Энергосбережение и отражающая изоляция Пенофол

Что такое Пенофол?

Что такое Пенофол? Это отражающая изоляция, т.е. тепло- и пароизоляция с отражающим эффектом. Данный материал представляет собой слой вспененного самозатухающего полиэтилена с закрытыми воздушными порами, с одной или двух сторон покрытый алюминием высокого качества, толщиной 14 мкм и чистотой 99,4%. Низкоэмиссионные свойства алюминиевой фольги препятствуют лучистому теплообмену. Лучистая энергия проходит через массивную (традиционную) теплоизоляцию, а отражающая изоляция ПЕНОФОЛ способна ее остановить. Это тонкий, гибкий, легкий, экологически чистый материал при своей малой толщине (меньше миллиметра) имеет высокое сопротивление теплопередаче, что обусловленно низким коэффициентом теплопроводности вспененного полиэтилена (благодаря большому количеству замкнутых пор) и высокой отражающей способности полированной, химически чистой алюминиевой фольги. Универсальность отражающей изоляции Пенофол заключается в том, что материал обладает одновременно паро-, гидро-, ветро-, и звукоизоляционными свойствами.Пенофол удобен для крепления, поскольку он тонкий, гибкий и легкий. С Пенофолом безопасно работать, поскольку он экологически чистый.  

Пенофол – это первая российская отражающая изоляция. Технология, разработанная для теплозащиты космических кораблей, была удачно адаптирована для нужд частного и промышленного строительства. Отражающая изоляция Пенофол производится в трёх основных вариантах: с односторонним фольгированием (тип А – рис.1), двусторонним (тип В) и самоклеющимся (тип С). Все три типа Пенофола поставляются в рулонах. Особенности применения разных типов отражающей изоляции Пенофол для решения конкретных теплоизоляционных задач можно узнать у профессиональных технических специалистов, умеющих находить оптимальные теплотехнические решения – с точки зрения физики и экономики. Вот уже более 10 лет Пенофол – это гарантия качества отражающей изоляции, а торговая сеть Регент-Строй – это лучшие авторские разработки теплоизоляционных схем.

 Рис. 1. Пенофол тип А 

Принцип действия отражающей изоляции Пенофол основан на высокой теплоотражающей способности алюминия. Именно алюминиевая фольга в сочетании с полиэтиленовой пеной останавливает тепло на всех трех путях его распространения от «горячего» тела к «холодному». Применение вспененного полиэтилена обусловлено многими причинами. Во-первых, экологическая чистота материала – он не выделяет вредные вещества в процессе эксплуатации. Во-вторых, теплопроводность пенополиэтилена оптимальна для решения задач теплоизоляции - 0,049 м2/с•Вт. Замкнутая система пузырьков воздуха предотвращает проникновение водяного пара, что позволяет использовать Пенофол в качестве пароизоляции и делает его более многофункциональным.

Применение Пенофола в утеплении ограждающих конструкций зданий. 

Предписывающий подход рациональной тепловой защиты зданий привёл к тому, что фонд жилых и общественных зданий, построенных в России до 1995 г., с точки зрения энергопотребления в настоящее время является крайне неэффективным. Поэтому в 1995 году в России были приняты новые нормативы по теплозащите зданий – с тем, чтобы снизить уровень энергопотребления строящихся и реконструируемых зданий. По новым энергосберегающим нормативам, с 1995 г. (I этап) и 2000 г. (II этап), нормы теплозащитных характеристик ограждающих конструкций задний увеличены в 2-3 раза. Эти новые нормы по теплосбережению требуют от строителей применения современных высокоэффективных изоляционных материалов, существенно повышающих теплозащитные свойства ограждающих конструкций. 
 По действующим новым нормативам величина сопротивления теплопередаче кровельных систем по Московскому региону составляет R = 4,5 – 4,7 м2•К/Вт. Чтобы обеспечить такое сопротивление, необходима толщина традиционных теплоизоляционных материалов: стекловаты, минваты, пенопласта и др., или более долговечного пенополиуретана, т.е. для λ = 0,04 – 0,07 Вт/м•К и Sиз = 200 – 300 мм. Как правило, толщина стропил составляет 150 мм, и поэтому они «наращиваются» с помощью дополнительных брусков до необходимой толщины. Это приводит к увеличению стоимости кровли.  

