для каркасного строительства. Результатом является изначально энергоэффективный дом.
• Не используйте формальдегид, ХФУ или ГХФУ в производстве.
• Истинные значения R и более низкие затраты на электроэнергию.

• Дороже других видов изоляции.
• Тепловые мостики в местах крепления шлицев и пиломатериалов, если не используется термически разъединенный шпон (изолированная древесина).

Вату предварительно разрезают, тогда как одеяла поставляются в рулонах. Сжатие материала снижает его эффективность. Резка для размещения электрических коробок и других препятствий позволяет воздуху свободно проходить через полость стены. Можно установить вату в два слоя поперек неотделанного чердачного пола, перпендикулярно друг другу, для повышения эффективности предотвращения тепловых мостиков . Одеяла могут покрывать балки и стойки, а также пространство между ними. Вату может быть сложно и неприятно подвешивать под полом между балками; ремни или скрепляющая ткань или проволочная сетка поперек балок могут удерживать ее.

Зазоры между плитами (обходы) могут стать местами инфильтрации воздуха или конденсации (оба фактора снижают эффективность изоляции) и требуют особого внимания во время установки. По той же причине требуется тщательная герметизация и установка пароизоляции , чтобы обеспечить оптимальную работу плит. Инфильтрацию воздуха можно также уменьшить, добавив слой целлюлозной насыпной засыпки поверх материала.

• Каменная и шлаковая вата . Обычно изготавливается из горной породы (базальт, диабаз) или шлака доменной печи железной руды. Некоторые виды каменной ваты содержат переработанное стекло. Негорючая.
• Стекловолокно . Изготовлено из расплавленного стекла, обычно с 20%-30% переработанных промышленных отходов и пост-потребительского содержимого. ^[14] Негорючий, за исключением облицовки (если есть). Иногда производитель модифицирует облицовку так, чтобы она была огнестойкой. Некоторые виды стекловолокна необлицованы, некоторые имеют бумажную облицовку с тонким слоем асфальта, а некоторые имеют фольгированную облицовку. Войлок с бумажной облицовкой является замедлителем пара, а не пароизоляцией. Войлок с фольгированной облицовкой является пароизоляцией . Пароизоляция должна быть установлена ​​по направлению к теплой стороне.
• Стекловолокно высокой плотности
• Пластиковое волокно, обычно изготавливается из переработанного пластика. Не вызывает раздражения, как стекловолокно, но его сложнее резать, чем стекловолокно. Не используется в США. Легковоспламеняющееся, но обработано антипиреном.

Изоляция из натурального волокна, обработанная при необходимости низкотоксичными антипиренами и антисептиками, доступна в Европе: ^[15] Изоляция из натурального волокна может использоваться в виде гранул или формироваться в гибкие или полужесткие панели и жесткие панели с использованием связующего вещества (в основном синтетического, такого как полиэстер, полиуретан или полиолефин). Связующее вещество может быть новым или переработанным.

Примерами служат пробка , ^[16] хлопок , переработанная ткань/одежда, конопля , лен , кокос , шерсть , легкое древесное волокно, целлюлоза , морские водоросли и т. д. Аналогичным образом, многие отходы на растительной основе могут использоваться в качестве изоляции, такие как скорлупа орехов , кукурузные початки , большинство соломинок , включая лавандовую солому, переработанные пробки от винных бутылок (гранулированные) и т. д. Они обычно имеют значительно более низкие тепловые характеристики, чем промышленные продукты; это можно компенсировать за счет увеличения толщины изоляционного слоя. ^[17] Они могут требовать или не требовать антипиренов или обработки от насекомых/вредителей. Глиняное покрытие является нетоксичной добавкой, которая часто соответствует этим требованиям.

Традиционная легкая соломенная изоляция , пропитанная глиной, использовалась на протяжении столетий в северном климате Европы. Глиняное покрытие обеспечивает изоляции получасовую огнестойкость в соответствии со стандартами DIN (немецкими).

