Защита зданий от внешнего воздействия высоких и низких температур всегда была и остается одной из самых важных задач строительной индустрии. Множество вариантов решения этой задачи уже освещал ЕСТП Блог. Идеальных утеплителей, увы, почти нет: одни впитывают влагу, другие вредны для людей и животных, третьи недолговечны. Похоже, появился новый материал, лишенный этих недостатков — вспененная древесина.
Сфера ее применения — строительство и производство упаковки. Разработкой материала занимались в немецком институте Вильгельма Клаудитца (WKI), входящем в общество Фраунхоффера. Это научное общество широко известно в мире разработками, способными сделать жизнь людей безопасной и комфортной. Под эгидой общества работают ученые со всего света.
Авторы разработки утверждают, что возможности нового материала очень широки. Одна из сфер применения вспененной древесины — строительство.
Как известно, все гениальное просто. Вот и производство вспененной древесины не отличается сложностью. Сначала ее измельчают до состояния тестообразной массы. Затем получившееся вещество обрабатывают газом. Образовавшаяся субстанция увеличивается в объеме и для отвердевания формуется по образу и подобию создания различных предметов из пенопласта. После отверждения изделия из натуральной пены готовы к обработке и эксплуатации.
Жестким, прочным, но при этом очень легким плитам из вспененной древесины пророчат большое будущее в качестве универсального утеплителя стен зданий различного назначения. Материал стоек к воздействию влаги, легко пилится и режется. При этом, выдерживает большое давление.
Сегодня идет поиск наилучшего сырья для производства материала в промышленных объемах. Как известно, различные породы дерева обладают разными физико-механическими свойствами. Дерево для производства нового материала должно быть недорогим и широко распространенным. Кроме этого, искомая древесина должна иметь низкую теплопроводность и легко перерабатываться. Совокупность всех этих качеств сделает новый материал востребованным в самых разных сферах промышленности.
Что даст вспененная древесина строительной отрасли?
В строительстве уже применяются утеплители из дерева — древесная вата, например. Но в процессе эксплуатации она может терять свою форму и, кроме этого, расслаиваться. В результате со временем теряются ее теплоизоляционные свойства.
Синтетические утеплители лишены этого недостатка, но под воздействием высокой атмосферной температуры выделяют вредные вещества.
Вспененная древесина объединяет лучшие качества уже известных природных и синтетических материалов: низкую теплопроводность, способность отталкивать воду (как большинство полимерных материалов), возможность в течение многих лет держать заданную форму.
Благодаря натуральному дереву, составляющему основу нового материала, появилась возможность вторичной переработки, а в случае отсутствия ее целесообразности — безвредной для экологии утилизации готовых жестких плит и гибких матов из древесной пены (это еще одно название нового материала).
Вспомним, что пластик и другие синтетические материалы разлагаются один-два века(!). При их сжигании в атмосферу выделяются высокотоксичные вещества. Возможна только заводская переработка синтетических материалов, требующая больших материальных и энергетических затрат.
Если учесть, что инновационный материал планируется использовать для производства упаковки, и он способен заменить пенопласт, применяющийся сегодня повсеместно, то ценность инновации и давно назревшую в ней необходимость трудно переоценить.
И еще один аргумент в пользу нового материала, произведенного из дерева. Этот природный материал — сырье возобновляемое, к тому же изучается возможность использования отходов лесопереработки для производства вспененного дерева. К примеру, древесной коры, ежегодно накапливающейся в избытке.
Минувшей весной разработка была отмечена премией Green Tec Awads-2015. Она вручается ученым, работы которых полезны для экологии планеты. Изобретатели «древесной пены» были удостоены награды в номинации «Строительство и жизнь».
Предполагается, что в строительной сфере новый материал будет использоваться не только для утепления зданий, но и для создания конструкций сложной формы, когда применение других материалов невозможно из-за тяжелого веса или отсутствия достаточной гибкости.
У «древесной пены» есть один недостаток: по оценкам специалистов, до ее внедрения в широкую практику потребуется время. Оно необходимо для того, чтобы найти сферы применения для нового материала. Тогда организация производства для массового изготовления изделий из вспененной древесины станет рентабельной.
Остается надеяться, что период внедрения в строительную практику нового материала не затянется надолго, и он оправдает возлагаемые на него надежды.
