CAP.2 – MATERIALE IZOLATOARE UTILIZATE LA REABILITAREA TERMICĂDacă se consideră o lamelă de aer cu grosimea de 0,028 m, având rezistenţa termică de 0,16 m²°C/W, se poate spune că un material este izolant termic dacă pentru aceeaşi grosime are o rezistenţă termică superioară lamelei de aer:

R = 0,16 m2°C/W

Aceasta permite să se fixeze limitele conductivităţii termice a materialelor izolatoare astfel: un material este considerat izolant termic atunci când

coeficientul de conductivitate termică este mai mic sau egal cu =

0,175 W/m°C sau 0,15 kcal/h°C (1 kcal/h = 1,163 W).

2.1. CARACTERISTICILE FIZICE PRINCIPALE ALE MATERIALELOR IZOLATOARE - PROPRIETĂŢILE HIGROTERMICEProprietăţile higrotermice ale materialelor termoizolatoare sunt următoarele:- căldura specifică, conductivitatea termică, difuzivitatea şi asimilarea termică (legate de transferul de căldură);- sorbţia, difuzia şi permeabilitatea la vapori, permeabilitatea la aer (legate de transferul de vapori şi de aer).

Asupra comportării în exploatare a materialelor termoizolatoare, un rol predominant îl joacă şi alte proprietăţi fizice şi chimice ca: rezistenţa la îngheţ-dezgheţ, absorbţia, stabilitatea dimensională (dilatare-contracţie), rezistenţa la temperaturi ridicate, temperatura maximă de folosire, stabilitatea biologică şi chimică precum şi proprietăţile mecanice ca: rezistenţele la compresiune, întindere, încovoiere, tasare sub sarcină, (caracteristică importantă la produse tasabile, de exemplu la cele din vată minerală).

a. Căldura specifică c. Căldura specifică este cantitatea de căldură necesară pentru ridicarea temperaturii cu un grad Celsius a unui kilogram de material şi se măsoară în kcal/kg°C.b. Conductivitatea termică λ. Conductivitatea termică este proprietatea materialelor de a transmite căldura şi se caracterizează prin coeficientul de conductivitate termică λ, definit drept cantitatea de căldură care trece printr-un material cu feţe plan paralele în grosime de un metru, pe o suprafaţă de un metru pătrat, în timp de o oră şi la o diferenţă de temperatură pe cele două feţe ale sale de un grad Celsius; se măsoară în kcal/mh°C sau în W/mK.

Conductivitatea termică depinde de o serie de factori dintre care porozitatea şi densitatea aparentă ρ , umiditatea U , temperatura T şi direcţia fluxului termic sunt cei mai importanţi. Conductivitatea termică este cu atât mai mică cu cât densitatea aparentă este mai mică şi cu cât porozitatea este mai mare, fapt explicat prin valoarea extrem de mică a conductivităţii termice a porilor mici cu aer oclus (aproximativ 0,02

37

Kcal/mh°C, la o temperatură medie de 0°C). De asemenea, conductivitatea termică creşte în măsură importantă cu conţinutul de apă al materialelor de construcţie, ştiut fiind că este de 25 de ori mai mare conductivitatea termică a apei din pori decât a aerului înlocuit. Conductivitatea termică pentru aprecierea calitativă a materialelor termoizolatoare este dată pentru starea uscată a acestora la temperatura de 0°C sau +25°C.

In exploatare, materialele izolatoare prezintă un conţinut de apă normal, a cărui valoare este funcţie de: 1) natura umidităţii; 2) regimul de temperatură şi umiditate specific destinaţiei construcţiilor; 3) alcătuirea şi grosimea elementelor de construcţie în care se aplică materialele; 4) orientarea acestora şi 5) zona climatică unde este situată construcţia.

Conductivitate termică de calcul este valoarea conductivităţii termice a unui material sau produs de construcţie, în condiţii specifice, care poate fi considerată ca fiind caracteristică pentru performanţa acelui material, atunci când este încorporat într-un element de construcţie.

Conductivitatea termică de calcul se stabileşte pe baza conductivităţii termice declarate, avându-se în vedere condiţiile reale de exploatare referitoare la temperatura şi umiditatea materialului.

