Утепление строительных конструкций играет огромную роль в поддержании энергоэффективности здания. Чем лучше оно произведено, тем меньше расходов идет на отопление, и тем выше срок жизни дома и комфортнее его микроклимат. И главное требование к теплоизоляции – это низкая теплопроводность, высокая плотность, пожаробезопасность, хорошая паропроницаемость и долговечность. А этим в первую очередь могут похвастать именно волокнистые материалы по типу ваты.
Минеральная вата – это давно изученный и экологически чистый материал с замечательными звукоизолирующими свойствами, обладающий низкой теплопроводностью, биологической и химической стойкостью, а также сопротивлением к температурной и механической деформации. Но все из этого списка напрямую зависит от технологии производства и используемого сырья.
Поэтому давайте разберемся, все-таки что лучше: базальтовая вата или минеральная вата на основе шлаков и стекла? Почему в работе с одним материалом нужно надевать едва ли не скафандр, а с другим не понадобятся даже перчатки? Что целесообразнее приобрести для утепления собственного дома, чтобы быть спокойным за его долговечность? Об этом всем мы вам сейчас расскажем.
Что такое минвата и какой она бывает?
Начнем с того, что минеральную вату сегодня выпускают и для утепления, и для изоляции самых разных поверхностей: от крыши и перегородок до высокотемпературных систем и даже магистралей водоснабжения. Она экологична, стоит недорого и проста в монтаже.
Волокна у минеральной ваты бывают самые разной длины и толщины. Их изготавливают из минералов, что понятно из названия, и, для сравнения, существуют еще волокна из органики. Минеральные волокна в зависимости от сырья формируют стекловату, шлаковату и базальтовую вату, то есть каменную. Отметим также такой важный момент. По сути каменная вата – и есть минеральная, т.к. есть она входит в группу этих материалов. Поэтому, если сравнивать их все между собой, то в плане преимуществ именно базальтовой ваты перед стеклянной или шлаковой.
Весь секрет работы такого утеплителя в том, что он задерживает в себе воздух и не пропускает холод. Говоря на языке строителей, обладает низкой теплопроводностью. Вот почему утеплитель принято устанавливать между двумя пространствами, которые отличаются температурой и влажностью воздуха. Это стены, пол, потолок и перегородки.
Воздух вообще наиболее эффективный теплоизолятор. Поэтому качественная минеральная вата представляет собой именно пышный воздушный слой из волокон разной длины и толщины, и в России она производится по ГОСТу 52953-2008 только из негорючих материалов:
Вот интересное сравнение обоих видов материала с проведением небольших опытов (в домашних условиях не рекомендуем повторять):
Чем каменная вата отличается от других типов минеральных утеплителей
Если рассматривать особенности и характеристики базальтового утеплителя станет заметным ряд достоинств каменной ваты перед другими аналогами теплоизоляционных материалов. Одним из самых главных факторов этого материала считается хорошая степень биологической и хим. активности. Данный факт позволяет выгодно отличаться от других утеплительных материалов, например, от той же стекловаты.
Теплоизолятор, для производства которого был использован базальт, обладает особенной структурой, какая располагает коротенькими и толстыми волокнами, поэтому уровень пластичности утеплителя сильно увеличивается. Помимо этого, минимизируется вероятность того, что во время укладки материала будет происходить его осыпание.
Технологический модуль по изготовлению утеплительных материалов
Технология изготовления минеральных волокон
Как мы уже говорили, в зависимости от самого сырья и применяемой технологии, каждый утеплитель будет отличаться толщиной и ориентацией волокон. Волокна при этом могут быть расположены пространственно, гофрированно, горизонтальными или вертикальными слоями, смотря на каком оборудовании их плавили.
Но общий принцип таков:
В результате производства получают минеральную вату разного цвета, толщины и длины волокон, что напрямую влияет на ее свойства. На российском рынке все три вида имеют такой вид в разрезе:
Колючая вездесущая стекловата
Стекловату цилиндрической формы сегодня активно применяют для теплоизоляции трубопроводов, а в виде плит – для вентилируемых фасадов. Этот материал используется даже в авиации! Им отделывают кабины, чтобы достичь нужной защиты от потери тепла и приглушить звуки. Также стекловата всегда изолирует слишком нагревающиеся узлы.