Самые экологически безопасные теплоизоляционные материалы
Новые эко-материалы в строительстве
Сегодня огромное внимание при строительстве домов уделяется их энергоэффективности, способности удерживать внутри комфортную для человека температуру. Ученые постоянно работают над тем, чтобы найти полностью натуральные, экологически безопасные теплоизоляционные материалы с хорошими эксплуатационными свойствами.
Вспененная древесина – преимущества, способ изготовления
Этот уникальный экологически безопасный материал получили немецкие ученые из института Фраунгофера. Созданная ими теплоизоляционная пена состоит из особым образом обработанной древесины, и потому полностью натуральна. Она безвредна как для человека, так и для окружающей среды.
Преимущества перед другими теплоизоляционными материалами
Новый эко-материал прошел множество лабораторный исследований и анализов. Не вдаваясь в технические подробности, расскажем о его преимуществах перед такими популярными утеплителями, как пенополистирол и минеральная вата.
– Высокие показатели теплосбережения.
– Устойчивость к механическим воздействиям.
– Жесткая и упругая структура материала позволяет с легкостью применять его для утепления вертикальных поверхностей.
– Полностью экологически безопасный материал.
– Хорошая влагостойкость (выше, чем у обычного дерева и минеральной ваты).
– Длительный срок эксплуатации.
Способ изготовления вспененной древесины
Древесину сначала очень сильно измельчают. Судя по описанию, она превращается в гелеобразное вязкое вещество из-за присутствия в натуральном сырье природной смолы – лигнина.
Затем в полученную массу добавляют природные вещества, ускоряющие твердение;
Следующий этап – закачивание в субстанцию специального газа для образования пузырьков и придания пенистой структуры. Потом готовому раствору придают выбранную форму и просушивают.
Пока изобретатели не экспериментируют с формами, а производят только жесткие листы и тонкие упругие маты, чтобы протестировать материал в деле. Но есть сведения, что дизайнеры уже оценили идею и успешно пробуют делать авторскую мебель из вспененной древесины.
Утеплитель из водорослей эко-материал NeptuTherm
На песчаных пляжах Средиземноморья туристы часто видят необычные рыжие шарики размером с куриное яйцо. Это скатанные морем мертвые сухие водоросли Posidonia Oceanica, в просторечье – шары Нептуна.
Технология изготовления NeptuTherm
В том виде, в котором эти водоросли лежат на берегу, они были непригодны для осуществления задуманной цели, так как внутри них слишком много песка и морской соли. Да и что можно утеплять шариками?
Исследователи нашли способ, как преобразовать их в другую форму, более удобную для использования в качестве экологически безопасного теплоизоляционного материала. Для этого нужно было отделить волокна водорослей друг от друга и освободить их от ненужных примесей.
Технология изготовления NeptuTherm в принципе получилась очень простой и малозатратной, как по времени, так и по количеству используемой энергии.
– Собранные шарики Posidonia Oceanica сначала проходят сушку при определенном температурном режиме;
– После чего они засыпаются в специально для этого сконструированный комбайн, в котором происходит интенсивное встряхивание, при котором песок отделяется от водорослей;
– Очищенное таким способом сырье направляется «под нож». Оно измельчается режущим станком на волокна длиной полтора-два сантиметра.
– Готовый материал пакуется в пластиковые мешки и транспортируется к месту реализации или сразу на стройку. Либо его прессуют, прошивают прочными нитями и скатывают в рулоны наподобие минеральной ваты.
Особенности и преимущества нового эко-материала
Вот такие качества, как огнестойкость и устойчивость к гниению и распространению плесени, учеными в данном случае отмечена особо.
Высокое содержание в составе водорослей морской соли препятствует их гниению, а йод и другие химические элементы отпугивают от материала грызунов и вредных насекомых.
Ещё одно преимущество – это способность поглощать водяной пар без потери теплоизоляционных свойств. И способность также легко выпускать его обратно, не накапливая в себе.
По показателям теплоемкости рыхлый утеплитель из морских водорослей на 20% превосходит древесную изоляцию. Этот показатель равен 2,5 Дж/(кг·К).
Это очень дешевое сырье, являющееся постоянно возобновляемым природным ресурсом, не требующим участия человека.