Дополнительным источником изоляции, полученным из конопли, является костробетон , который состоит из конопляной костры (костры), смешанной с известковым связующим веществом. ^[18] Он имеет небольшую структурную прочность, но может обеспечить прочность на сжатие и изоляцию с сопоставимыми или превосходящими значениями R в зависимости от соотношения конопли и связующего вещества. ^[19]

В течение 2-го века н. э., с 100 по 200 гг. н. э., человеческая цивилизация впервые познакомилась с материалом пробки, и только в 19 веке пробка стала широко использоваться, что привело к крупному промышленному производству. ^[20] Пробка, которую собирают с дубов, обычно растущих в Португалии, Испании и других странах Средиземноморья. Когда дереву исполняется 20–35 лет, его можно собирать с 10-летними интервалами в течение более 200 лет. Кора дуба имеет решетчатую молекулярную структуру, заполненную миллионами пузырьков воздуха, что придает коре упругость, эластичность, теплоизоляционные, звукоизолирующие и амортизирующие свойства. Материал является устойчивым, многоразовым и пригодным для вторичной переработки.

Существует два типа пробки: чистая пробка, которая предпочтительнее из-за своих естественных связующих свойств, и агломерированная пробка. Чистая пробка изготавливается путем нагревания и обработки паром, при этом гранулы пробки формуются в блок. Натуральная смола пробки действует как связующее вещество. Для производства агломерированной пробки требуется искусственное связующее вещество.

Пробка обычно используется для звуко- и теплоизоляции стен, полов, потолков и фасадов. Натуральная огнестойкая, теплоизоляционная пробковая плита также не вызывает аллергии, проста в установке и является значительно более безопасной заменой изоляции на основе волокон и пластика. К заметным проблемам с пробкой относятся трудности в обслуживании и очистке, особенно если материал подвергается интенсивному использованию, например, в качестве изоляции для пола. Незначительные повреждения поверхности пробки могут сделать материал более склонным к образованию пятен. ^[21]

Изоляция из овечьей шерсти является очень эффективным теплоизолятором с производительностью, аналогичной стекловолокну, приблизительно R13-R16 для слоя толщиной 4 дюйма. ^[22] Овечья шерсть не теряет производительности даже при наличии конденсата, но ее огнезащитная обработка может ухудшиться из-за повторной влажности. ^[23] Она производится из отходов шерсти, которые отбраковываются ковровой и текстильной промышленностью, и доступна как в рулонах, так и в ватинах для тепло- и звукоизоляции жилых и коммерческих зданий. Шерсть способна поглощать до 40% собственного веса в виде конденсата, оставаясь сухой на ощупь. По мере того, как шерсть поглощает влагу, она нагревается и, следовательно, снижает риск конденсации. Она обладает уникальной способностью поглощать газы ЛОС, такие как формальдегид, диоксид азота, диоксид серы, и навсегда запирать их. Изоляция из овечьей шерсти имеет длительный срок службы благодаря естественной извитости волокон, испытания на прочность показали, что ее ожидаемый срок службы составляет более 100 лет.

Изоляция из древесного волокна доступна в виде насыпного наполнителя, гибких матов и жестких панелей для всех видов тепло- и звукоизоляции. Ее можно использовать в качестве внутренней изоляции: между стойками, балками или потолочными стропилами, под деревянными полами для снижения звукопроницаемости, против каменных стен или снаружи: с использованием облицовки или кровли из дождевого экрана или непосредственно оштукатуренной/оштукатуренной ^[24] поверх деревянных стропил или стоек или каменных конструкций в качестве внешней изоляции для снижения тепловых мостов. Существует два производственных процесса:

• мокрый процесс, похожий на процесс на целлюлозных заводах, в котором волокна размягчаются, а под воздействием тепла и давления лигин в волокнах используется для создания плит. Толщина плит ограничена примерно 25 мм; более толстые плиты изготавливаются путем склеивания (с помощью модифицированного крахмала или столярного клея ПВА). Для повышения водостойкости добавляются такие добавки, как латекс или битум.
• сухой процесс, при котором добавляется синтетическое связующее вещество, такое как ПЭТ (полиэфирное расплавленное соединение), полиолефин или полиуретан, и плиты/маты прессуются до различной плотности для получения гибких матов или жестких плит.

