Теплоизоляционные материалы и конструкции

Москва
ИНФРАМ
2021

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ
МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ

УЧЕБНИК

Второе издание, исправленное и дополненное

Ю.Л. БОБРОВ, Е.Г. ОВЧАРЕНКО, 
Б.М. ШОЙХЕТ, Е.Ю. ПЕТУХОВА

Допущено Государственным комитетом
Российской Федерации по строительству
и жилищнокоммунальному комплексу в качестве
учебника для студентов средних специальных
учебных заведений, обучающихся 
по специальностям «Строительство и эксплуатация зданий 
и инженерных сооружений» и «Производство
неметаллических строительных изделий и конструкций»

Бобров Ю.Л. 
Теплоизоляционные материалы и конструкции : учебник / 
Ю.Л. Бобров, Е.Г. Овчаренко, Б.М. Шойхет, Е.Ю. Петухова. — 
2-е изд., испр. и доп. — Москва : ИНФРАМ, 2021. — 266 с. — (Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-16-004089-9 (print)
ISBN 978-5-16-108694-0 (online)

В учебнике даны сведения о состоянии производства, классификации, 
строении, свойствах основных теплоизоляционных материалов и конструкций, а также области их рационального применения. Значительное внимание 
уделено теплофизическим свойствам эффективных теплоизоляционных материалов, методам их контроля, экологической и технологической безопасности, 
а также исследованию и прогнозированию долговечности в проектируемых 
условиях эксплуатации. В особый раздел выделено описание теплоизоляционных конструкций, даны принципы их расчета и проектирования.
В главе, касающейся технологии и оборудования теплоизоляционных 
работ, описаны основные практические приемы и средства ведения этих работ, 
а также способы контроля качества тепловой изоляции.
Для средних профессиональных учебных заведений строительного профиля, обучающих студентов по специальностям 08.02.01 «Строительство 
и эксплуатация зданий и инженерных сооружений» и 08.02.03 «Производство 
неметаллических строительных изделий и конструкций». Может быть использован в учебном процессе центрами, занимающимися профессиональной переподготовкой и повышением квалификации специалистов инвестиционностроительной сферы и рабочих кадров, в том числе в области малоэтажного 
и коттеджного строительства.
УДК 691(07)
ББК 38.3я7

Б72

УДК 691(07)
ББК 38.3я7
 
Б72

© Коллектив авторов, 2003, 2010
ISBN 978-5-16-004089-9 (print)
ISBN 978-5-16-108694-0 (online)

Р е ц е н з е н т ы:
А.А. Федин, др техн. наук, проф. кафедры «Технология строительного 
производства» Государственной академии профессиональной переподготовки 
и повышения квалификации руководящих работников и специалистов инвестиционной сферы (ГАСИС);
В.В. Ремнев, др техн. наук, проф., зам. генерального директора ФГУП Научно-исследовательский центр «Строительство» Министерства регионального 
развития Российской Федерации

Предисловие

В учебнике изложены основные сведения о свойствах и техноло
гии традиционных и новых теплоизоляционных материалов и конструкций, которые применяются в современном строительстве.

В данном учебнике в отличие от ранее изданных впервые комп
лексно рассмотрены вопросы производства, контроля качества и 
применения теплоизоляционных материалов и конструкций не только для целей жилищного и промышленного строительства, но также 
и в конструкциях тепловой изоляции инженерных сетей и промышленного оборудования. В особые разделы выделены описания не 
только новых теплоизоляционных конструкций и принципы проектирования, но и основы исследования и прогнозирования их 
долговечности. Кроме того, по методологическим соображениям 
в учебнике рассмотрены данные, которые, с одной стороны, могут 
способствовать расширению у студентов теоретического кругозора 
в областях, на которых базируются основы технологии производства, 
проектирования и рационального применения теплоизоляционных 
материалов и конструкций в современном и перспективном строительстве, а с другой стороны, позволят им получить необходимые 
практические знания.

Авторы выражают свою признательность профессорам, докторам 

технических наук А.А. Федину и В.В. Ремневу за ценные замечания, 
сделанные ими при рецензировании рукописи учебника.

введение

Тепловая изоляция в современном строительстве и промышлен
ности играет важную роль. С ее помощью решают вопросы жизнеобеспечения, организации технологических процессов, экономии 
энергоресурсов. Теплоизоляционные конструкции являются неотъемлемой частью защитных элементов промышленного оборудования, трубопроводов, частей жилых, общественных и промышленных 
зданий. Благодаря изоляции значительно повышаются надежность, 
долговечность и эффективность эксплуатации зданий, сооружений 
и оборудования.

