Тенденции в развитии производства утеплителей в России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Открытое акционерное общество

Инжиниринговая компания по теплотехническому строительству Теплопроект

Тенденции в развитии производства утеплителей в России

Е.Г. Овчаренко - канд. техн. наук

Генеральный директор АО Теплопроект

Москва 2002 г.

Введение

энергосбережение тепловой сеть

Являясь одной из ведущих держав мира по производству энергии, Россия значительно уступает экономически развитым странам в вопросах рационального использования энергоресурсов. Так, сегодня на выпуск товарной продукции в среднем расходуется в Западной Европе - 0,5 кг у.т. на 1 доллар продукции, в США - 0,8, в России - 1.4.

Эффективность использования топливно-энергетических ресурсов в России остается крайне низкой. Если в 1971 году страны Восточной Европы (СССР и его союзники) и Западной Европы (все остальные страны Европы плюс Турция) характеризовались одинаковым количеством энергии, потребляемой на душу населения, то к 90-м годам этот показатель в странах Восточной Европы был уже на 37% выше. Сложившийся не в пользу России баланс энергопотребления еще более усугубился в 90-е годы. Энергоемкость продукции в связи с переживаемым в стране экономическим кризисом выросла более чем па 40%.

Велико отставание России по энергосбережению в коммунальном хозяйстве, где расходуется до 20% всех энергоресурсов страны и на единицу жилой площади расходуется в 2-3 раза больше энергии, чем в странах Европы. Так, жилые многоэтажные здания потребляют в России от 350 до 550 кВт ч (м²год), индивидуальные дома коттеджного типа - от 600 до 800 кВт ч (м² год). Вместе с тем за рубежом, например, в Германии, дома усадебного типа потребляют в среднем по стране около 250 кВт ч (м² год), в Швеции - 135 кВт ч (м² год). Лучшие зарубежные образцы жилых зданий потребляют от 90 до 120 кВт ч (м² год).

Анализ опыта различных стран в решении проблемы энергосбережения показывает, что одним из наиболее эффективных путей ее решения является сокращение потерь тепла через ограждающие конструкции зданий, сооружений, промышленного оборудования, тепловых сетей. В этой связи обращает на себя внимание интенсивное развитие в рассматриваемых странах промышленности теплоизоляционных материалов. В некоторых странах, таких, например как Швеция, Финляндия. Германия. США и других, объем выпуска теплоизоляционных материалов на душу населения в 5-7 раз превышает выпуск утеплителей на одного жителя в России.

Расчеты показывают, что потребность только жилищного сектора строительства в эффективных утеплителях в 2010 году может составить 25-30 млн. м³ и должна быть удовлетворена, в основном, за счет отечественных материалов.

Настоящие установленные (проектные) мощности страны по всем видам теплоизоляционных материалов оцениваются в 17-18 млн. м³ в год. Объем производства теплоизоляционных материалов в 2002 году составит около 8 млн. м³.

Основным видом применяемых в России утеплителей являются минераловатные изделия, доля которых в общем объеме производства и потребления составляет более 65%. Около 8% приходится на стекловатные материалы, 20% - на пенополистирол и другие пенопласты. Доля теплоизоляционных ячеистых бетонов в общем объеме производимых утеплителей не превышает 3%, вспученного перлита, вермикулита и изделии па их основе - 2-3% (по вспученному продукту).

Структура объемов выпуска утеплителей в России близка к структуре, сложившейся в передовых странах мира, где волокнистые утеплители также занимают 60-80% от общего выпуска теплоизоляционных материалов.

Распределение объемов выпуска утеплителей по стране характеризуется значительной неравномерностью. Ряд крупных регионов, таких как Архангельская, Калужская. Костромская, Орловская, Кировская, Астраханская, Пензенская, Курганская и другие области, Республика Марий Эл, Чувашская республика, Калмыкия, Адыгея, Карелия, Бурятия и другие не имеют своего производства эффективных теплоизоляционных материалов. Многие регионы страны производят утеплители в явно недостаточном количестве.

Относительно благополучным является Северо-западный регион, а наибольшие проблемы с утеплителями собственного производства в Северном, Поволжском, Северо-Кавказском и Западно-Сибирском регионах.