Pentru condiţiile climatice din ţara noastră conductivitatea termică de calcul este definită pentru o temperatură medie de 0°C şi o umiditate de exploatare stabilită conform următoarelor convenţii:- pentru materialele nehigroscopice (care nu conţin sau nu păstrează apa de fabricaţie), conductivitatea termică de calcul este conductivitatea termică a materialului aflat în stare uscată; - pentru materialele higroscopice, conductivitatea termică de calcul este conductivitatea termică corespunzătoare umidităţii de echilibru a materialului aflat într-un mediu ambiant cu temperatura de 23°C şi umiditatea relativă de 50%.- pentru materialele termoizolante care conţin în pori alte gaze decât aerul, conductivitatea termică de calcul este conductivitatea termică a materialului aflat în stare uscată, după un interval de timp de îmbătrânire, specific pentru fiecare tip de material.

Conductivitatea termică corespunzătoare acestui conţinut de apă normal defineşte conductivitatea termică de calcul, folosită în proiectarea elementelor de construcţie din punct de vedere higrotermic. Valorile conductivităţii termice de calcul, în condiţii normale de exploatare pentru diverse materiale termoizolatoare, sunt indicate în tab.2.1. c. Sorbţia. In materialele de construcţie se deosebesc următoarele stări de umiditate:- umiditatea liberă, formată prin condensarea vaporilor de apă în interiorul materialului sau prin contactul direct al materialului cu apă;- umiditatea de sorbţie, produsă prin sorbţia de către material a umidităţii din aerul înconjurător, care prezintă o anumită umiditate relativă şi temperatură.d. Permeabilitatea la vapori μ. Permeabilitatea la vapori μ reprezintă cantitatea de vapori de apă exprimată în grame, care trece într-o oră, prin

38

difuziune, printr-un metru pătrat de material cu feţe plan paralele, în grosime de un metru, la o diferenţă a presiunilor vaporilor de pe cele două feţe ale materialului de un milimetru coloană de mercur (mmHg) şi se exprimă în g/mh mmHg; inversul permeabilităţii la vapori defineşte rezistenţa specifică la difuziunea vaporilor.

In cazul unor materiale subţiri în pelicule (vopsele) sau folii (tapete) cu permeabilitate foarte redusă la vapori, denumite bariere contra vaporilor, pentru caracterizarea comportării lor la transferul de vapori se utilizează rezistenţa la difuziunea vaporilor Rv exprimată în m²hmmHg/g.

Tab. 2.1 Caracteristici higrotermice ale unor materiale termoizolante

Nr. crt.

Tip de material

Densitate aparentă

Kg/m3

Conductivitate termică de

calculW/(mK)

Factorul rezistenţei la

permeabilitate la vapori

1 Produse din vată minerală (din rocă) 1.1 Clasa A1 18<ρ<25 0,046 11.2 Clasa A2 25< ρ < 35 0,040 11.3 Clasa A 3 35< ρ < 60 0,038 11.4 Clasa A4 60< ρ < 100 0,037 11.5 Clasa A5 100< ρ <160 0,038 21.6 Clasa A6 160< ρ <200 0,040 22 Produse din vată de sticlă 2.1 Clasa B1 7< ρ <9,5 0,047 12.2 Clasa B2 9,5< ρ <12,5 0,042 12.3 Clasa B3 12,5< ρ <18 0,039 12.4 Clasa B4 18< ρ < 25 0,037 12.5 Clasa B5 25< ρ < 50 0,035 12.6 Clasa B6 50< ρ < 80 0,034 12.7 Clasa B7 80< ρ <120 0,036 13 Materiale plastice celulare 3.1 Polistiren expandat 3.1.1 Clasa P1 9< ρ <13 0,046 303.1.2 Clasa P2 13< ρ <16 0,042 303.1.3 Clasa P3 16< ρ <20 0,040 303.1.4 Clasa P4 20< ρ < 25 0,038 303.1.5 Clasa P5 21< ρ <35 0,035 603.1.6 Clasa P6 35< ρ < 50 0,033 603.2 Polistiren extrudat 3.2.1 Plăci fără gaz inclus altul