Хлопковая изоляция становится все более популярной как экологически предпочтительный вариант изоляции. Ее значение R составляет около 3,7 (RSI-0,65), что эквивалентно среднему значению для стекловолоконных войлоков. Хлопок в основном представляет собой переработанный промышленный лом, что обеспечивает преимущество в плане устойчивости. Войлок не использует токсичную формальдегидную подложку, которая есть в стекловолокне, и его производство далеко не так энергоемко, как процесс добычи и производства, необходимый для стекловолокна. Борная кислота используется в качестве антипирена. Небольшое количество полиолефина расплавляется в качестве клея для связывания продукта (и предпочтительнее формальдегидных клеев). Установка аналогична установке стекловолокна, без необходимости использования респиратора, но требует некоторого дополнительного времени для резки материала. Хлопковая изоляция стоит примерно на 10-20% дороже, чем стекловолоконная изоляция. ^[23] Как и в случае с любой войлочной изоляцией, правильная установка важна для обеспечения высокой энергоэффективности. ^[25]

• Значение R, эквивалентное типичным стекловолоконным матам
• Переработанный материал, отсутствие формальдегида и других токсичных веществ, очень низкая токсичность при производстве (только из полиолефина)
• Может помочь в прохождении программы сертификации LEED или аналогичной программы сертификации экологических зданий.
• Волокна не вызывают зуда, нет риска возникновения рака из-за волокон, находящихся в воздухе.

• Трудно резать. Некоторые установщики могут взимать немного более высокую плату за установку по сравнению с другими ватинами. Это не влияет на эффективность изоляции, но может потребовать более тщательного выбора установщика, поскольку любой ватин должен быть обрезан, чтобы хорошо подойти к полости.
• Даже при правильной установке ваты не полностью изолируют полость от движения воздуха (как целлюлоза или вспененный полиуретан).
• По-прежнему требуется пароизолятор или барьер (в отличие от целлюлозы)
• Может возникнуть проблема с сушкой, если утечка приведет к попаданию избыточной влаги в изолированную полость.

Сыпучие материалы можно задувать на чердаки, в готовые полости стен и в труднодоступные места. Они идеально подходят для этих задач, поскольку они соответствуют пространству и заполняют углы и щели. ^[26] Их также можно распылять на месте, обычно с помощью клея на водной основе. Многие типы изготавливаются из переработанных материалов (вид целлюлозы ) и относительно недороги.

Общая процедура модернизации стен:

• Просверлите отверстия в стене кольцевой пилой, принимая во внимание противопожарные преграды, водопроводные трубы и другие препятствия. Может быть желательно просверлить два отверстия в каждой полости стены/балке, одно внизу и второе вверху для проверки и долива.
• Закачивайте сыпучую засыпку в полость стены, постепенно вытягивая шланг вверх по мере заполнения полости.
• Закройте отверстия в стене.

• Целлюлозная изоляция предпочтительнее с точки зрения экологии (80% переработанной газеты) и безопасна. Она имеет высокое содержание переработанного материала и представляет меньший риск для установщика, чем стекловолокно (насыпной наполнитель или вата). ^[27]
• R-значение 3,4 – 3,8 (RSI-0,60 – 0,67) на дюйм (имперские единицы)
• Изоляция с насыпным заполнением заполняет полость стены лучше, чем маты. Мокрое распыление обычно герметизирует даже лучше, чем сухое распыление.
• Класс пожарной безопасности I
• Никаких связующих на основе формальдегида.
• Не производится из нефтехимических продуктов или химикатов с высокой токсичностью.

• Вес может привести к провисанию потолка, если материал очень тяжелый. Профессиональные установщики знают, как этого избежать, и типичный листовой камень подойдет, если его плотно набить.
• Со временем осядет, потеряв часть своей эффективности. Недобросовестные подрядчики могут «распушить» изоляцию, используя меньше мешков, чем оптимально для желаемого значения R. Целлюлоза, нанесенная методом сухого распыления (но не мокрого распыления), может оседать на 20% от своего первоначального объема. ^[28] Однако ожидаемое оседание включено в указанное значение R. Плотная сухая укладка уменьшает оседание и увеличивает значение R.
• Значения R, указанные на упаковке, основаны на лабораторных условиях; инфильтрация воздуха ^{[ необходимо уточнение ]} может значительно снизить эффективность, особенно для насыпного наполнителя из стекловолокна. Целлюлоза более эффективно подавляет конвекцию. В целом, насыпной наполнитель считается более эффективным для уменьшения наличия зазоров в изоляции, чем ваты, поскольку полость герметизируется более тщательно. Инфильтрация воздуха через сам изоляционный материал изучена недостаточно, но будет ниже для изоляции с мокрым распылением, такой как целлюлоза с мокрым распылением.
• Может впитывать влагу. ^[29]