Проблемы ЖКХ и способы их решения с точки зрения теплофизики

К началу 2003 года физический износ теплопроводов во многих регионах России достиг критического уровня – 75%, т.к. в последние 10-15 лет теплопроводов перекладывали 1-2% в год вместо 10%. Жилищно-коммунальная катастрофа (ЖКК), о возможности которой говорил Президент в 2001 году, наступила и обещает стать “хронической катастрофой”. Возможность выхода из кризиса отражена(предусмотрена) в подпрограмме “Энергоэффективность в ЖКХ” федеральной целевой программы (ФЦП) “Энергоэффективная зкономика” на 2002 – 2005 гг. и на перспективу до 2010 г, утвержденной постановлением Правительства РФ от 17.11.2001 г. С целью выхода из кризиса ФЦП предусматривает энергоэффективные мероприятия, дающие значительную экономию энергоресурсов. В их числе модернизация систем теплоснабжения с применением технологии бесканальной прокладки теплопроводов, автоматизацией тепловых контрольных пунктов. Предполагается в 2002 – 2005 гг. сэкономить за счет применения энергосберегающих мощностей 14 млрд. руб. (в ценах 2001 г.). Реконструкция тепловых сетей, т.е. замена на теплопроводы с пенополиуретановой (ППУ) изоляцией, позволит получить годовой экономический эффект ~ 0.5 млн. руб. на 1 км теплопровода.
Примечание: общий объем выпуска предизолированных ППУ теплопроводов в 2001 г. в РФ составил 1500 км (только в Чувашии находится в эксплуатации – 1000 км. Сколько же лет понадобится, чтобы переложить 75% изношенных теплопроводов во всей РФ? Если даже выпуск ППУ теплопроводов (или закупка их за ганицей) достигнет 2000 - 3000 км в год, то для замены 75 тыс.км потребуется не менее 30 лет. 

Конечной целью ФЦП является обеспечение перехода ЖКХ на энергосберегающий путь развития и успех этой реформы, безусловно, зависит от того будут ли своевременно найдены экономические и технологические механизмы ее осуществления. Основным технологическим механизмом, призванным регулировать взаимоотношения между производителями теплосетей, проектировщиками, строителями и эксплуатанционн(щ)иками, являются нормативные документы (НД). В настоящее время многие из общего пакета НД уже выработаны: ГОСТ 30732 – 2001 “Трубы и фасонные изделия стальные с теплоизоляцией из ППУ в полиэтиленовой оболочке. ТУ.”, СНиП “Тепловые сети” и т.д., а остальные НД корректируются с учетом энергосбережения. По новым энергосберегающим нормативам c 1995 г. (I этап) и с 2000 (II этап) нормы теплозащитных характеристик ограждающих конструкций зданий увеличены в 2-3 раза (тепловое сопротивление R увеличено до 1.8 м2 K/Вт (I этап) и 3.2 м2 K/Вт (II этап) на широте г. Москвы). Однако основная часть жилого фонда, административных и производственных зданий построено до 2000 г. и для них величина R ~ 1 м2 K/Вт. Утепление таких зданий традиционными теплоизолирующими материалами ТИМ (80% выпускаемых ТИМ составляют минеральная вата и пенополистирол, срок службы которых ~ 10 – 20 лет) потребует огромных материальных затрат и большой трудоемкости строительного процесса. Кроме того, за 30 лет их придется переложить дважды. Утепление с помощью пенобетонов с плотностью ~ 500 кг/м3 и толщиной более 150 мм приведет к дополнительной весовой нагрузки на “изношенные” (без капитального ремонта) здания. Компенсация огромных теплопотерь изношенных теплопроводов и зданий за счет увеличения энергомощностей (увеличения температуры и расхода теплоносителя) не эффективна и ограничена предельно-допустимыми нормами и ростом цен на энергоносители (электроэнергия, газ и жидкое топливо) по мере истощения их запасов. Таким образом, утепление построенных до 2000 г. зданий является одной из основных проблем успешного реформирования ЖКХ, конечной целью которого является все-таки обеспечение установленной санитарными нормами температуры в жилых помещениях 18 – 20 оС, а не экономия ради экономического эффекта. В то же время, технологическим решением этой проблемы может быть применение новых ТИМ на основе отражательной изоляции (ОИ). 

ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ПЕНОФОЛ объединяет теплоизолирующие свойства “захваченного” воздушного пространства с высокой отражающей способностью алюминиевой фольги, являясь тем самым новым уникальным продуктом, который останавливает тепло на всех трех путях его распространения от “горячего” тела к “холодному”. Т.к. Пенофол непроницаем для конвекции и влаги, он является совершенным паровым и воздушным барьером и, следовательно – совершенным (эффективным) теплоизолирующим продуктом. 
Т.к. тепло внутри помещений передается, главным образом, путем излучения тепловых волн, то важно иметь дело, именно, с этим видом передачи тепла, если мы хотим построить энергетически эффективное строение. Все тела (объекты) в замкнутой системе испускают тепловые волны, обмениваясь ими с другими объектами. Стены и потолки поглощают тепловые волны, превращая их в тепло, которое затем может передаваться (проходить) через стены к холодному внешнему окружению (пространству). Наилучшим способом, останавливающим тепловое излучение, является его отражение (уменьшение излучательной способности). Пенофол, как раз, и обладает таким свойством - имеет высокую отражательную и низкую излучательную способности, благодаря использованию высокочистой (99.9%) алюминиевой фольги (толщиной 10 – 15 мкм), способной отражать 95-97% и излучать не более 3-5% теплового излучения. Кроме того, пузырьки ''захваченного” воздуха между алюминиевыми фольгами создают барьер тепловому потоку (тепловое сопротивление), давая дополнительную тепловую пользу. Зимой Пенофол удерживает тепло, потому что Аl фольга имеет низкую излучательную способность. Летом она отражает тепловые лучи, сохраняя внутри помещений прохладность и комфорт.

Пенофол имеет малый вес (плотность ~ 40 кг/м3) и настолько легко устанавливается, что стоимость труда будет на 50% меньше, чем стоимость установления обычной массивной изоляции. Пенофол, однажды установленный, непроницаем к влаге, и строителям не нужно беспокоиться о его порче из-за дождя или течи в крыше. В дождь или снег Пенофол сохраняет свои теплоизолирующие свойства. Металлические строения особенно чувствительны к изменениям температуры. Способность Пенофола отражать в обоих направлениях придает всем металлическим строениям дополнительную термоустойчивость, которую не может дать обычная массивная изоляция. Пенофол настолько прочен и легок, что во многих применениях может быть легко встроен в металлические строения путем крепления его прямо к обрамляющим элементам (или каркасу). Это устраняет необходимость дополнительных затрат, потребность во временных конструкциях или решетках для крепления изоляции. При этом дополнительная весовая нагрузка незначительна. 

На животноводческих фермах ОИ Пенофол дает возможность создания саморегулирующегося отопления за счет собственного тепла животных. При понижении температуры окружающей среды он обеспечивает незначительную потерю тепла, по сравнению с обычными стенами и потолками, и тем самым существенно снижая потребление энергии. Т.к. Пенофол непригоден для гнезд различных грызунов и вредителей, то такие строения уменьшают потребление корма и болезни. Пенофол прочен и влагонепроницаем, что позволяет очищать его струей высокого давления и тем самым проводить дезинфекцию помещения для животных. ПЕНОФОЛ (полиэтиленовая пена + Al фольга) является экологически чистым продуктом ( это упаковка для продуктов питания).

ОИ и КОНДЕНСАЦИЯ. Главной причиной конденсации водяных паров является понижение температуры воздуха ниже температуры точки росы. Из этого факта следует, что изоляция любого вида будет способствовать конденсации. Конденсация водяных паров происходит на любой поверхности. Металлические поверхности (напр., Al фольга) лучше обнаруживают конденсацию, чем пористые материалы массивной изоляции (стекловолокно, пена и т.д.). Это не означает, что массивная изоляция (МИ) не испытывает конденсации, а означает то, что конденсация на ней происходит не настолько быстро, как на металлической поверхности, которая рассеивает выделяемую при конденсации теплоту. Скорость конденсации зависит от скорости рассеяния теплоты, выделяемой при конденсации, а количество конденсата – от наличия барьера для диффузии пара. Если количество насыщенных паров, независящее от типа поверхности, в воздушных порах МИ достигается, то в них также происходит конденсация. Эта невидимая конденсация приводит к деградации теплоизолирующих свойств МИ, а также к ее разрушению. 
Изменения температуры могут происходить, например, и при движении воздуха из одного места в другое. При конденсации количество водяных паров в воздухе уменьшается и процесс продолжается до тех пор, пока насыщение (равновесие) достигается. Если, однако, вблизи имеется воздушная масса, которая содержит воды больше, чем холодный насыщенный парами воздух, то будет происходить диффузия. Такой процесс диффузии не требует перемещения воздушной массы. Для предотвращения такой диффузии и последующей конденсации необходимо удаление паров воды из воздуха путем вентиляции. 