decât aerul 28< ρ < 40 0,042 150

3.2.2 Plăci expandate cu hidrofluorocarburi HCFC

25< ρ < 40 0,035 150

3.3 Produse din spuma rigidă de poliuretan 3.3.1 Plăci debitate din blocuri

spumate continuu şi expandate cu HCFC

37< ρ <65 0,041 60

3.3.2 Plăci spumate continuu sau debitate din blocuri spumate expandate fără gaz inclus altul decât aerul

15< ρ < 30 0,040 60

3.3.3 Plăci spumate continuu injectate între două panouri

39

rigide - expandate cu HCFC - expandate fără gaz inclus altul decât aerul

37< ρ < 6037< ρ < 60

0,0330,037

6060

3.4 Sticlă celulară 110< ρ <140 0,050 20.0002.2. CLASIFICAREA ŞI PREZENTAREA MATERIALELOR IZOLATOAREMaterialele izolatoare sunt corpuri poroase a căror structură se compune dintr-un schelet solid şi aerul din porii sau golurile materialului. Scheletul solid al materialului de bază poate fi de natură anorganică sau organică, de diverse compoziţii chimice.

Golurile sau porii de aer pot fi închişi sau deschişi, valoarea lor de izolare depinzând de volumul total, dimensiunile, forma şi modul lor de distribuţie în masa materialului.

Materialele anorganice sunt cele provenite din substanţe minerale, spre deosebire de cele organice obţinute din substanţe de natură organică. Atât materialele anorganice cât şi cele organice se împart după structura lor în materiale coerente (cu părţi componente legate între ele, de exemplu betoanele, cărămizile etc.) şi necoerente (în vrac, cum sunt agregatele uşoare de granulit etc.).

Materialele izolatoare de natură anorganică se împart după structura lor în următoarele grupe:- materiale coerente celulare, compuse dintr-o masă solidă cu pori de aer înglobaţi în ea, în mare parte închişi, distribuiţi mai mult sau mai puţin uniform (de exemplu betoanele celulare, cărămizile poroase etc.);- materiale necoerente granulare, compuse din granule poroase (de exemplu granulit);- materiale coerente cu structură mixtă, compuse din granule poroase legate cu ajutorul unui liant (de exemplu betoanele uşoare cu agregate din granulit etc.);- materiale fibroase de tipul vatei minerale şi de sticlă şi a produselor din acestea.

Materialele izolatoare de natură organică se împart după structură în următoarele grupe:- materiale coerente fibroase sau nefibroase, compuse din diverse materii prime organice legate cu diverşi lianţi (de exemplu plăcile din fibre de lemn moi - poroase etc.);- materiale din polimeri sintetic (de exemplu polistirenul celular, spuma de poliuretan etc.).

2.2.1. Prezentarea materialelor izolatoareA. Materiale de natură anorganicăi) Materiale coerente celulare. Betonul celular autoclavizat (b.c.a; gazbetonul) este o piatră artificială cu structura poroasă omogenă, obţinut prin tratament termic, la temperaturi şi presiuni ridicate, agentul producător de gaz fiind pulberea de aluminiu. Funcţie de compoziţie, betonul celular autoclavizat se împarte în două tipuri:- tipul GBN (gazbeton pe bază de nisip, cu liant ciment, var şi ghips);

40

- tipul GBC (gazbeton pe bază de cenuşă de termocentrală cu liant var şi ghips).

