Теплоизоляционный материал Вакуумное Пеностекло

Каким должен быть российский дом будущего?

Дом должен быть таким, чтобы в нем было комфортно жить.

Будущего – таким, чтобы жить в нем можно было долго.

Российский – таким, чтобы он мог выдержать российский климат.

А что особенного в российском климате? Чем он отличается от других климатов? Если говорить о средней полосе нашей Родины, то это климатическая зона, характеризующаяся довольно высокой влажностью, теплым летом, холодной зимой и большим количеством циклов заморозка/оттаивание, разрушающе влияющих на здания и сооружения. Кирпич, бетон, ячеистые бетоны, используемые при строительстве дома, имеют высокопористую структуру с содержанием воздуха порядка 2% -- 60%. В эти поры разными способами проникает вода, в том числе в виде пара, диффундирующего из теплых помещений с довольно высокой абсолютной влажностью сквозь стены наружу, где абсолютная влажность зимой во много раз меньше. Если в процессе диффузии влага проникнет в утеплитель (например, через дыры в пароизоляционной пленке) и в каком-то месте внутри утеплителя температура будет достаточно низка для выпадения влаги в виде росы или льда, то плотность утеплителя многократно вырастет и он просядет, и при этом не поднимется даже если летом все высохнет. В стене появятся и будут со временем увеличиваться нетеплоизолированные участки.

Кроме того, вода зимой замерзает, расширяется и крошит окружающий ее материал. Вода разрушает не только утеплитель, но и цементные швы, кирпичи, бетон и ячеистые бетоны, заставляет ржаветь металлические конструкции и, в конечном счете, приводит здание в состояние полной негодности. Именно из-за высокой влажности и чередования оттепелей с заморозками в нашей климатической зоне необходимо использовать высококачественные, долговечные, негигроскопичные теплоизоляционные материалы, которые должны защищать от холода конструкции дома, не говоря уже о том, что они должны снижать расходы на отопление. При этом сами эти теплоизоляторы должны быть устойчивы к влаге, заморозкам, грызунам, плесени и прочим разрушающим факторам.

Вакуумное пеностекло

Теплоизолятором нового поколения может стать разработка российских ученых – вакуумное пеностекло.

Материал представляет собой вспененное стекло, в пузырьках которого создается низкое давление, благодаря чему получается чрезвычайно низкая теплопроводность материала: 0,005-0,02Вт/мК. Прочность и плотность будут расти примерно пропорционально теплопроводности от уровня 0,2МПа (>2кгс/см2) для стекла с плотностью 100 –120 кг/м3 и теплопроводностью 0,005 Вт/мК. Высокая прочность материала позволяет использовать его для утепления крыш, фундаментов, дорог и других нагруженных конструкций.

Слой вакуумного пеностекла толщиной 1 см по теплоизолирующим свойствам эквивалентен газобетонной стене толщиной 15см, кирпичной стене толщиной 0,5м или бетонной стене толщиной 1м.

Себестоимость материала довольно низка, а эффективность теплоизоляции, долговечность (более 50 лет), прочность, устойчивость к пожарам, влаге, грызунам и плесени и прочие характеристики намного выше, чем у большей части субститутов. Вакуумное пеностекло не горит и не выделяет токсичных газов в течение всего своего срока службы.

Выгодность для потребителя и производителя

Ожидаемая себестоимость материала составит от 1500 до 3000руб/м3, а рыночная цена (основана на сравнении с ценой других теплоизоляторов) составит около 15000руб/м3. Для нижеследующих расчетов мы предполагаем отпускную цену 8000руб/м3, при которой в выгоде окажется и производитель и потребитель.

Использование вакуумного пеностекла поможет существенно снизить как расходы на капитальное строительство (до 10%), так и расходы на отопление здания (до 30%) и его ремонты (до 60%), и, кроме того, в некоторых случаях увеличить полезную площадь жилых помещений примерно на 5% за счет уменьшения толщины ограждающей конструкции. В таблице представлено сравнение самых популярных теплоизоляционных материалов.