Наконец, при изготовлении NeptuTherm не используются никакие синтетические добавки. Это полностью натуральный материал, который можно использовать при утеплении помещений для детей, аллергиков и людей, чувствительных к химическим веществам.
Насколько эффективны и доступны будут эти экологически безопасные теплоизоляционные материалы, покажет время. Но уже то, что среди синтетической продукции появляется все больше натуральных эко-материалов, очень радует и обнадеживает.
Вспененная древесина — новый безопасный утеплитель
Защита зданий от внешнего воздействия высоких и низких температур всегда была и остается одной из самых важных задач строительной индустрии. Множество вариантов решения этой задачи уже освещал ЕСТП Блог. Идеальных утеплителей, увы, почти нет: одни впитывают влагу, другие вредны для людей и животных, третьи недолговечны. Похоже, появился новый материал, лишенный этих недостатков — вспененная древесина.
Рис. 1. Вспененная древесина
Сфера ее применения — строительство и производство упаковки. Разработкой материала занимались в немецком институте Вильгельма Клаудитца (WKI), входящем в общество Фраунхоффера. Это научное общество широко известно в мире разработками, способными сделать жизнь людей безопасной и комфортной. Под эгидой общества работают ученые со всего света.
Авторы разработки утверждают, что возможности нового материала очень широки. Одна из сфер применения вспененной древесины — строительство.
Как известно, все гениальное просто. Вот и производство вспененной древесины не отличается сложностью. Сначала ее измельчают до состояния тестообразной массы. Затем получившееся вещество обрабатывают газом. Образовавшаяся субстанция увеличивается в объеме и для отвердевания формуется по образу и подобию создания различных предметов из пенопласта. После отверждения изделия из натуральной пены готовы к обработке и эксплуатации.
Жестким, прочным, но при этом очень легким плитам из вспененной древесины пророчат большое будущее в качестве универсального утеплителя стен зданий различного назначения. Материал стоек к воздействию влаги, легко пилится и режется. При этом, выдерживает большое давление.
Сегодня идет поиск наилучшего сырья для производства материала в промышленных объемах. Как известно, различные породы дерева обладают разными физико-механическими свойствами. Дерево для производства нового материала должно быть недорогим и широко распространенным. Кроме этого, искомая древесина должна иметь низкую теплопроводность и легко перерабатываться. Совокупность всех этих качеств сделает новый материал востребованным в самых разных сферах промышленности.
Что даст вспененная древесина строительной отрасли?
Рис. 2. Установка теплозвукоизоляционной панели
из вспененной древесины
В строительстве уже применяются утеплители из дерева — древесная вата, например. Но в процессе эксплуатации она может терять свою форму и, кроме этого, расслаиваться. В результате со временем теряются ее теплоизоляционные свойства.
Синтетические утеплители лишены этого недостатка, но под воздействием высокой атмосферной температуры выделяют вредные вещества.
Вспененная древесина объединяет лучшие качества уже известных природных и синтетических материалов: низкую теплопроводность, способность отталкивать воду (как большинство полимерных материалов), возможность в течение многих лет держать заданную форму.
Благодаря натуральному дереву, составляющему основу нового материала, появилась возможность вторичной переработки, а в случае отсутствия ее целесообразности — безвредной для экологии утилизации готовых жестких плит и гибких матов из древесной пены (это еще одно название нового материала).
Вспомним, что пластик и другие синтетические материалы разлагаются один-два века(!). При их сжигании в атмосферу выделяются высокотоксичные вещества. Возможна только заводская переработка синтетических материалов, требующая больших материальных и энергетических затрат.
Если учесть, что инновационный материал планируется использовать для производства упаковки, и он способен заменить пенопласт, применяющийся сегодня повсеместно, то ценность инновации и давно назревшую в ней необходимость трудно переоценить.
И еще один аргумент в пользу нового материала, произведенного из дерева. Этот природный материал — сырье возобновляемое, к тому же изучается возможность использования отходов лесопереработки для производства вспененного дерева. К примеру, древесной коры, ежегодно накапливающейся в избытке.
Минувшей весной разработка была отмечена премией Green Tec Awads-2015. Она вручается ученым, работы которых полезны для экологии планеты. Изобретатели «древесной пены» были удостоены награды в номинации «Строительство и жизнь».