До периода рыночных реформ большая часть объема выпускаемых минераловатных изделий была ориентирована на промышленную теплоизоляцию, а интересы жилищного строительства, особенно индивидуального, оставались на втором плане. В настоящее время номенклатура выпускаемой продукции все больше отвечает условиям жилищного строительства, где наряду с традиционными требованиями появляются требования по долговечности, водо- и атмосферо-устойчивости, прочности.

Следует признать, что качество и ограниченная номенклатура отечественных утеплителей, выпускаемых многими предприятиями Российской Федерации, не в полной мере отвечает нуждам жилищного строительства. Это позволяет ведущим фирмам западных стран успешно продавать свою продукцию на рынках России.

Объем продаж на российском рынке только фирмы "Роквул" (Дания) достиг в девяностых годах (1998 г.) около 10 млн. долларов США в год. Поставки фирмы "Партек" (Финляндия) распространились до Иркутска.

Часто считают, что импортные утеплители при той же плотности обладают более низким коэффициентом теплопроводности. Об этом говорит простое сравнение показателей теплопроводности утеплителей, выпускаемых по нашим ГОСТ и ТУ, и показателей изделий фирм импортеров. Между тем, разницу в большинстве случаев можно объяснить отличиями в методике определения теплопроводности. Так, например, в России замер производят при 25 ^оС, а за рубежом - при 10 ^оС. Такая разница в граничных условиях может дать отличие в результатах до 15% не в пользу отечественных утеплителей.

Предусмотренное федеральными целевыми программами "Жилище" и "Свой дом" массовое жилищное строительство не может ориентироваться на зарубежные поставки. Потребность этого сектора в эффективных утеплителях ежегодно возрастает и должна быть удовлетворена в основном за счет отечественных производителей.

Расчетами Госстроя РФ, выполненными в рамках федеральных целевых программ "Жилище" н "Свой дом", определена потребность в эффективных теплоизоляционных материалах для строительства. При объеме нового строительства 80 млн. м² жилой площади в год и объеме реконструкции - 20 млн. м² понадобится около 18 млн. м³ утеплителя.

Потребность в утеплителях резко возросла после ужесточения нормируемых теплопотерь через ограждающие конструкции зданий, принятых Госстроем РФ в 1995-96 годах. Вследствие принятых решений требуемая толщина теплоизоляционного слоя должна увеличиться в 1,5-2 раза на первом этапе и в 3 и более раз - на втором. Общая потребность в утеплителях для всех отраслей хозяйства страны по расчетам Теплопроекта составит к 2010 году до 50-55 млн. м³.

1. Волокнистые теплоизоляционные материалы

Основой промышленности теплоизоляционных материалов является производство теплоизоляционных изделий из минеральной ваты. На территории России расположено 69 предприятий и цехов по производству таких изделий. Общее количество технологических линий - 122. Суммарная установленная (проектная) мощность предприятий - около 12 млн. м³ в пересчете на изделия плотностью 100 кг/м³.

Некоторые предприятия выпускают материалы, которые нельзя отнести к современным. Это - минераловатные плиты на битумном связующем, минераловатные плиты, получаемые из гидромассы. К уходящим в прошлое минераловатным утеплителям следует также отнести изделия, диаметр волокна в которых превышает 5 -6 мкм, а в качестве связующего используется экологически вредные вещества. Очевидно, что даже в условиях ожидаемого повышенного спроса эти материалы не будут востребованы, а мощности этих производств не будут расти.

Среди наиболее широко применяемых, как в индустриальных строительных конструкциях, так и в дополнительной изоляции зданий, такие волокнистые утеплители, как: плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-96 и ТУ 762-010-04001485-96) марок П75, П125, П225; изделия из стеклянного волокна (ТУ 5763-002-00287697-97) марок П45, П45Т, П6О, П75. Для утепления кровли, чердачных перекрытий, наряду с указанными изделиями, применяются также минераловатные плиты повышенной жесткости на синтетическом связующем (ГОСТ 22950-95), плиты минераловатные гофрированной структуры (ТУ 5762-001-05299710-94) марок П175ГС, П200ГС.