Betonul celular are o structură poroasă omogenă, cu porii aproximativ sferici, repartizaţi uniform în masă, cu dimensiunea maximă de 3 mm.a) Elemente nearmate din beton celular autoclavizat. Produsele din b.c.a. de tipul GBN au forme dreptunghiulare cu muchii vii, suprafeţe plan-paralele şi produsele din GBN trebuie sa fie fără goluri, crăpături sau pete de ulei. Umiditatea de livrare nu trebuie să depăşească 20% din masa în stare uscată.b) Produse din b.c.a. de tipul GBC. Blocurile şi plăcile din beton celular autoclavizat pentru zidărie ca şi plăcile termoizolatoare din b.c.a. au formă paralelipipedică, cu muchiile drepte întretăiate în unghiuri de 900 şi feţele plane. Umiditatea de livrare nu trebuie să depăşească 25% (în greutate).c) Elemente armate din beton celular autoclavizat de gazbeton (GBN). Betonul celular autoclavizat (b.c.a.) de tipul gazbeton GBN este o piatră artificială cu pori uniform distribuiţi, preparată din nisip, ciment, ghips, var şi pulbere de aluminiu. Porozitatea betonului face necesară protejarea anticorosivă a armăturilor din elementele de b.c.a. armat cu un material de bază de bitum-inertol, în asociere cu diverse substanţe pasivizante. Elementele se livrează cu o umiditate de maximum 20% în masă în stare uscată.d) Sticla spongioasă Se fabrică dintr-un amestec de pulbere de sticlă omogenizată, încălzită în forme metalice în cuptoare la temperatura de 850-900ºC, unde expandează şi apoi este recoaptă şi răcită treptat la temperatură normală. Blocurile de sticlă spongioasă, scoase din matriţă, se pot tăia cu ferăstraie circulare la dimensiunile necesare.

Sticla spongioasă se foloseşte ca material termoizolator la pereţii exteriori, la căptuşirea interioară a pereţilor din cărămizi sau din blocuri mici, la terase şi planşee peste spaţii reci.

ii) Materiale necoerente granulare şi coerente cu structură mixtăa) Granulitul şi betonul de granulit . Granulitul este o argilă expandată, granulată, fabricată pe cale umedă sau uscată într-un cuptor rotativ. Proprietăţi bune de expandare le au şisturile (argiloase, bituminoase etc.) şi argilele fuzibile (şistoase şi bentonitice). Granulitul se poate folosi în vrac sau sub formă de plăci de beton de granulit, la termoizolarea acoperişurilor, teraselor şi pereţilor exteriori.

b) Perlitul expandat şi produsele sale. Perlitul este o rocă vulcanică acidă de natură sticloasă, în a cărei compoziţie mineralogică intră silicatul de potasiu, bioxidul de siliciu şi aluminiul.

Perlitul expandat se obţine prin expandarea rocilor perlitice prin tratare la temperaturi înalte, între 750 şi 1250ºC, obţinându-se granule de perlit, cu volum mărit de cca 20 ori faţă de materialul din rocă, cu diametrul până la 3 mm, cu densitatea aparentă de 75...200 kg/m3 şi o conductivitate termică a materialului în stare uscată de 0,03...0,04 kcal/mhºC. Din perlitul expandat în granule se realizează următoarele produse:

41

- plăci şi cochilii termoizolatoare silicoperlitice, realizate din perlit granulat aglomerat cu silicat de sodiu şi fluosilicat de sodiu; - cărămizi termoizolatoare argiloperlitice, obţinute din perlit granulat, amestecat cu argilă şi apoi arse la temperaturi mari.

Din granule de perlit se poate realiza şi beton de perlit cu densitate aparentă cuprinsă între 300 şi 400 kg/m3, cu conductivitate termică pe material în stare uscată cuprinsă între 0,07 şi 0,08 kcal/mh°C.

c) Vermiculitul şi betonul de vermiculit. Vermiculitul este un produs natural, compus din silicat de aluminiu şi magneziu hidratat din familia micii, tratat la temperaturi ridicate de 900...1100°C; când se expandează îşi măreşte volumul de cca 40 de ori faţă de materialul natural. Densitatea aparentă a vermiculitului în granule expandate variază între 100 şi 300 kg/m3, având o conductivitate termică pe material uscat de 0,04...0,055 kcal/mh°C. Materialul este necombustibil şi neputrescibil.