• Каменная и шлаковая вата, также известная как минеральная вата или минеральное волокно. Изготавливается из горной породы (базальт, диабаз), шлака доменной печи железной руды или переработанного стекла. Негорючая. Более устойчива к потоку воздуха, чем стекловолокно. Комкуется и теряет эффективность при намокании или мокром воздействии, но не впитывает много влаги и восстанавливает эффективность после высыхания. Старая минеральная вата может содержать асбест, но обычно он находится в следовых количествах.
• Целлюлозная изоляция . Целлюлоза плотнее и более устойчива к потоку воздуха, чем стекловолокно. Постоянная влага ослабит антипирены на основе сульфата алюминия в целлюлозе (которые иногда используются в США). ^[30] Однако антипирены на основе бората (используемые в основном в Австралии и обычно в США) используются уже более 30 лет и никак не подвержены влиянию влаги. Плотноупакованная целлюлоза обладает высокой устойчивостью к инфильтрации воздуха и либо устанавливается в открытую полость стены с помощью сеток или временных рам, либо модернизируется в готовые стены. Однако плотная целлюлоза блокирует, но не герметизирует навсегда, обходит, как это делает распыляемая пена с закрытыми ячейками. Кроме того, как и в случае с ватином и одеялами, теплый влажный воздух все равно будет проходить, если только не будет непрерывной почти идеальной пароизоляции ^{[ необходима ссылка ]} .
• Целлюлозная изоляция с мокрым распылением похожа на насыпную изоляцию, но наносится с небольшим количеством воды, чтобы помочь целлюлозе связать внутреннюю часть открытых полостей стены и сделать целлюлозу более устойчивой к усадке. Нанесение распылением обеспечивает еще лучшую защиту от инфильтрации воздуха и повышает жесткость стены. Оно также позволяет наносить ее на наклонные стены, чердаки и подобные помещения. Мокрое распыление лучше всего подходит для нового строительства, так как стена должна полностью высохнуть перед герметизацией гипсокартоном (рекомендуется использовать измеритель влажности). Целлюлоза с мокрым распылением (также называемая стабилизированной) использует меньше воды для ускорения времени высыхания.
• Стекловолокно. Обычно розовое, желтое или белое. Теряет эффективность при намокании или мокром состоянии, но не впитывает много воды. Негорючее. См. Влияние стекловолокна на здоровье.
• Натуральные утеплители, такие как гранулированная пробка, волокна пеньки, зерна, все из которых можно обработать низкотоксичными антипиренами и средствами защиты от насекомых.
• Вермикулит . Обычно серый или коричневый.
• Перлит . Обычно белый или желтый.
• Хлопок , шерсть, конопля, кукурузные початки, соломенная пыль и другие собранные натуральные материалы. Не распространено.
• Гранулированная пробка. Пробка является таким же хорошим изолятором, как пена. Она не впитывает воду, так как состоит из закрытых ячеек. Противостоит огню. Используется в Европе.
• Большинство изоляционных материалов на растительной основе, таких как древесная щепа, древесное волокно, опилки, кора красного дерева, волокно болиголова, бальзовое дерево, конопляное волокно, льняное волокно и т. д., гигроскопичны. Древесина впитывает воду, что снижает ее эффективность как теплоизолятора. При наличии влаги древесина подвержена плесени, грибку и гниению. Тщательное проектирование стеновых, кровельных и напольных систем, как это делается в Европе, позволяет избежать этих проблем, которые возникают из-за плохого проектирования.