Предполагается, что в строительной сфере новый материал будет использоваться не только для утепления зданий, но и для создания конструкций сложной формы, когда применение других материалов невозможно из-за тяжелого веса или отсутствия достаточной гибкости.
У «древесной пены» есть один недостаток: по оценкам специалистов, до ее внедрения в широкую практику потребуется время. Оно необходимо для того, чтобы найти сферы применения для нового материала. Тогда организация производства для массового изготовления изделий из вспененной древесины станет рентабельной.
Остается надеяться, что период внедрения в строительную практику нового материала не затянется надолго, и он оправдает возлагаемые на него надежды.
Обзор древесной ваты
Содержание статьи:
- Описание и производство
- Технические характеристики
- Достоинства
- Недостатки
- Критерии выбора
- Цена и производители
- Инструкция по монтажу
Древесная вата — это эластичный теплоизоляционный материал, который производится из натурального дерева. Используют его для утепления крыш, стен, межэтажных перекрытий, инженерных коммуникаций.
Описание и особенности производства древесной ваты
В настоящее время существует множество различных теплоизоляторов, изготовленных из древесного волокна. Они отлично подходят для утепления деревянных, каркасных, кирпичных, блоковых жилых и нежилых конструкций.
Древесная вата — это природный экологичный утеплитель, который используется для изоляции различных поверхностей и конструкций. Благодаря хорошей эластичности материал подходит для заполнения труднодоступных мест, сложных форм.
Этот утеплитель производится из натурального дерева. Как правило, сырьем является еловая или сосновая щепа. Она «пушится» на специальных аппаратах в ходе термомеханического процесса под названием дефибрация на микроволокна. Их толщина — не более нескольких долей миллиметра. Их используют либо сразу для теплоизоляции конструкций посредством задувания, или же пускают на производство матов и плит.
Помимо целлюлозы, каждое волокно содержит природное вещество лигнин. По сути он является натуральным клеем. Именно в хвойных породах его содержится больше всего. При дальнейшей обработке материала лигнин скрепляет волокна между собой, делая плиты теплоизолятора достаточно прочными и упругими.
Теплоизолирующий эффект древесной ваты достигается за счет особой структуры. Между волокнами древесины сохраняется воздушная прослойка, которая и удерживает тепло. Материал имеет форму матов и плит различных размеров и толщины.
Технические характеристики древесной ваты
Этот утеплитель, который состоит из древесных волокон, предполагает наличие технических характеристик, которые присущи самому природному сырью. Рассмотрим их:
-
Теплопроводность. По этому показателю древесная вата близка к минеральной. Коэффициент составляет 0,038 Вт/м*К. Между тонкими волокнами содержится большой процент воздуха, который и препятствует проникновению низкой температуры.
Коэффициент удельной теплоемкости. Этот показатель равен 2100 Дж/кг*К. Он в два раза превышает аналогичный коэффициент минваты. Это значит, что каждое отдельное волокно древесной ваты может сохранять в два раза больше тепла.
Звукоизоляция. Древесный утеплитель отлично изолирует помещение от проникновения акустических и ударных шумов. Нередко плиты из древесной ваты используют непосредственно для звукоизоляции.
Плотность. Средний показатель для этого утеплителя составляет около 60 килограммов на кубометр и может колебаться в зависимости от марки и производителя.
Влагоустойчивость. Древесные волокна хорошо впитывают влагу. Но так же легко они ее испаряют. Этот утеплитель способен впитать воды в объеме около 20% от собственного веса. При этом теплоизоляционные свойства материала не теряются. Все дело в особой структуре — влагу впитывают волокна, а воздушная прослойка остается в неизменном состоянии.
Паропроницаемость. Материал отлично пропускает пар, обеспечивая комфортный микроклимат в помещении. Также древесная вата препятствует образованию конденсата на стенах, который приводит со временем к их разрушению и образованию на них плесени.
Огнеустойчивость. В отличие от обычного дерева вата из него плохо горит и распространяет огонь. В утеплитель добавляются специальные наполнители, которые препятствуют горению. В результате воздействия пламени образовывается зола, которая перекрывает доступ к кислороду и не дает пламени распространяться.
Химическая устойчивость. Материал хорошо переносит воздействие практически всех строительных смесей и химических веществ.