Din granule de vermiculit expandat se poate realiza beton de vermiculit cu densitatea aparentă între 300 şi 500 kg/m3, cu conductivitatea termică pe material uscat de 0,07...0,09 kcal/mh°C. Materialul se foloseşte la izolaţii termice în vrac şi sub formă de plăci de beton de vermiculit.

iii) Materiale fibroasea) Vata minerală şi produsele sale. Vata minerală este un material compus din fibre subţiri vitroase, obţinute din topituri de zguri metalurgice acide sau roci naturale. Vata minerală se fabrică în două tipuri şi anume:- tip I, folosit la izolaţii termice în construcţii şi instalaţii şi la izolaţii fonice;- tip P, produs intermediar, folosit la realizarea de produse din vată minerală (plăci, cochilii, saltele, şnururi etc.).

Produsele din vată minerală se clasifică astfel:- după tipul de vată minerală şi procedeul de obţinere: 1) produse din vată minerală tip P; 2) produse din vată minerală tip I; 3) produse aglomerate din vată minerală, obţinute direct prin fibrilizarea unei topituri de silicat prin suflare cu abur;- după natura liantului folosit: 1) produse din vată minerală (tip P), liată cu ulei mineral; 2) produse din vată minerală (fibrilizată direct prin suflare cu abur) cu liant bituminos; 3) produse din vată minerală (tip I) fără liant;- după formă, în următoarele sortimente: 1) saltele din vată minerală; 2) pâslă din vată minerală; 3) plăci din vată minerală; 4) cochilii din vată minerală; 5) fâşii din vată minerală; 6) şnur din vată minerală.

Saltele din vată minerală se fabrică în următoarele tipuri, folosite în special la lucrări de termoizolaţii:- din vată tip P: 1) cusute pe hârtie bitumată, îmbrăcate pe o singură faţă - SHB1; 2) cusute pe hârtie bitumată, îmbrăcate pe ambele feţe - SHB2; 3) cusute pe carton ondulat - SCO; 4) cusute pe plasă de sârmă, îmbrăcate pe o singura faţă - SPS1; 5) cusute pe plasă de sârmă, îmbrăcate pe ambele feţe - SPS2; 6) cusute pe rabiţ de stuf - SRS;- din vată tip I: 1) cusute cu sârmă de oţel pe plasă de sârmă, îmbrăcate pe o singură faţă - SPS I1; 2) cusute cu sârmă de oţel pe plasă de sârmă,

42

îmbrăcate pe ambele feţe - SPS I2 .

Saltelele se livrează rulate în suluri, cu materialul suport în exterior.

Pâsla din vată minerală se fabrică din vată minerală tip P cu lianţi pe bază de răşină fenolică sau din vată fibrilizată prin suflare cu abur, cu liant bituminos, utilizată la termo şi fonoizolaţii. In funcţie de densitatea aparentă, pâsla din vată minerală, se fabrică în următoarele tipuri: P 90; P 60; P. 40; P 27 şi pâslă minerală cu liant bituminos - PB.

Plăcile din vată minerală sunt produse din vată minerală cu un conţinut ridicat de liant şi se folosesc în termoizolaţii, fonoizolaţii şi tratamente acustice.

Plăcile din vată minerală se produc din:- vată minerală tip P, cu lianţi pe bază de răşină fenolică sau din vată minerală fibrilizată prin suflare cu abur, cu liant bituminos - tip PIB, obţinute prin introducerea la fabricarea vatei minerale a unei cantităţi de bitum.

Plăcile din vată minerală tip P se produc în următoarele sortimente:- plăci pentru izolaţii generale (termică şi fonică) tip G: G 80 şi G 100;- plăci fonoizolatoare tip FI, utilizate pentru amortizarea zgomotelor de impact: FI 90, FI 100 şi FI 120;- plăci fonoabsorbante tip FA 140: FA 140/S, cu suprafaţa stropită, FA 140/V, cu suprafaţa vopsită şi FA 140/P, cu suprafaţa vopsită şi perforată. Plăcile FA 140 se pot caşera cu împâslitură din fibre de sticlă;- plăci autoportante tip AP, realizate din vată minerală rigidizată cu liant pe bază de răşini fenol-formaldehidice având pe partea inferioară două sau trei elemente de armare, aşezate pe direcţia longitudinală a plăcii: AP/S, cu suprafaţa stropită, AP/V, cu suprafaţa vopsită şi AP/C, caşerată cu bariera contra vaporilor din folii de PVC, aluminiu sau polietilenă caşerată cu împâslitură din fibre de sticlă.