Тепловая изоляция выполняет следующие функции:
• создает комфортные условия для проживания людей в жилых 

домах;

• снижает тепловые потери в окружающую среду от объектов 

(здания, сооружения, оборудование, трубопроводы и др.);

• обеспечивает нормальный технологический процесс в аппара
тах;

• поддерживает заданные температуры компонентов в техноло
гических процессах;

• создает нормальные температурные условия для обслужива
ющего персонала;

• уменьшает температурные напряжения в металлических кон
струкциях, огнеупорной футеровке и т.д.;

• защищает от огня (противопожарная изоляция) строительные 

конструкции;

• сохраняет заданные температуры в холодильниках и хладо
проводящих системах;

• защищает от испарения сжиженные газы и легкие нефтепро
дукты при их хранении в изотермических резервуарах.

В промышленности теплоизоляцию оборудования и трубопрово
дов применяют для того, чтобы обеспечить необходимый технологический режим производственного процесса. В жилых, общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданиях утеплители 
обеспечивают заданные параметры микроклимата внутри помещения. Тепловая изоляция позволяет уменьшить толщину стен зданий, 
облегчить их массу, уменьшить массу и объем фундаментов, повысить сборность конструкций. Это позволяет при том же объеме 
строительства сократить затраты, в том числе и энергетические, на 
производство строительных материалов, на их перевозку и подъем, 
на возведение зданий.

В связи с широким развитием в промышленности технологиче
ских процессов, протекающих в условиях высоких температур и давлений, а также глубокого холода, роль и значение тепловой изоляции 
непрерывно возрастают.

Теплоизоляционные работы являются завершающими в процессе 

возведения объектов, и поэтому от быстрого и качественного их выполнения зависят не только сроки сдачи этих объектов в эксплуатацию, но и качество выпускаемой продукции, экономические и технические характеристики объектов, комфортность на рабочих местах, качество условий проживания в возводимых и эксплуатируемых 
зданиях.

Как за рубежом, так и в нашей стране развитие производства теп
лоизоляционных работ идет по пути индустриализации с применением современных теплоизоляционных материалов и конструкций, 
высокомеханизированных инструментов и приспособлений, а также 
сборных средств подмащивания (лесов, подмостей). В практике теплоизоляционных работ все чаще используются конструкции полной 
заводской готовности, поставляемые с предприятий в виде готовых 
комплексных элементов, состоящих из теплоизоляционного и покровного слоев, оснащенных комплектом крепежных деталей. Производство теплоизоляционных работ при этом сводится к установке 
готовых элементов на изолируемую поверхность.

Индустриализация изоляционных работ, превращение их в по
точный процесс сборки с высоким уровнем механизации — важнейшая задача капитального строительства. Решение этой задачи во 
многом зависит от степени подготовки и квалификации специалистов и рабочих кадров. Рабочий-изолировщик должен уметь выполнять специализированные работы в нормативные сроки и с высоким качеством, рационально использовать материалы, детали и 
конструкции, оборудование и инструменты, добиваться снижения 
затрат на производство работ.

Специалисты должны знать основные виды теплоизоляционных 

материалов, изделий и конструкций; машины, механизмы, инструменты и оборудование, применяемые при теплоизоляционных работах; основы организации и экономики труда; уметь вести монтаж 
теплоизоляционных конструкций.

Изложению этих и других вопросов, связанных с производством 

и рациональным применением традиционных и новых теплоизоляционных материалов и конструкций в современном строительстве 
и промышленности, и посвящен настоящий учебник.

Глава 1 

общие сведения 
о теПлоизоляционных 
материалах и конструкциях

1.1.
Производство и Применение теПлоизоляционных 
материалов и конструкций в россии и за рубежом

Вопросы рационального использования ресурсов, экономии 

топлива и энергосбережение приобретают все большую актуальность 
в современном мире. Экономия топливно-энергетических ресурсов, 
повышение эффективности тепловой защиты зданий и сооружений, 
промышленных объектов, внедрение энергоэффективных технологий и материалов являются приоритетными направлениями в развитии как российской, так и мировой экономики.

Основные направления энергосберегающей политики России в 

различных отраслях экономики определены Федеральным законом 
«Об энергосбережении», принятым в 1996 г. 