Экологичность. Древесная вата — абсолютно экологичный материал. Он гипоаллергенен и может использоваться для утепления детских комнат и лечебных заведений. В результате эксплуатации он не выделяет никаких вредных химических летучих соединений. Пригоден для вторичной переработки.
Достоинства древесной ваты
Использование экологически чистых природных материалов в строительстве — это новый тренд. Такой утеплитель, как древесная вата, начинает пользоваться все большей популярностью. Это объясняется такими плюсами, которые присущи теплоизолятору:
-
Отличные теплоизоляционные характеристики. Являясь полностью натуральным, этот утеплитель обеспечивает теплоизоляцию не хуже большинства синтетических аналогов. В холодный сезон в здании, утепленном древесной ватой, будет тепло, а в зной — умеренно прохладно.
Способность поглощать звуки. Древесная вата может использоваться для изоляции межэтажных перекрытий, кровли, наружных стен, перегородок. Она надежно защитит от проникновения посторонних шумов.
Сохранение геометрии и формы. Этот теплоизолятор прекрасно сохраняет форму благодаря высокой плотности. Кроме того, материал эластичный и упругий, его можно устанавливать даже без использования крепежных элементов в ячейки обрешетки. Со временем он не проседает и не деформируется даже под воздействием влаги. Утеплитель древесная вата имеет также высокое сопротивление к сжатию, что позволяет ему полностью качественно заполнять пустоты конструкций.
Недостатки древесной ваты
Как и любой другой утеплитель, древесная вата имеет определенные недостатки. Во-первых, это относительно высокая стоимость. Цена древесного утеплителя существенно выше аналогов из искусственного сырья. Это стандартный минус любого натурального теплоизолятора.
Во-вторых, древесная вата, несмотря на наличие специальных присадок, способна гореть, так как это материал на основе древесного волокна. Впрочем, согласно техническим характеристикам, распространяет огонь утеплитель достаточно плохо и способен к самозатуханию.
Критерии выбора древесной ваты
Покупать этот утеплитель следует только от проверенных производителей, которые имеют всю необходимую документацию, подтверждающую качество. Учитывайте такие рекомендации при выборе материала:
-
Осмотрите упаковку с товаром. Некоторые производители используют в качестве сырья щепу лиственных деревьев. Она короткая и не такая эластичная, как хвойная. В итоге материал может быть менее плотным, оседать со временем. Если в упаковке присутствует пыль, рекомендовано отказаться от приобретения такой продукции.
Изучите состав изолятора. Учитывать необходимо не только компоненты, которые входят в состав древесной ваты, но и их процентное соотношение. Объем добавок должен составлять не более 10%. В противном случае об экологичности такого материала говорить сложно.
Цена и производители древесной ваты
В настоящее время в мире не так много заводов, которые занимаются изготовлением древесной ваты. Производство древесного утеплителя налажено такими компаниями:
-
Steico. Этот производитель выпускает плиты и маты из древесного волокна различных типов и марок. Древесный утеплитель Steico поступает на рынок под маркой Flex. Это качественный материал, который заслужил многочисленные положительные отзывы по всему миру. Плиты имеют толщину 50 и 100 миллиметров. Их плотность — 60 килограммов на кубический метр. Цена упаковки — от 3500 рублей.
Woodex. Российский бренд, который выпускает разнообразную теплоизоляционную продукцию из древесного волокна. Плиты имеют различную толщину и плотность от 50 килограммов на кубометр. Цена за упаковку древесного утеплителя Woodex — от 2500 рублей.
Краткая инструкция по монтажу древесной ваты
Этот утеплитель устанавливается аналогично обычной каменной вате. Единственное отличие в том, что при монтаже можно не использовать крепежные элементы, так как древесная вата более упругая и эластичная, чем синтетический аналог.
Проводим работы в такой последовательности:
-
Фиксируем на стене пароизоляционную пленку при необходимости (для влажных помещений, таких как бани, сауны).
Устанавливаем обрешетку из деревянных брусьев. Шаг должен быть равен ширине плиты.
Подготовленные ячейки начинаем заполнять древесной ватой так, чтобы плиты входили враспор и удерживались самостоятельно.
Собираем слой теплоизоляции по направлению снизу вверх.
Если в процессе монтажа появились щели, заполняем их обрезками материала.