Fâşiile din vată minerală, utilizate în special la izolaţii termice, se fabrică din vată minerală tip P în următoarele tipuri:- tip FH, din vată minerală aşezată pe o foaie de hârtie de ambalaj (Kraft);- tip FHB, din vată minerală lipită pe hârtie de ambalaj, acoperite pe o faţă cu bitum.

Şnurul din vată minerală, utilizat la izolări termice, se fabrică din vată de pâslă minerală tip P. Şnurul este îmbrăcat în împletitură din sârmă zincată, maleabilă, cu diametrul de 0,2 mm. Conductivitatea termică la 100ºC a şnurului este de 0,061 kcal/mhºC, iar temperatura maximă de folosire este 700ºC.

b) Vata de sticlă şi produse din vată de sticlă. Vata de sticlă (foamglass) se obţine prin centrifugarea unui şuvoi de sticlă topită, care este dispersat în fibre foarte fine. Vata de sticlă nu este atacată de microorganisme şi rozătoare.

43

Se livrează în vrac sau în formă prelucrată de rogojini, pe carton celulozic ondulat sau pe plasă de sârmă şi de saltele îmbrăcate pe ambele feţe cu plasă de sârmă galvanizată.

B. Materiale de natură organică i) Materiale coerente fibroase a) Plăci din fibre de lemn moi (poroase; PFL). Acestea sunt clasificate în: netratate, bitumate şi bitumate antiseptizate şi se folosesc ca material termoizolator, fonoizolator etc., în construcţii civile şi industriale. Gradul de antiseptizare la plăcile bitumate şi antiseptizate se asigură cu o cantitate de 1% pentaclorfenolat de sodiu sau pentaclorfenolat de cupru, raportată la masa de fibră absolut uscată.

b) Produse din plută. Plăci din plută expandată şi bitumată. Plăcile din plută expandată se clasifică după:- mărimea particulelor expandate în: 1) plăci din granule de plută (cu diametrul particulelor peste 2 mm); 2) plăci din praf de plută (cu diametrul particulelor sub 2 mm);- modul de aglomerare în: 1) plăci din granule de plută expandată; 2) plăci din praf de plută expandată; 3) plăci din granule de plută expandată, aglomerate cu bitum.

Plăcile de plută expandată, de toate tipurile, trebuie ferite de umezeală. Plăcile din plută expandată şi aglomerată cu bitum vor fi ferite şi de temperaturi mai mari de 50°C.

ii) Materiale din polimeri sintetici a) Plăci din polistiren celular. Acest material a apărut pentru prima dată în Germania şi Franţa în anul 1954 şi se prezintă sub formă de granule. Plecând de la granulele iniţiale se execută o primă expandare a acestora în atmosferă caldă. Noile granule astfel obţinute sunt puse în tipare, unde, prin introducerea de vapori, se produce cea de a doua expandare, care provoacă umplerea formelor.

Polistirenul expandat este uşor de utilizat sub rezerva utilizării unor soluţii adecvate pentru lipire, datorită faptului că este sensibil la solvenţi. De asemenea, la temperaturi de 80-85ºC acest material prezintă fenomenul de înmuiere, astfel încât utilizarea lui în suprafeţele expuse puternic însoririi trebuie evitată.

Polistirenul celular se fabrică în două tipuri: obişnuit (PEX) în trei calităţi A, B, C şi ignifugat (PEXI), în două calităţi A şi B, în blocuri sau plăci.

b) Polistiren extrudat. A fost introdus pe piaţă sub denumirea de STYROFOAM şi este un produs identic din punct de vedere chimic cu polistirenul expandat, singura diferenţă fiind procesul de fabricaţie - în locul aglomerării granulelor se procedează la o spumare a acestora. Astfel se obţin rezistenţe mecanice superioare şi o omogenitate sporită a materialului. Produsul obţinut are densitatea mai mică de 27 daN/m3 şi este impregnat cu o substanţă colorată bleu, cu rol de ignifugare şi pentru diferenţiere de polistirenul expandat. Ca şi polistirenul expandat, acest

44

material este foarte sensibil la solvenţi.

c) Spuma de poliuretan se obţine prin acţiunea unui poliizocianat asupra unui poliester saturat, iar expandarea se realizează prin degajarea unui gaz şi anume a freonului, sub acţiunea căldurii de reacţie sau a bioxidului de carbon la descompunerea izocianatului cu apa.