Стекловата хороша тем, что отлично переносят вибрационные нагрузки. Ее производят из доломита, песка, известняка или стеклобоя. Обычно она желтого цвета, совсем светлая или более насыщенная (за рубежом – чаще розовая).
Сам процесс прост: стеклянный бой или его аналог нагревают да почти полторы тысячи градусов, пока стекляшки не станут плавится. Тогда из них легко вытягивают тонкие волокна, толщиной от 5 до 15 мкм и длиной от 15 до 50 мм. Нити подсыхают и скручиваются в вату:
Материал получается достаточно прочным и упругим, но работать с ним не просто. Дело в том, что все эти стеклянные волокна достаточно хрупкие, и, когда ломаются, попадают на кожу и глаза в виде тысяч мелких острых иголочек, вызывая покраснение и раздражение.
А если еще и вдохнуть стеклянную пыль, то плохо уже придется легким. Вот почему с таким материалом работают только в защитном костюме и респираторе, хотя экстремалов немало.
Надежная и пожаробезопасная каменная вата
Каменную вату изготавливают в процессе сплава горных пород и смеси металлургических шлаков. В качестве сырья в ход идет базальт, диабаз, или габбро с дополнением известняковых или доломитовых пород. Паропроницаемость – в пределах 0,25-0,35 мг/м²*ч*па. Стоит такая теплоизоляция существенно дороже, по сравнению со стекловатой, но и характеристиками обладает совсем другими. А вот по тепло- и звукоизоляции оба материала похожи.
К слову, для некоторых конструкций кровли подходит только базальтовая вата, которая достаточно прочна на разрыв. Этим качеством не могут похвастать ни стекловата, ни шлаковата.
Доступная и мягкая шлаковата
Еще один распространенный минераловатный утеплитель – это шлаковата, производимая из отходов металлургической промышленности. Подобное сырье получают в процессе плавления в коксовых вагранках. Так называемый ваграночный способ, благодаря которому улучшаются физико-механические свойства ваты и удешевляется процесс.
Единственный минус – в процессе производства доменных шлаков остается нестабильным показатель кислотности. Ведь сам доменный шлак для шлаковаты получается в процессе выплавки чугуна. Из-за этого в разных упаковках минеральная вата может немного отличаться по своим свойствам и реакциям на воздействие окружающей среды.
Т.е. может получится так, что утепленная одной и той же маркой плит мансарда соседа может прослужить дольше, чем у вас. Одним словом, предугадать конечный результат здесь сложно. А сами нити получаются из расплавленных доменных шлаков, толщиной от 4 до 12 микрон и длиной 16 мм. Получается вполне упругая и теплоизолирующая вата. Коэффициент теплопроводности у нее ее 0, 46 — 0, 48 вт/(м∙k).
Также остаточная кислотность в сыром помещении способна негативно воздействовать на металлические поверхности. Шлаковата довольно быстро впитывает влагу, а потому ее нельзя использовать для изоляции в ванной комнате. Из-за таких особенностей ею никогда не утепляют пластиковые и металлические трубы. А для отделки фасада она не подходит вообще.
Зато шлаковата не колется, как стекловата, хотя ее пыль часто витает в воздухе и при вдыхании создает неприятные ощущения. Также, к сожалению, в шлаковате содержится формальдегидная смола, которая выделяет фенол.
Это небезопасно для здоровья человека, поэтому в процессе монтажа нужно особенно тщательно соблюдать технику безопасности. Такой утеплитель важно накрывать пароизоляционной пленкой без пропусков. Хотя это касается и предыдущих двух видов.
Наведем порядок в определениях!
Чтобы имелась возможность действительно предметного разговора с читателем, следует внести ясность с дальнейшим использованием терминологии. А она, если судить по вынесенному в заголовок названию — очень далека от корректности.
Мнение эксперта: Афанасьев Е.В.
Главный редактор проекта Stroyday.ru. Инженер.