Таким образом различие между типами изоляции состоит в скорости рассеяния тепла, выделяемого при конденсации. Заблуждение в том, что “проблема влажности” касается только отражательной изоляции (ОИ), является результатом плохого контроля влажности, а не недостатком отражательной изоляции. ОИ позволяет создать отдельные температурные режимы и устранить выпадения конденсата. 

В настоящее время нет промышленного принятого стандарта для измерения теплового исполнения ОИ. Стандарты для величины теплового сопротивления (ТС), которые являются стандартами для всех типов теплоизоляции, не точно измеряют теплоотражающую способность Al фольги, особенно для открытых поверхностей. Тепловое исполнение ОИ неполно измеряется величиной R. Во многих применениях ОИ может существенно превосходить ТИМ сравнимой величины R. Нет и стандартов, которые адекватно оценивают дополнительную пользу, получаемую от паро- и ветроизолирующих свойств ОИ. Отсутствие таких специальных стандартов, ясно выражающих особые тепловые способности (свойства) ОИ, является главным (основным) препятствием их широкому промышленному применению.

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. В настоящее время на основе вспененного полиэтилена ЗАО ЛИТ, совместно с ….., разработана и производится серия новых ТИМ: пенофол, армофол, “bubble” и т.д. ПЕНОФОЛ представляет собой вспененный полиэтилен, покрытый с одной (или двух) сторон алюминиевой фольгой. АРМОФОЛ – двойная фольга, армированная полимерной сеткой. BUBBLE – фольга + пена + пузырьковая основа. На базе этих материалов предложены конструктивные варианты внутреннего и наружного утепления зданий, в т.ч. и комбинированные с использованием традиционных ТИМ. В частности, применение минераловатных матов в системе вентилируемых фасадов многоэтажных зданий является недопустимым по их эксплуатационной надежности. В сочетании с пенофолом устраняется основной их недостаток – низкая надежность вследствие выветривания минеральной ваты по высоте вентилируемой воздушной прослойки. Кроме того, комбинированное утепление позволяет выполнить новые нормативные требования и по I и по II этапу. По своим теплоизоляционным свойствам ОИ конкурирует с ППУ изоляцией и эффективней традиционных ТИМ: пенополистирола в 4-8 раз, минераловатных плит в 4-12 раз и пенобетонов в 12-24 раз. Чтобы обеспечить сопротивление теплопередаче 1.2 м2 K/Вт при толщине утепляющей конструкции с применением пенофола 20-30 мм, требуется толщина: пенополистирола ~ 60 мм, минваты ~ 70 мм, пенобетона ~ 160 мм, керамзитобетона ~ 300 мм, кирпича ~ 600-900 мм.

В ряде отраслей промышленности (легкая промышленность, сельское хозяйство, медицина, строительство, авиационная и т.д.), где санитарными нормами ограничено применение большинства традиционных ТИМ, альтернативы применению ОИ нет. 
ВЫВОД. Чрезмерное потребление энергии для отопления домов истощает запасы ее невозобновляемых источников топлива, оказывая дополнительное давление на экономику, и часто превосходит возможности энергетического пояса удовлетворить растущие потребности. Выход - применение новых ТИМ (ОИ для утепления домов, ППУ для теплосетей) - наиболее эффективный путь энергосбережения. Причем там где теплосети не совсем изношены в первую очередь проводить утепление домов ОИ, а не проводить одновременно и утепление домов и замену теплосетей. Это позволит в 2 раза сократить и затраты и время (вместо 20-30 лет – 10-15) на реформирование ЖКХ (выход из кризиса) и в конечном итоге спасти людей от замерзания.