Amestecul poliizocianat-poliester şi agentul de expandare se poate realiza fie într-un malaxor şi apoi turna în tipare pentru a se obţine blocuri din spumă de poliuretan, fie cu ajutorul unui aparat de amestecare prin suflare direct în construcţii, în locaşurile sau pe suprafeţele în care este necesar a fi aplicată termoizolaţia. Densitatea aparentă a spumei de poliuretani variază între 30 şi 50 kg/m3, în funcţie de proporţia de componenţi, temperatura de reacţie etc. Conductivitatea termică pe material uscat depinde de agentul de expandare, fiind minim în cazul freonului de 0,018 kcal/mhºC şi maxim în cazul bioxidului de carbon de 0,0245 kcal/mh°C. Materialul are o bună stabilitate dimensională de temperatură, este practic impermeabil la apă, însă mai permeabil la vapori decât polistirenul celular.

2.3. CRITERII DE FOLOSIRE A MATERIALELOR TERMOIZOLATOARE2.3.1. Alegerea materialelor termoizolatoareCriteriile de alegere a materialelor termoizolatoare sunt multiple şi ele se referă în principal la proprietăţile fizico-mecanice şi chimice în raport cu solicitările exterioare la care acestea sunt supuse, precum şi cu condiţiile de realizare în construcţii. Pentru asigurarea permanentă a calităţilor termice, este necesar ca materialele izolatoare să aibă următoarele proprietăţi:a) rezistenţă la căldură şi la frig. Această proprietate este esenţială în cazul izolaţiilor termice la acoperişuri. In cazul acoperişurilor metalice sau chiar a celor terasă, suprafaţa exterioară a materialelor izolatoare poate fi supusă la temperaturi între -30ºC iarna şi +80ºC vara. Aceste temperaturi extreme nu trebuie să conducă la instabilitatea fizică sau chimică a materialului;b) rezistenţă la umiditate. Porozitatea materialelor izolatoare permite circulaţia vaporilor de apă. Prezenţa apei în material se poate datora umidităţii la punerea în operă sau a condensului în structura materialului. In acest sens materialele izolatoare trebuie să fie insensibile la acţiunea chimică a apei;c) rezistenţă la foc. Este necesar ca materialul izolant să nu fie inflamabil. Astfel, dacă materialele izolatoare nu sunt incombustibile, atunci acestea trebuie ignifugate;d) impermeabilitatea la vapori de apă. Vaporii de apă se deplasează în mod continuu din interior spre exterior şi puţin câte puţin impregnează materialul izolant, mărindu-i coeficientul de conductivitate termică care variază invers proporţional cu umiditatea. Din ce în ce mai mult materialul se umezeşte şi îşi pierde toate calităţile termice. Împiedicarea acestui proces se face prin execuţia unui ecran impermeabil la vapori de apă care se numeşte în mod curent barieră de vapori. Bariera de vapori nu trebuie să prezinte discontinuităţi şi se pozează pe faţa caldă a termoizolaţiei. Pentru evitarea retenţiei de apă, pe care materialul izolant o poate avea din depozitare prelungită sau din condiţii defectuoase de punere în operă, se poate realiza o ventilare a feţei reci a termoizolaţiei;

45

e) protejarea împotriva paraziţilor. Materialele izolatoare trebuie să fie realizate şi puse în operă în aşa fel încât să nu permită instalarea insectelor şi a rozătoarelor.

La aceste caracteristici principale se adaugă forma şi starea de agregare a materialelor termoizolatoare: plăcile rigide se pretează la aplicarea pe suprafeţe plane şi curbe însă cu curbura mare; plăcile semirigide şi saltelele din materiale elastice (de exemplu din vată minerală) se pot aplica şi pe suprafeţe înclinate şi curbe cu curbura mică.Pe lângă proprietăţile tehnice, la folosirea materialelor termoizolatoare o importanţă hotărâtoare o are şi eficienţa economică a acestora.