Интересно, какой бы вы нашли ответ, например, если вам зададут такой вопрос: «что лучше – автомобиль или легковая машина?» Или, возьмём еще более парадоксальное: «Что вам больше нравится – деревья или березы?» Наверняка вы посмотрите на задавшего такой вопрос с некой настороженностью и, возможно, «покрутите пальцем у виска».
А между тем – эти постановки вопроса ничуть не абсурднее той, что вынесена в заглавие статьи! Не верите, думаете, что просто автор решил «поумничать»? Что ж, давайте обратимся к первоисточнику, и пройдемся по цепочке определений до интересующих нас моментов.
В данном случае первоисточником будет выступать ГОСТ 31913—2011.
Документ, наводящий порядок в определениях в сфере использования термоизоляционных материалов. Кстати, обратите внимание – стандарт не просто государственный, а даже межгосударственный.
Стандарт имеет статус межгосударственного, а точнее – его можно считать русскоязычной версией европейского стандарта EN ISO 9229:2007. И для использующихся в нём основных терминов даже в российской редакции указано принятое международное название (на английском).
Итак, смотрим:
Пункт 2.1.13 – он объединяет все разновидности волокнистых утеплителей.
«Теплоизоляционный материал, состоящий из природных или искусственно полученных волокон». В английской редакции – «fibrous insulation».
Понятно, что природные волокна (хлопковые, льняные, целлюлозные и т.п.) в данном случае нас не интересуют. А вот минеральные – они оговариваются отдельно.
Пункт 2.1.15 – под собирательным образом минерального волокна (англ – «mineral fibre») скрываются все волокна неорганической природы, за исключением металлических.
К нему же – подпункт 2.1.15.1 —об искусственном минеральном волокне (англ. «man-made mineral fibre», к которому относят то, что получено в промышленных условиях из расплавов стекла, горных пород, шлаков, глины, окисей металлов и т.п.
А вот теперь – вплотную, то есть буквально дословно подходим к нашей проблеме.
Пункт 2.1.16 напрямую говорит о понятии «минеральная вата» (англ. «mineral wool» или аббревиатура MW). Под этим термином понимают волокнистые термоизоляционные материалы, получаемые из расплавов стекла, горных пород или шлаков. И далее идут три подпункта, до конца открывающие всю картину:
2.1.16.1 — стеклянная вата (англ. «glass wool») – получаемая в основном из расплавов стеклянного боя или природного кварцевого песка.
2.1.16.2 — каменная вата (англ. «rock wool» или «stone wool») – из расплавов горных пород вулканического происхождения.
2.1.16.3 — шлаковая вата (англ. «slag wool») – получаемая из расплавов доменных шлаков.
Вот на этом можно поставить точку в споре – так какая лучше, минеральная или каменная (базальтовая)? Еще неясности о поводу некорректности постановки вопроса остались?
И уж если проводить «разборки», то скорее в таком ключе – какую из минеральных ват лучше использоваться для утепления жилья: каменную вату, стекловату, или шлаковату?
А вот здесь, надо сказать, «лидерство» одного из перечисленных утеплителей явно прослеживается. Это можно отобразить вот таким своеобразным рейтингом.
Сравнение технических характеристик: какое сырье все-таки лучше?
К любому утеплителю всегда предъявляются такие важные требования, как сохранение тепла и долговечность. В этом минеральная вата значительно выигрывает на фоне других видов теплоизоляционных материалов (несмотря на то, что стекловата имеет срок службы всего 7 лет).
При этом все производители активно работают над улучшением своей продукции, постоянно проводят исследования в своих лабораториях и заботятся о том, чтобы их продукцией было удобно и безопасно утеплять обычное жилые дома. Это не может не радовать!
Что же касается сырья, то можно сказать, что нет плохих утеплителей, просто каждый из вариантов подходит для конкретной строительной задачи лучше. Вот почему так важно знать технические характеристики всех трех видов минеральной ваты и их отличия друг от друга.
Теплопроводность и упругость
Итак, начнем с теплопроводности, т.е. способности удерживать тепло самим материалом. У стекловаты и базальтовых плит оно находится на одном уровне. Это соответственно 0,041 вт/м*к и 0, 038 вт/м*к.