По данным 2005 года, годовой объем произведенной в России 

тепловой энергии составил 1161 млн Гкал, из которых 505 млн отпущено населению и 163,5 млн использовано коммунальным комплексом [1]. Протяженность тепловых сетей составляет в двухтрубном исчислении 179 тыс. км, в том числе коммунальных — 
94,4 тыс. км. В России в зданиях старой застройки тепловые потери 
через ограждающие конструкции в 3–4 раза превосходят экономически оптимальные значения этого показателя. Потери тепловой энергии при транспортировке теплоносителя в тепловых сетях 
составляют 15–20%, что существенно превышает существующие 
нормативы.

Анализ мирового опыта в решении проблемы энергосбережения 

показывает, что экономия топливно-энергетических ресурсов является стратегической задачей государства, а один из наиболее эффективных путей ее решения — сокращение потерь тепловой энергии 
через ограждающие конструкции зданий, сооружений, промышленного оборудования и тепловых сетей. Очевидно, что повышение 
энергоэффективности строительного комплекса в целом возможно 
только при обеспечении энергоэффективности как зданий и сооружений, так и систем их теплоснабжения.

С 2003 года проектирование, строительство, реконструкция и ка
питальный ремонт зданий в России осуществляется в соответствии 
с новыми, повышенными требованиями к теплозащите огражда

ющих конструкций, определяемыми СНиП 23-02—2003 «Тепловая 
защита зданий». Снижение тепловых потерь в ЖКХ и промышленности регламентируются новыми, более жесткими требованиями 
СНиП 41-03—2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов». 

Важная роль в решении проблемы энергосбережения и экономии 

тепловой энергии принадлежит высокоэффективной строительной 
и промышленной тепловой изоляции. В промышленно развитых 
странах наблюдается интенсивное развитие промышленности теплоизоляционных материалов. В России после снижения объемов 
производства и применения теплоизоляционных материалов в 1985–
1995 годах наблюдается его значительный рост как за счет строительства новых предприятий, так и за счет импортных поставок. 
Вместе с тем сравнительный анализ показывает, что в России объемы 
производства теплоизоляционных материалов в пересчете на душу 
населения в 4–5 раз ниже, чем в таких странах, как Швеция, Финляндия, Германия, США. 

 В связи с ускоренным развитием строительного комплекса, на
правленным на реализацию Федеральной целевой программы «Жилище» на 2002–2010 годы, включающей подпрограмму «Реконструкция и модернизация ЖКХ Российской Федерации», а также Национального проекта «Доступное и комфортное жилье — гражданам 
России», потребность в эффективных утеплителях в России существенно возрастает.

Введение новых, более жестких нормативов по энергосбереже
нию вызвало необходимость радикального пересмотра принципов 
проектирования и строительства зданий, так как применение традиционных для России строительных материалов и технических 
решений не обеспечивает требуемое по современным нормам термическое сопротивление наружных ограждающих конструкций 
зданий.

В новом строительстве все большее распространение получают 

трехслойные конструкции стен из кирпича, легкобетонных блоков 
и панелей или монолитного железобетона, в которых предусмотрено 
применение эффективных утеплителей в качестве среднего слоя 
между несущей или самонесущей стеной и защитно-декоративной 
облицовкой. 

Рациональным способом повышения теплозащиты эксплуатиру
емых зданий является дополнительное наружное утепление их 
ограждающих конструкций. При новом строительстве используется 
как наружное утепление, так и эффективные утеплители в качестве 
среднего слоя в трехслойных ограждающих конструкциях из кирпича и бетона. Существующие варианты утепления зданий отличаются 
конструктивными решениями и используемыми в конструкциях ма

териалами. В современной практике наибольшее применение получили:

• конструкции наружного утепление стен со штукатурным по
крытием;

• конструкции наружного утепления стен с вентилируемым за
зором и облегченной защитно-декоративной облицовкой;

• трехслойные стены с утеплителем в качестве среднего слоя 

и наружной облицовкой из кирпича.

Теплоизоляционные материалы широко применяются в кон
струкциях покрытий и перекрытий зданий. В перегородках и внутренних стенах зданий эти материалы используются для звукоизоляции и звукопоглощения.

