Существующие теплоизоляционные материалы обладают рядом физических свойств, которые характеризуют их теплоизолирующие свойства. Знание этих свойств необходимо для правильного выбора материалов несущей конструкции кровли и проведения теплотехнических расчетов. Правильность теплотехнических расчетов в большой степени зависит от правильного определения значений теплотехнических показателей теплоизоляции.

Рассмотрим основные показатели. 

Средняя плотность

Средняя плотность - величина, равная отношению массы вещества ко всему занимаемому им объему. Средняя плотность измеряется в кг/м³.

Необходимо отметить, что средняя плотность теплоизоляционных материалов очень низка в сравнении с большинством строительных материалов, так как значительный объeм теплоизоляции составляют поры. Плотность применяемых в настоящее время в строительстве теплоизоляционных материалов лежит в пределах от 17 до 400 кг/м³, в зависимости от их назначения.

Чем меньше средняя плотность материала, тем больше его пористость. От характера пористости зависят основные свойства материалов, определяющие их пригодность для применения в строительных конструкциях: теплопроводность, сорбционная влажность, водопоглощение, морозостойкость, прочность. Наилучшими теплоизоляционными свойствами обладают материалы с равномерно распределенными мелкими замкнутыми порами.

Теплопроводность

Теплопроводность - передача тепла внутри материала вследствие взаимодействия его структурных единиц (молекул, атомов, ионов и т.д.), а также передача тепла от одного тела к другому при контакте этих тел.

Количество теплоты, которое передается за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном одному градусу, называется теплопроводностью (коэффициентом теплопроводности). Теплопроводность (l) измеряют в Вт/(м*К). Методики и условия испытаний теплопроводности материалов в различных странах могут значительно отличаться, поэтому при сравнении теплопроводности различных материалов обязательно указание условий при которых проводились измерения. Особенно это касается температуры, при которой проводились замеры.

На величину теплопроводности теплоизоляционных материалов оказывают влияние следующие факторы: плотность материала, вид, размеры и расположение пор, химический состав и молекулярная структура твердых составных частей, коэффициент излучения поверхностей, ограничивающих поры, вид и давление газа, заполняющего поры. Однако все же преобладающее влияние на величину теплопроводности имеют его температура и влажность.

Теплопроводность материалов возрастает с повышением температуры, однако, гораздо большее влияние в условиях эксплуатации оказывает влажность.

Влажность

Влажность - содержание влаги в материале. С повышением влажности теплоизоляционных материалов резко повышается их теплопроводность, т.е. ухудшаются их теплоизоляционные свойства.

Очень важной характеристикой теплоизоляционного материала, от которой зависит теплопроводность, является и сорбционная влажность, представляющая собой равновесную гигроскопическую влажность материала, при различной температуре и относительной влажности воздуха.

Водопоглощение

Водопоглощение - способность материала впитывать и удерживать в порах влагу при непосредственном соприкосновении с водой. Водопоглощение теплоизоляционных материалов характеризуется количеством воды, которое поглощает сухой материал при выдерживании в воде, отнесенным к массе сухого материала.

Следует обратить внимание, что водопоглощение теплоизоляционных материалов отечественного производства и материалов иностранных производителей определяется по разным методикам.

При выборе материала для конструкции рекомендуется обращать внимание на показатели, приведенные в ТУ, ГОСТ или информационных проспектах (для импортных материалов), и сравнивать их с требуемыми по условиям эксплуатации А и Б (приложения 3 СНиП II-3-79* 'Строительная теплотехника'). Как правило, теплопроводность теплоизоляционных материалов в условиях А и Б процентов на 15 - 25 выше, чем указано в стандартах для сухих материалов при температуре 25⁰С.

Значительно снизить водопоглощение минераловатных и стекловолокнистых теплоизоляционных материалов позволяет их гидрофобизация путем введения различных добавок.

Импортные теплоизоляционные материалы, поставляемые в Украину, являются как правило гидрофобизированными, а отечественные - за небольшим исключением являются негидрофобизированными.

Морозостойкость

Морозостойкость - способность материала в насыщенном состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения. От этого показателя существенно зависит долговечность всей конструкции, однако, данные по морозостойкости не стандартизованы (нормированы).

Механические свойства

К механическим свойствам теплоизоляционных материалов относят прочность (на сжатие, изгиб, растяжение, сопротивление трещинообразованию).

Прочность - способность материалов сопротивляться разрушению под действием внешних сил, вызывающих деформации и внутренние напряжения в материале. Прочность теплоизоляционных материалов зависит от их структуры, прочности его твердой составляющей (остова) и пористости. Жесткий материал с мелкими порами более прочен, чем материал с крупными неравномерными порами.

В соответствии со СНиП прочность на сжатие для теплоизоляционных материалов, применяемых в качестве основания под рулонные и мастичные кровли, является нормируемым показателем.

Прочность теплоизоляционных материалов, которые могут применяться для утепления скатных крыш, не нормируется, поскольку теплоизоляция укладывается в обрешетку и не несет на себе нагрузки от кровли.

Долговечность

На долговечность конструкции покрытия влияют также химическая стойкость теплоизоляционного материала (это, как правило, следует учитывать при выборе материалов для утепления покрытий производственных зданий) и его биологическая стойкость.

Теплоизоляционный материал для применения в покрытиях выбирается с учетом его горючести, способности к дымообразованию и возможности выделения токсичных газов при горении. Выбор теплоизоляционного материала в зависимости от типа кровельного покрытия определяется с учетом требований СНиП на кровли, пожарную безопасность и др. 

На нашем рынке представлено большое количество различных теплоизоляционных материалов как отечественного так и импортного производства. Правильный выбор теплоизоляции является нетривиальной задачей, которая предполагает знание большого количества характеристик широкой гаммы материалов.