Нормативные стандарты США для целлюлозной изоляции

• 16 CFR Часть 1209 (Комиссия по безопасности потребительских товаров, или CPSC) — охватывает плотность, коррозионную активность, критический лучистый поток и тлеющее горение.
• Стандарт ASTM C-739 – целлюлозная изоляция с насыпным наполнением – охватывает все факторы регламента CPSC и пять дополнительных характеристик: значение R, содержание крахмала, влагопоглощение, запах и устойчивость к росту грибка.
• Стандарт ASTM C-1149 — отраслевой стандарт для самонесущей целлюлозной изоляции, наносимой распылением для открытого применения или применения в полостях стен — охватывает плотность, значение R, горение поверхности, прочность сцепления, тлеющее горение, устойчивость к грибкам, коррозию, поглощение паров влаги, запах, постоянство огнестойкости (для этой характеристики не существует испытаний), прогиб основания (для изделий, предназначенных для открытого применения) и воздушную эрозию (для изделий, предназначенных для открытого применения).
• 16 CFR Часть 460 (Постановление Федеральной торговой комиссии), широко известное как «Правило R-Value», призвано исключить вводящие в заблуждение маркетинговые заявления об изоляции и обеспечить публикацию точных данных о R-Value и покрытии.

В световых люках, соляриях и других специальных приложениях могут использоваться аэрогели — высокоэффективные материалы с низкой плотностью. Аэрогель из кремния имеет самую низкую теплопроводность среди всех известных веществ (за исключением вакуума), а аэрогель из углерода поглощает инфракрасное излучение (т. е. тепло солнечных лучей), при этом пропуская дневной свет. Сочетание аэрогеля из кремния и углерода обеспечивает наилучшие изоляционные свойства среди всех известных материалов, примерно в два раза превышая изоляционную защиту следующего лучшего изоляционного материала — пены с закрытыми ячейками.

Использование сильно спрессованных соломенных тюков в качестве изоляции, хотя и нечасто, набирает популярность в экспериментальных строительных проектах из-за высокого значения R и низкой стоимости толстой стены из соломы. «Исследования Джо МакКейба из Университета Аризоны показали, что значение R для тюков пшеницы и риса составило около R-2,4 (RSI-0,42) на дюйм по зерну и R-3 (RSI-0,53) на дюйм поперек волокон. Тюк шириной 23 дюйма с тремя нитками, положенный плашмя = R-54,7 (RSI-9,64), положенный на ребро (шириной 16 дюймов) = R-42,8 (RSI-7,54). Для тюков с двумя нитками, положенных плашмя (шириной 18 дюймов) = R-42,8 (RSI-7,54) и на ребро (шириной 14 дюймов) = R-32,1 (RSI-5,66)» (Стин и др.: The Straw Bale House, 1994). Использование многослойной крыши с заполнением из соломенных тюков значительно увеличивает значение R. Это очень выгодно отличается от R-19 (RSI-3.35) обычной утепленной стены 2 x 6. При использовании соломенных тюков для строительства, тюки должны быть плотно упакованы и достаточно высушены. Любые воздушные зазоры или влажность могут резко снизить эффективность изоляции.

Отражающая изоляция и лучистые барьеры уменьшают излучение тепла на поверхность материала или от нее. Лучистые барьеры будут отражать лучистую энергию . Лучистый барьер сам по себе не повлияет на тепло, проводимое через материал при прямом контакте, или тепло, передаваемое влажным воздухом, поднимающимся или конвекцией. По этой причине пытаться связать значения R с лучистыми барьерами сложно и нецелесообразно. Тест на значение R измеряет передачу тепла через материал, а не на его поверхность или от нее. Не существует стандартного теста, предназначенного для измерения только отражения излучаемой тепловой энергии. Излучаемое тепло является важным средством передачи тепла; солнечное тепло поступает путем излучения через пространство, а не путем проводимости или конвекции. Ночью отсутствие тепла (т. е. холод) — это точно такое же явление, при этом излучение тепла математически описывается как линейная противоположность. Лучистые барьеры препятствуют передаче лучистого тепла в равной степени в обоих направлениях. Однако поток тепла к поверхностям и от них также происходит посредством конвекции , которая в некоторых геометриях отличается в разных направлениях.