Таблица 1 Сравнение теплоизоляционных материалов (цены – характерные для Подмосковья в июне 2007)

Расчеты стоимостей популярных в Подмосковье утепленных ограждающих конструкций, принятых при строительстве высотных и малоэтажных зданий, показывают, что уже на этапе строительства использование вакуумного пеностекла позволит сэкономить от 200руб./м2 при возведении ограждающей конструкции. К этому следует добавить экономию на фундаменте здания за счет уменьшения толщины стены, экономию на будущих ремонтах и главное – высокую экологичность конструкции и безопасность ее для жителей здания. Расчеты показывают, что для 2-этажного дома с основанием 10*10м первоначальная экономия на работах и материалах при возведении фундамента, ограждающей конструкции и крыши составит около $5 000 (при общей стоимости здания порядка $150 000).

Не верите в осуществимость?

Вакуумное пеностекло является улучшенной модификацией известного уже около 80 лет материала пеностекло, представляющего собой вспененное стекло и более всего похожего на пемзу. В отличие от пемзы и обычного пеностекла, вакуумное пеностекло будет иметь в пузырьках вакуум (точнее, газы при очень низком давлении), что обеспечит крайне низкую теплопроводность материала. В настоящий момент образцов материала еще не получено – это и является основным препятствием к привлечению масштабных инвестиций для его производства. Планируется получение образцов материала к осени 2007 года, испытание его характеристик и сертификация зимой 2007/2008 года и начало его массового производства в годах.

Теоретически предсказанная нами теплопроводность вакуумного пеностекла (0,005 – 0,01Вт/мК) подтверждается информацией, например, из патента США 5 в котором предлагался способ изготовления пакетов с пластмассовым пористым материалом при давлении газов внутри менее 100 Па. Для известного газонаполненного пеностекла теплопроводность 50-100 мВт/м*К в 4-14 раз выше, чем для предлагаемого по патенту США 5989371 "вакуумному" материалу с теплопроводностью 7-12 мВт/м*К и в 3-4 раза выше, чем для лучших невакуумных теплоизоляторовмВт/м*К. Отметим, однако, что "их" материал очень недолговечен и теряет свои высокие параметры при малейшем повреждении пленочной изоляции, закрывающей вакуумную начинку. Газонаполненное же пеностекло, как это показано на практике, служит 50 и более лет. Комплексный анализ имеющихся химических и физических данных из справочников, патентов и др. литературы, показывает, что получение пенистого материала из стекла, который сможет сохранять вакуум в пузырьках в течение 50 лет и более – абсолютно реальная задача.

Начаты опытно-конструкторские работы, целью которых является создание лабораторной установки для производства вакуумного пеностекла.

Вакуумное пеностекло будет не только таким же долговечным, как и обычное пеностекло, но еще и таким же прочным и устойчивым к факторам внешней среды: грызунам, температуре, кислотам и щелочам. Не даром обычное пеностекло сейчас является одним из самых дорогих утеплителей. Не даром именно его используют при утеплении атомных подводных лодок, химически-агрессивных производств и АЭС, а также является идеальным утеплителем для крыш. Однако у вакуумного пеностекла будет одно неоспоримое преимущество: оно будет дешевым, а это значит – доступным широкому кругу потребителей. Себестоимость одного кубометра вакуумного и газонаполненного пеностекла примерно одинакова, но для теплоизоляции здания потребуется примерно в 5-10 раз меньше вакуумного пеностекла, чем газонаполненного. Применение вакуумного пеностекла будет выгоднее, чем применение минеральной ваты и др. теплоизоляторов.

Также ведутся работы над светопропускающей модификацией вакуумного пеностекла, которую можно будет использовать при сооружении теплиц, витражей и крыш.

Контактные данные:

, *****@***com
http://online. /~klimov/VacuumFoamedGlass. htm

Ищем инвесторов и партнеров из области строительства, производства строительных и теплоизоляционных материалов.

Будем рады ответить на любые ваши вопросы и услышать ваши комментарии и пожелания.