Tabelele 2.2 şi 2.3 ajută la alegerea materialului termoizolant în funcţie de calităţile acestuia şi de posibilităţile de utilizare.

Tab. 2.2 Posibilităţile de utilizare a materialelor izolatoare

Nr.crt.

Material şi produse

Pere

te

Planşeu pestesubsol

Planşeu sub pod nelocuit P

lanşe

u

pe s

ol

Aco

peri

ş te

rasa Acoperiş

pestemansardă

1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.

B.C.A.Sticla spongioasaGranulitPerlitVermiculitVata mineralaVata de sticlaPFLPlutaPolistiren celularPolistiren expandatSpuma poliuretan

++++++++++++

++---+--++++

--+++++-----

-++--+--++++

++++++--++++

-----++-----

Tab. 2.3 Tabel comparativ privind calităţile materialelor izolatoare

Nr.crt.

Materiale şi produse Rezistenţă Impermea-bilitate lavapori de apa

Protejare împotrivaParaziţilorC

ăld

ură

Um

idit

ate

Foc

Meca

nic

ă

1. B.C.A. FB S FB FB S -2. Sticlă spongioasă FB B FB S B -3. Granulit FB B FB FB B -4. Perlit FB B B B S -5. Vermiculit B B FB B M -6. Vată minerală FB S FB FS FS -

7.Vată de sticlă FB FB FB

FS FB-

8. P.F.L. B S FB B S RozătoareInsecte

46

9. Pluta B B S FB B Rozătoare

10. Polistiren celular 80ºC B trebuie ignifugat

M B InsectePasări

11. Polistiren extrudat 80ºC B trebuie ignifugat

S M InsectePasări

12. Spumă poliuretanică 130ºC FB autoex-tinctoare

M FB -

FB - foarte bun; B - bun; M - mediu; S - scăzut; FS - foarte scăzut2.3.2. Condiţii privind capacitatea de izolare termică a elementelor de construcţiiRealizarea protecţiei termotehnice a elementelor de construcţii se face pentru obţinerea:- rezistenţei la transmisia termică necesară pentru limitarea diferenţei de temperatură între aerul interior şi suprafaţa interioară a elementelor exterioare de construcţii (astfel încât să nu se atingă valoarea temperaturii de condensare), precum şi pentru limitarea pierderilor de căldură;- stabilităţii termice necesare pentru limitarea oscilaţiilor temperaturii pe suprafaţa lor interioară;- rezistenţei la difuziunea vaporilor necesară pentru păstrarea stării de umiditate normală şi limitării acumulării de apă datorită condensării vaporilor în grosimea elementelor de construcţii sub valori admisibile;- rezistenţei la permeabilitatea aerului necesare limitării reducerii capacităţii de izolare termică sub influenţa infiltrării aerului.

La alegerea soluţiei constructive termoizolatoare a elementelor de construcţii se urmăreşte obţinerea climatului interior impus de cerinţele minimale de confort la clădiri de locuit şi economia de energie în exploatare.

Ţinând seama de capacitatea de izolare termică exprimată prin rezistenţa la transmisia termică necesară, se stabileşte domeniul de folosire şi grosimile corespunzătoare ale termoizolaţiilor componente din elementele de construcţii exterioare (pereţi, acoperişuri, planşee etc.), în funcţie de natura, alcătuirea şi caracteristicile termotehnice ale acestora, pe grupe de construcţii şi zone de temperatură ale aerului exterior în timpul iernii sau verii.

Totodată, la izolarea termică a construcţiilor se ţine seama şi de economicitatea soluţiilor alese, astfel încât cheltuielile suplimentare să fie compensate într-un număr mic de ani, prin faptul că, pe de o parte se prevăd instalaţii de încălzire reduse, iar pe de alta parte se obţine o economie anuală de combustibil la exploatarea clădirilor şi instalaţiilor.

47

48