Отражающая алюминиевая фольга является наиболее распространенным материалом, используемым в качестве лучистого барьера. Она не имеет значительной массы для поглощения и удержания тепла. Она также имеет очень низкие значения излучательной способности "E-values" (обычно 0,03 по сравнению с 0,90 для большинства объемных утеплителей), что значительно снижает теплопередачу излучением.

• Фольга или «отражающий фольгированный ламинат» (RFL).
• Панели из полиуретана с фольгированным покрытием или полиизоцианурата с фольгированным покрытием .
• Фольгированный полистирол. Этот ламинированный EPS высокой плотности более гибкий, чем жесткие панели, работает как пароизоляция и как терморазрыв. Используется на нижней стороне обшивки крыши, потолках и на стенах. Для достижения наилучших результатов его не следует использовать в качестве изоляции для заполнения полостей.
• Пузыристый пакет с фольгированной подложкой. Он тонкий, более гибкий, чем жесткие панели, работает как пароизоляция и напоминает пластиковую пузырчатую пленку с алюминиевой фольгой с обеих сторон. Часто используется на холодных трубах, холодных воздуховодах и нижней стороне обшивки крыши.
• Светлая черепица и отражающая краска. Часто называемые прохладными крышами , они помогают сохранять чердаки прохладнее летом и в жарком климате. Чтобы максимизировать лучистое охлаждение ночью, их часто выбирают с высокой теплоотдачей, тогда как их низкая теплоотдача для солнечного спектра отражает тепло днем.
• Металлические крыши; например, алюминиевые или медные.

Теплоизолирующие барьеры могут выполнять функции пароизоляции и выполнять обе функции с помощью одного продукта.

Материалы с одной блестящей стороной (например, полистирол с фольгированным покрытием) должны быть размещены блестящей стороной к воздушному пространству, чтобы быть эффективными. Лучистый барьер из алюминиевой фольги можно размещать любым способом — блестящая сторона создается прокатным станом в процессе производства и не влияет на отражательную способность материала фольги. Поскольку лучистые барьеры работают, отражая инфракрасную энергию, алюминиевая фольга работала бы так же, если бы обе стороны были матовыми.

Изоляция — это барьерный материал, препятствующий/уменьшающий передачу вещества (воды, пара и т. д.)/энергии (звука, тепла, электричества и т. д.) с одной стороны на другую.

Теплоизоляция/термоизоляция — это барьерный материал, препятствующий/блокирующий/отражающий тепловую энергию (проводимость, конвекция или излучение) для передачи ее с одной стороны на другую.

Отражающая изоляция — это один из видов теплоизоляции, отражающий передачу лучистого тепла с одной стороны на другую за счет отражающей поверхности (или низкого коэффициента излучения).

Существует множество определений понятия «теплоизоляция», а также распространенное неверное толкование понятия «теплоизоляция» как «объемная/массовая/вставная изоляция», которая на самом деле используется для сопротивления теплопередаче за счет проводимости с определенным «сопротивлением теплопередаче».

Таким образом, материалы, отражающие лучистое тепло с незначительным «значением R», также следует классифицировать как «теплоизоляционные».

Таким образом, отражающая изоляция = лучистый барьер

• Очень эффективен в теплом климате
• Отсутствие изменения тепловых характеристик с течением времени из-за уплотнения, распада или поглощения влаги.
• Тонкие листы занимают меньше места, чем объемная изоляция
• Может действовать как пароизоляция
• Нетоксичный/неканцерогенный
• Не покрывается плесенью или грибком.
• Замедлитель радона , ограничит проникновение радона через пол

• Необходимо комбинировать с другими типами изоляции в очень холодном климате.
• Может привести к поражению электрическим током при контакте фольги с неисправной электропроводкой.

Некоторые виды изоляции, использовавшиеся в прошлом, теперь больше не применяются из-за признанных рисков для здоровья.

Изоляция из мочевины и формальдегида выделяет ядовитый формальдегидный газ, что приводит к проблемам с качеством воздуха в помещении . Химическая связь между мочевиной и формальдегидом слабая, что приводит к деградации ячеек пены и выделению токсичного формальдегидного газа в дом с течением времени. Кроме того, некоторые производители использовали избыточный формальдегид для обеспечения химической связи всей мочевины. Любой оставшийся формальдегид улетучивался после смешивания. Большинство штатов запретили его в начале 1980-х годов после того, как была обнаружена опасность для жильцов здания. Однако выбросы самые высокие, когда мочевина и формальдегид новые, и со временем уменьшаются, поэтому дома, в стенах которых в течение многих лет или десятилетий находился мочевина и формальдегид, не требуют рекультивации.