В Национальном проекте «Доступное и комфортное жилье — 

гражданам России» поставлена задача — строительство 80 млн м2
в год к 2010 году. Для ее решения требуется опережающее развитие 
строительной индустрии и, в частности, теплоизоляционной отрасли. В целях обеспечения запланированного двукратного увеличения 
объемов ввода жилья потребуется производить или ввозить из-за 
рубежа в два раза большее количество строительных, в том числе 
теплоизоляционных, материалов. В последние годы в России наблюдается интенсивный рост объемов производства и потребления теплоизоляционных материалов. Объем рынка теплоизоляционных материалов возрос с 6–7 млн м3 в 1998 году до 22–24 млн м3 (по оценке «Сен-Гобен СПР») в 2006 году, т.е. более чем в три раза (рис. 1.1). 
В 2001–2006 годах ежегодный прирост составлял до 20% в год.

Анализ современного состояния российского рынка теплоизоля
ционных материалов показывает следующее.

Рис. 1.1. Динамика развития рынка теплоизоляционных материалов

в России в 1998–2005 годах

По проведенной нами оценке, а также по данным, приведенным 

в специализированных изданиях [2, 3, 4], общий объем рынка теплоизоляционных материалов в 2005 году, как уже было указано, составил 18–20 млн м3.

Основными областями применения теплоизоляционных мате
риалов являются строительный комплекс, ЖКХ и промышленность. 
Структура потребления теплоизоляционных материалов в этих областях экономики представлена на диаграмме рис. 1.2.

Из диаграммы видно, что основной объем теплоизоляционных 

материалов — более 85% потребляется в строительном комплексе 
(включая металлические здания), на долю ЖКХ и промышленности 
приходится порядка 11–12% общего объема потребляемых в России 
теплоизоляционных материалов. Это соотношение несколько отличается от структуры потребления теплоизоляционных материалов 
в Западной Европе и США. Для этих стран доля технической изоляции в общем объеме потребления составляет соответственно 13 и 8%.

Рис. 1.2. Структура потребления

теплоизоляционных материалов по областям применения

(по данным 2005 года)

На отечественном рынке теплоизоляционных материалов пред
ставлена широкая гамма теплоизоляционных материалов, отличающихся видом исходного сырья, структурой, формой и техническими характеристиками. По опубликованным в [3, 4] данным структура рынка теплоизоляционных материалов по видам применяемых 
в России теплоизоляционных материалов приведена на рис. 1.3.

Преобладающими в структуре потребления на отечественном 

рынке являются волокнистые материалы, включающие теплоизоляционные изделия на основе стеклянного и базальтового волокна, 
минеральной и шлаковой ваты. Их доля в общем объеме использованных в 2005 году материалов составила 73%, в том числе 41% теп

лоизоляционных изделий из стеклянного штапельного волокна и 
32% теплоизоляционных изделий из минеральной ваты. 

Более 20% рынка приходится на теплоизоляционные пенопласты, 

преимущественно — пенополистирол (беспрессовый — ПСБ-С 
(EPS) — 17% и экструзионный — ЭППС (XPS) — 4%) и пенополиуретан — ППУ (1%).

Рис. 1.3. Структура рынка

теплоизоляционных материалов по видам материалов

(по данным 2004–2005 годов)

На долю других теплоизоляционных материалов, включающих: 

изделия из природного сырья, вспененного каучука, вспученного 
перлитового и вермикулитового песка, изделия из синтетических 
волокон — эковата и др. приходится не более — 5%.

Лидерами в общем объеме теплоизоляционных изделий из стек
лянного штапельного волокна, потребляемых на отечественном рынке, являются компании «Сен-Гобен ИЗОВЕР» и «УРСА Евразия». 
Значительное увеличение доли изделий из стекловолокна в общей 
структуре потребляемых в России теплоизоляционных материалов 
в значительной мере связано с вводом в действие новых заводов 
«Сен-Гобен ИЗОВЕР» в г. Егорьевске и «УРСА Евразия» в г. Серпухове. 

Теплоизоляционные изделия из минеральной ваты производятся 

заводами компаний «Роквул» (Железнодорожный, Выборг), «Термостепс» (Тверь, Волгоград, Ярославль, Самара, Салават), «Изорок» 
(г. Тамбов), «Изомин» (г. Ступино) и др.

На рынке теплоизоляционных пенопластов преобладающая доля 

принадлежит беспрессовому пенополистиролу — ПСБ-С, основными производителями и поставщиками которого на отечественный рынок являются компании «Мосстрой-31», «Стройпластмасс», 
«Кнауф» и др., а также большое количество мелких производителей.