Ради собственного интереса вы можете поискать популярные ролики в Youtube, где народные умельцы активно тестируют разные виды минеральных ват. Например, втыкая градусники в отрезки утеплителей прямо на улице, и наблюдая, какой из утеплителей лучше справляется со своей работой. Разница оказывается буквально в 1-2 градуса, что не назовешь существенным.
Далее – плотность и упругость, которые влияют на процесс монтажа и вес конструкции. Для некоторых кровель теплоизоляция еще и выполняет несущие функции, например, в случае с инверсионными кровлями. А потому здесь более важны прочностные характеристики.
Например, стекловолокно обладает низкой плотностью. Такая вата прочна на сжатие в пределах 40-45 Кпа при своей плотности около 115 кг на м3. Благодаря этому вес стекловаты значительно ниже, чем базальта.
К слову, возможность на сжатие и восстановление без деформации хороша видна невооруженным глазом, когда вскрываются упаковки с утеплителем:
Плотность минеральной ваты также напрямую влияет на ее конечную прочность. Чем лучше плотность, тем прочнее утеплитель. Это важные технические параметры, которые определяют, для какой нагрузки можно брать тот или иной тип минеральной ваты.
Пожаробезопасность и устойчивость к возгоранию
Что касается пожарной безопасности, и минеральная, и базальтовая вата при пожаре не горят. Максимум их волокна могут запекаться друг с другом при определенной температуре. Например, стекловата плавится уже при 300 градусах Цельсия, шлаковые волокна не теряют своих свойств даже при нагреве до 700 градусов Цельсия, а базальтовая вата способна выстоять и при 1000 градусах.
Но учитывайте, если вы выбираете каменную вату, исходя только из таких соображений, это не совсем верно. Дело в том, что может быть вата и не загорится при температуре 1000 градусов Цельсия, зато гидроизоляционные пленки и обшивка мансарды – однозначно.
Преимущество всех видов минеральной ваты в том, что они сами по себе не поддерживают открытый огонь. Если сравнивать их с пенопластовыми и пенополистироловыми изделиями, то это ценный момент.
Дело в том, что в процессе распространения огня пенопласт или пенополистирол не только активно горят, но и помогают огню распространяться быстро и качественно. Про такие дома говорят «вспыхнул как спичка»:
Колкость ваты и раздражение кожи
Еще один важный момент, который касается минеральной ваты. Один из ее главных недостатков — это вредная пыль и колкость самого материала. А ведь не все знают, что это – типичный признак наличия коротких и тонких волокон в утеплителе.
У колких плит толщина волокна обычно 0,02 мм, и длина менее 3 мм. Т.е. чем тоньше и короче волокна, тем больше они похожи на маленькие иголочки. Даже резать такую плиту не очень-то приятно: напоминает прикосновение к засохшему хлебу, много усилий и много крошек повсюду. А вот чем длиннее волокна, тем легче с ними работать: легко режутся, почти не пылят и не раздражают кожу рук.
У базальтовой ваты с этим проблем на порядок меньше, и большинство современной продукции этой серии вообще не требует применения особых защитных средств, кроме перчаток. Хотя на самом деле стекловата не такой уж и плохой материал, если следовать инструкции монтажа и заботиться о собственной безопасности.
К сожалению, даже при всей информированности многим домашним мастерам все еще присуща некая лихость, ввиду которой они спокойно берут стеклянную вату голыми руками, и не слишком заботятся о плотной изоляции ее от жилого помещения. А потом эти же люди пишут негативные отзывы на сайты производителей о том, что их вата экологически небезопасна и вообще невыносима для человеческого организма.
Важные вопросы экологичности
Рассмотрим и такой важный момент. Почти все производители каменной ваты выпускают экологически чистый продукт, без токсичных веществ, который не выделяет никаких неприятных запахов в помещение. Такое утеплитель действительно безопасен для здоровья человека. Кроме того, на подобных заводах даже применяется безотходное производство, что тоже важно для окружающей среды.