UFFI обеспечивает небольшую механическую прочность, так как материал слабый и хрупкий. До того, как его риски были признаны, он использовался, поскольку был дешевым, эффективным изолятором с высоким значением R , а его структура с открытыми ячейками была хорошим акустическим изолятором . Хотя он легко впитывал влагу, он восстанавливал эффективность как изолятор после высыхания. ^[31]

Асбест — это минеральное волокно, которое встречается в горных породах и почве ^[32] , которое традиционно использовалось в качестве изоляционного материала во многих домах и зданиях. Он огнестойкий, является хорошим тепло- и электроизолятором, устойчив к химическому воздействию и износу. Также было обнаружено, что асбест может вызывать рак, когда находится в рыхлой форме (то есть, когда он может выделять волокна в воздух — когда он сломан, зазубрен, измельчен или потерт).

При обнаружении в доме асбест часто напоминает серовато-белый гофрированный картон, покрытый тканью или холстом, обычно удерживаемый вокруг труб и воздуховодов металлическими ремнями. Вещи, которые обычно могут содержать асбест: ^[33]

• Изоляция котлов и печей.
• Обмотка воздуховодов отопления.
• Изоляция труб («теплоизоляция»).
• Воздуховоды и транзитные трубы внутри плит.
• Акустические потолки.
• Текстурированные материалы.
• Упругие напольные покрытия.
• Задувная изоляция.
• Кровельные материалы и войлок.

Все полиуретановые пены состоят из нефтехимических продуктов . В пеноизоляции часто используются опасные химикаты с высокой токсичностью для человека, такие как изоцианаты, бензол и толуол . В пенообразователях больше не используются озоноразрушающие вещества. Средства индивидуальной защиты требуются для всех людей в зоне распыления, чтобы исключить воздействие изоцианатов , которые составляют около 50% сырья для пены. ^[2]

Стекловолокно является наиболее распространенным изоляционным материалом для жилых помещений и обычно применяется в качестве войлоков изоляции, запрессованных между стойками. Вопросы охраны здоровья и безопасности включают потенциальный риск рака от воздействия стекловолокна, выделение формальдегида из подложки/смолы, использование нефтехимических веществ в смоле и экологические аспекты здоровья в процессе производства. Практики зеленого строительства избегают изоляции из стекловолокна.

Всемирная организация здравоохранения объявила стекловолоконную изоляцию потенциально канцерогенной (ВОЗ, 1998 ^[34] ). В октябре 2001 года международный экспертный обзор Международного агентства по изучению рака (МАИР) пересмотрел оценку МАИР 1988 года стекловолокна и исключил стекловату из своего списка возможных канцерогенов, понизив классификацию этих волокон с Группы 2B (возможный канцероген) до Группы 3 (не классифицируется как канцерогенный для человека). Все стекловаты, которые обычно используются для тепловой и акустической изоляции, включены в эту классификацию. МАИР особо отметило: «Эпидемиологические исследования, опубликованные в течение 15 лет с момента предыдущего обзора монографий МАИР этих волокон в 1988 году, не содержат никаких доказательств повышенного риска рака легких или мезотелиомы (рака слизистой оболочки полостей тела) от профессионального воздействия во время производства этих материалов, и неадекватные доказательства в целом любого риска рака».

Понижение рейтинга МАИР согласуется с выводом, сделанным Национальной академией наук США , которая в 2000 году не обнаружила «никакой значимой связи между воздействием волокон и раком легких или незлокачественными заболеваниями дыхательных путей в условиях производства MVF [искусственного стекловидного волокна]». Однако производители продолжают размещать на своей продукции предупреждающие надписи о риске рака, по-видимому, в качестве защиты от претензий.

Однако следует внимательно изучить литературу, прежде чем решить, что риски следует игнорировать. Страница OSHA по отбору проб химических веществ содержит сводку рисков, как и NIOSH Pocket Guide.