Смотрите видео обзор древесной ваты:
Новые теплоизоляционные материалы
Мы уже привыкли использовать для утепления дома минеральную вату или пенопласт. Однако, утепляющих материалов существует гораздо большее количество, среди которых современные инновационные и уникальные разработки. Такие средства изоляции отвечают современным требованиям качества и являются альтернативой традиционным решениям.
Каждый год строительный рынок пополняется новыми утеплительными материалами. Некоторые из них являются просто усовершенствованием традиционных изоляционных материалов, таких как минеральная вата с лучшими теплоизолирующими свойствами и пенопласт более высокого качества. Появляются также материалы, изготовленные из совершенно новых видов сырья. Некоторым из них свойственна нетипичная форма и способ укладки. Эти новые средства разработаны не для вытеснения на рынке надежных позиций пенопласта и минеральной ваты, а как дополнение к ним, хотя во многих случаях могут оказаться очевидной альтернативой.
Жесткие PIR-панели
Новые теплоизоляционные материалы. Большинство производителей выпускают новые утеплительные плиты из все той же полиуретановой пены, которая обычно применяется для уплотнения окон и дверей. Это такие же пористые изоляционные плиты, которые изготовляются из улучшенного полиуретана, который принято обозначать аббревиатурой PIR.
Своей формой PIR-панели похожи на пенопластовые пластины с профилированными краями. Разница между ними заключается собственно в их структуре. Полиуретановые панели, как правило, обклеены с двух сторон алюминиевой фольгой или укреплены толстой специальной бумагой.
Полиуретан PIR в настоящее время является одним из лучших теплоизоляционных материалов. Его теплопроводность крайне низка и может доходить до 0,020 Вт/(мК), но обычно составляет около 0,023-0,028 Вт/(мК). Плиты устойчивы к воздействию влаги и воды. Их влагопоглощение достигает максимум 9%. Также этот материал способен полностью заменить пароизоляцию. Плиты из PIR-полиуретана гораздо прочней стандартных сортов пенопласта и минеральной ваты.
Теплоизоляция с фольгой
Тепловое излучение отражается от блестящей глянцевой поверхности, что обеспечивает удерживание тепла в доме. Для отражения теплового излучения используется металлическая фольга, которая производится и хранится в виде тонких рулонов. Их структура является слоистой. Между двумя слоями усиленной алюминиевой фольги расположены прокладки из полиэстера или пузырчатой пленки. Крепится такая пленка наподобие пароизоляции, скобами к деревянному основанию или двусторонним приклеиванием к стальным конструкциям.
Низкий вес, небольшая стоимость и отличная теплоизоляция (коэффициент теплопроводности может достигать 0,019 Вт/(мК)) являются отличительной чертой этого вида теплоизоляции. Блестящая поверхность покрытия в состоянии отражать до 92% лучистого тепла.
Напыляемая изоляция PIR
Используется полиуретан PIR в полужидком состоянии при высоком давлении распыления. Такой полиуретан производится на заводах, но он также может быть произведен на месте произведения строительно-ремонтных работ, например, непосредственно на строительной площадке. Для этого используются специальные агрегаты для распыления изоляции.
Распыляемая изоляция PIR обладает множеством преимуществ, но главными и самыми важными являются сплошная однородность изолирующего покрытия, не имеющая трещин и мест соединения (состыковки). Такая технология также обеспечивает быстрое выполнение утепления. Теплопроводность PIR составляет от 0,049 до 0,024 Вт/(мК). Одни разновидности такой пены способны полностью защищать от пара, а другие обеспечивают полную паропроницаемость.
Аэрогель – изоляция из оксида кремния
Он имеет хорошие показатели теплопроводности, может быть прозрачным, и его пористость порой достигает 99%. Этот тип изоляции используется в строительстве железнодорожного пассажирского транспорта и космических скафандров, но популярность его на мировом строительном рынке не менее высока.
Силикатный аэрозоль конденсируется и преобразуется в гель, а после затвердения поступает в продажу под видом плит, гранул или рулонов. Аэрогель очень пористый, а его плотность достигает до 143 кг/м3.
Кроме этого он чрезвычайно устойчив к сжатию. Его теплопроводность составляет от 0,012 до 0,030 Вт/(мК).