Что касается экологической безопасности других видов минеральной ваты, как стеклянная или шлаковая, то в противопоставлении каменной тут есть несколько моментов. В минеральной вате может содержаться небольшое количество фенолформальдегидной смолы. Но на самом деле еще в процессе производства при высокой температуре она полимеризуется и превращается в неактивное твердое состояние. В свободном виде ее уже не остается, и она никак не влияет на людей, живущих в утепленном доме. Хотя для изготовления стекловаты все еще применяется формальдегид.
На самом деле и у каменной ваты, особенно прежних выпусков, иногда содержится это вещество. Вся проблема в слоистой структуре ваты: волокна расположены хаотично, благодаря чему образуется большое количество воздушных пор. И производные фенолформальдегидной смолы, как связующее вещество, как раз превращают отдельные волокна в прочное и упругое полотно, которое не рассыпается и не проседает. Т.е. это действительно важный для производства компонент.
И вата с таким составом более долговечна и устойчива. Поэтому до сих пор у некоторых производителей формальдегидная смола содержатся и в каменной вате, хотя и значительно меньше – всего от 2, 5 до 10%. Но чем меньше формальдегида, тем менее влагостоек сам утеплитель, хотя именно так и снижается угроза испарения бензола.
Конечно же, все эти добавки обычно содержатся в пределах нормы, что относительно безопасно для человека и для окружающей среды. Сегодня специальные лаборатории проверяют минераловатный утеплитель на все эти параметры. Причем испытания происходят в несколько этапов — это радиационная оценка, смыв на общую токсичность и оценка выделения вредных веществ в атмосферу.
Чтобы оценить уровень содержания органических веществ в минеральной вате, ее помещают в климатическую камеру на сутки, и выдерживают при нужной температуре и влажности воздуха некоторое время. Именно так проверяют, соответствует ли минеральная вата санитарно-гигиеническим требованиям, признанным в России.
Вот почему, если вы беспокоитесь об экологичности материала, потребуйте сертификат качества. Ведь сегодня на строительном рынке идет довольно жесткая борьба и порой распространяются мифы о небезопасности того или иного утеплителя.
Долговечность и противостояние усадке
Еще один существенный минус стекловаты — это ее способность к усадке. Именно из-за этого у нее небольшой срок жизни, тогда как каменная вата куда долговечнее и хорошо сохраняет свою форму долгие годы.
А если говорить о цене, то конечно же наиболее доступна стекловата. При всех своих недостатках она замечательно подходит для помещений, которым в первую очередь нужна звукоизоляция, а уже потом все остальное.
Бонус: Экспресс-оценка необходимой толщины утепления
Эффективность тех или иных утеплительных материалов лучше всего оценивать, так сказать, количественно. То есть показателем, какой же слой термоизоляции будет достаточным. А если при этом предоставляется возможность еще и провести сравнение с другими материалами – то вообще получается замечательно.
Мы такую возможности вам предоставим. Выполнить подобные вычисления и, при желании – провести сравнения поможет наш онлайн –калькулятор. Ниже будет дано несколько пояснений по работе с ним.
Калькулятор экспресс-расчёта толщины утепления.
Перейти к расчётам
Пояснения по работе с программой
Для начала, почему экспресс? Да просто оттого, что, не претендуя на полную профессиональность, этот алгоритм позволяет очень быстро «прикинуть» толщину будущей утеплительной конструкции. И при этом с достаточно высокой степенью точности — расхождения с конечными результатами более совершенных и учитывающих массу различных нюансов профи-программ составляют в итоге единицы миллиметров. Итак, переходим к последовательному указанию данных в полях калькулятора
- В перечне утеплителей минеральные ваты вынесены на первые позиции – просто потому, что наша публикация посвящена именно им. Но при желании можно провести расчеты и для других материалов из предложенного перечня – многим это помогает определиться с оптимальным вариантом.
- Следующим пунктом предлагается указать нормированную величину сопротивления теплопередаче. Где и как взять этот показатель?
Где – это просто! В предлагаемой карте-схеме, отыскав на ней свой регион проживания.
Карта-схема показателей нормированного сопротивления теплопередаче для строительных конструкций (по регионам России).