Miraflex — это новый тип стекловолоконной ваты, которая имеет вьющиеся волокна, которые менее зудящие и создают меньше пыли. Вы также можете поискать стекловолоконные изделия, упакованные на заводе в пластик или ткань.

Стекловолокно является энергоемким в производстве. Стекловолоконные волокна связываются в ваты с помощью клеевых связующих, которые могут содержать клеи, способные медленно выделять формальдегид в течение многих лет. ^[35] Промышленность смягчает эту проблему, переходя на связующие материалы, не содержащие формальдегид; некоторые производители предлагают связующие смолы на основе сельскохозяйственного сырья, изготовленные из соевого масла. Доступны ваты без формальдегида и ваты, изготовленные с различным количеством переработанного стекла (некоторые приближаются к 50% содержания переработанного потребительского стекла).

Целлюлоза на 100% натуральна и на 75–85% изготавливается из переработанной газетной бумаги. Проблемы со здоровьем (если таковые имеются) кажутся незначительными, а большинство опасений относительно антипиренов и потенциала плесени, похоже, являются искажениями. ^{[36] [ оригинальное исследование? ]}

• Согласно классификации OSHA, целлюлоза является источником пыли, вызывающей неудобства при монтаже, поэтому рекомендуется использовать пылезащитную маску.
• Целлюлоза обрабатывается антипиреном и репеллентом от насекомых, обычно борной кислотой и иногда бурой, чтобы противостоять насекомым и грызунам. Для человека борная кислота имеет токсичность, сравнимую с поваренной солью.
• Плесень рассматривалась как потенциальная проблема. Однако, по данным Ассоциации производителей целлюлозы, «Единственное, что не способствовало проблемам с плесенью, — это растущая популярность целлюлозной изоляции среди знающих домовладельцев, которые интересуются устойчивыми методами строительства и энергосбережением. Эксперты по микологии (микология — это изучение плесени) часто говорят: «Плесень растет на целлюлозе». Они имеют в виду целлюлозу — общий материал, который образует клеточные стенки всех растений, а не целлюлозную изоляцию. К сожалению, слишком часто это утверждение воспринимается как то, что целлюлозная изоляция исключительно восприимчива к заражению плесенью. Фактически, из-за ее благоприятных характеристик контроля влажности и других факторов, связанных с производственным процессом, было зарегистрировано относительно немного случаев значительного роста плесени на целлюлозной изоляции. Все широко разрекламированные случаи серьезного заражения изоляции плесенью были связаны с волокнистыми изоляционными материалами, отличными от целлюлозы». ^[37]
• Влажность всегда является проблемой для домов, и мокрое распыление целлюлозы может быть не лучшим выбором в особенно влажном климате, если только нельзя проверить, что изоляция сухая, прежде чем добавлять гипсокартон . В очень влажном климате использование измерителя влажности обеспечит правильную установку и исключит любые проблемы с плесенью при установке (почти любая изоляция, которая становится и остается влажной, может в будущем вызвать проблему с плесенью). Сухое распыление — еще один вариант для очень влажного климата, позволяющий ускорить установку (хотя мокрое распыление целлюлозы имеет еще более высокое значение R и может повысить жесткость стены).

В мае 1999 года Североамериканская ассоциация производителей изоляции начала реализацию всеобъемлющего добровольного партнерства по трудовой практике с Управлением по охране труда и промышленной гигиене США (OSHA). Программа, известная как Программа партнерства по охране труда и промышленной гигиене, или HSPP, способствует безопасному обращению с изоляционными материалами и их использованию и включает в себя обучение и подготовку по производству, изготовлению, установке и демонтажу изоляционных изделий из стекловолокна, каменной ваты и шлаковой ваты. (См. Влияние стекловолокна на здоровье ). (Для получения авторитетной и окончательной информации об изоляции из стекловолокна, каменной и шлаковой ваты, а также о HSPP посетите веб-сайт Североамериканской ассоциации производителей изоляции (NAIMA)).

• Конденсация
• Эновейт
• Здание с низким потреблением энергии
• Суперизоляция
• Тепловая масса
• Четырехкамерное остекление
• Утепление