При этом будьте внимательны! Значения для разных деталей конструкции дома отличаются:
— для стен – указаны фиолетовыми цифрами;
— для перекрытий (полы, потолочные перекрытия) – указаны голубыми цифрами;
— для покрытий (в частности, кровельных, и сюда же можно отнести стена мансарды, являющиеся, по сути, обратными сторонами скатов кровли) – указаны красными цифрами.
- Далее, предлагается указать особенности утепляемой конструкции – из чего она изготовлена (выбор материала из списка), и какова ее толщина (в мм).
Есть нюанс. В ряде случаев и указывать-то будет нечего. Например, утепление крыши изнутри сам кровельный материал в расчет не принимается. Или, скажем, каркасная стена. Тонкая обшивка с обеих сторон тоже вряд ли может сойти за «капитальную конструкцию». И так далее – сообразить несложно. В таких ситуациях, независимо от указанного в списке материала, достаточно оставить толщину утепляемой конструкции, равную нулю.
Мнение эксперта: Афанасьев Е.В.
Главный редактор проекта Stroyday.ru. Инженер.
Предусмотрена возможность указания еще двух слоев. Например, внутренней и внешней обшивки стены, лицевой поверхности пола, подшивки потока и чердачного пола – для перекрытия, внутренней облицовки ската-стены для мансарды и т.п. Подход тот же – материал из списка и его толщина в миллиметрах. Если такого слоя нет, или отсутствует желание учитывать его в расчетах – просто оставляете толщину, равную нулю.
Вот и все – остается нажать на клавишу «РАССЧИТАТЬ» и получить готовый результат в миллиметрах. Это – минимальная толщина, и обычно ее приводят к стандартным толщинам утеплителя с округлением в большую сторону.
Пример двухслойного утепления стены минеральной ватой – мостики холода сводятся к минимуму.
А еще разумнее – применять двухслойное утепление. Например, результат показан в 138 мм, и, наверное, есть смысл разместить плиты минваты толщиной 100 мм первым слоем. А затем вторым слоем – выложить еще 50-миллиметровые, так, чтобы они полностью перекрыли стыки между блоками первого. Так практически полностью устраняются мостики холода!
Тонкости монтажа и эксплуатации: некоторые подводные камни
Для утепления строительных конструкций дома подходит и стекловата, и базальтовые плиты. Оба вида материала поставляются на рынок в удобном для монтажа формате – плит, рулонов и матов с похожими техническими характеристиками, которые мы рассматривали выше:
В монтаже все виды минеральной ваты удобны. Они слегка пружинят, их достаточно легко разрезать и вставлять между стропилами немного в натяжку. Так, чтобы они держались за счет собственного веса и упругости. Единственное, что стекловата и шлаковата имеют меньший вес, а потому создают меньшую нагрузку.
Для утепления скатной кровли подходят плиты с теплопроводностью 0,037 вт/м*к. Стеклянная вата с такими параметрами уже будет иметь низкую плотность, благодаря этому она имеет меньший вес и упругость, что будет гарантировать ее плотное прилегание к самой конструкции:
Базальтовая вата немного тяжелее и плотнее, зато легче нарезается, более аккуратно смотрится и надежнее держится, не усаживаясь со временем:
Также именно каменной ватой утепляют полы:
Подведем итог: выбор только за вами. И базальтовая, и другая минеральная вата обладают целым рядом преимуществ и небольшими недостатками. Поэтому ориентируйтесь на их основные технические характеристики, а также свои собственные ожидания и требования к теплоизоляции.
Подверженность усадке
Усадка подразумевает сползание или слеживание утеплителя через какое-то время. Если склонность материала к усадке высокая, то могут образоваться пустоты без утеплителя и ухудшится теплоизоляция здания.
Здесь отличие базальтовой ваты от минеральной из стекловолокна заключается в улучшенной структуре первой. Часть волокон базальтовой ваты располагается вертикально, что предотвращает ее слеживание на протяжении всего срока эксплуатации. Чего нельзя сказать о стекловате, которая при правильной укладке может прослужить продолжительный период, но со временем все равно даст усадку. Больше всего усадке подвергается стекловата заложенная в горизонтальные конструкции, где кроме слеживания может происходить сползание материала.