Такую продукцию выпускают сегодня многие отечественные заводы: АО "Термостепс" (Тверь, Ярославль, Салават, Омск, Пермь), АО "Комат", ЗАО "Минвата" (г. Железнодорожный), Назаровский ЗТИМ, фирма “Изорок” (г. Бокино), Челябинский АКСИ, "Флайдерер-Чудово" и другие. К сожалению, следует констатировать, что номенклатура отечественных плитных утеплителей расширяется медленно и все еще скудна. Рынок России испытывает недостаток в плитных утеплителях повышенной жесткости для утепления фасадов зданий. Имеющиеся изделия не обладают необходимыми свойствами по влагостойкости, сопротивлению на расслаивание. Практически отсутствуют жесткие негорючие плиты малой толщины для изоляции кровель, полов.

При кажущемся обилии волокнистой теплоизоляции объем выпуска конкурентоспособной продукции, наиболее полно отвечающей требованиям современного строительства, недостаточен. В основном такая продукция выпускается предприятиями, оснащенными импортным оборудованием. Выправляя это несоответствие в структуре производства утеплителей, целый ряд отечественных предприятий, таких, например, как АКСИ, ЗАО “Минвата”, Волгоградский завод МВИ, АО «Термостепс МТЛ» (Самара) и др. в последние годы значительно улучшили качество и номенклатуру своей продукции.

Наиболее общим для всех заводов страны путем вывода производства волокнистых утеплителей на новый качественный уровень является перевод процесса получения волокна с доменных шлаков на минеральное сырье.

Анализ применяемых в отечественной и зарубежной практике сырьевых материалов показывает, что наиболее качественную, долговечного минеральную вату, соответствующую мировому уровню можно получать из шихт на основе горных пород габбро-базальтового типа. Небольшая добавка карбонатных пород (известняков или доломитов), доводит их модуль кислотности до 1,7-2,5.

Использование этого сырья дает возможность получать минеральное волокно и изделия на его основе, обладающие повышенными эксплуатационными свойствами (химически водостойкие и температуростойкие), с высокими физико-механическими и теплотехническими показателями. К числу наиболее перспективных сырьевых материалов следует отнести: базальт месторождения "Мяндуха" (Архангельская обл.), кондопожские габбро-диабазы и порфириты (Карелия), горные породы Урала, габбро-диабаз Круторожинского месторождения (Оренбургская обл.), васильевские (Кемеровская обл.), назаровские (Красноярский край), свиягинские (Приморский край) базальты, габбро-диабаз татаканский, базальтовый туф морозовский (Приморский край), ортоамфиболит тарынахский (район БАМа), меланократовый габбро-норит (Приморский край). Большая часть этих пород пригодна для применения в качестве однокомпонентной шихты. Путем специальной термообработки можно получать кристаллизующееся минеральное волокно с рабочей температурой применения до 1000 °С.

Переход на производство минеральной ваты из горных пород габбро-базальтовой группы, как это делают все ведущие фирмы мира, а не из доменных шлаков, позволит существенно увеличить срок эксплуатации утеплителей из минеральной ваты. повысить их температуро- и водостойкость.

С этой целью «Теплопроект» разработал «Кадастр сырья для производства минераловатных изделий на основе горных пород». С помощью этого документа на основе отечественного сырья отрабатываются такие составы шихт, которые по своим характеристикам соответствуют шихтовым составам ведущих европейских фирм: «Партек» (Финляндия), «Роквул» (Дания), «Сан-Гобен» (Франция).

Такие шихты сегодня используют на Тверском комбинате «Изоплит», Пермском заводе теплоизоляционных изделий, Самарском АО «Термостепс МТЛ». Волгоградский ЗТИ с середины 1999 г. приступил к массовому производству тонкого волокна и изделий на основе базальта при использовании ваграночного процесса.

Ведущие мировые фирмы-производители минераловатной продукции в качестве основного сырья используют базальтовые породы. Это позволяет получать высококачественную минеральную вату.

В настоящее время на всех предприятиях отрасли доля базальтовых пород в используемой шихте увеличена до 25-30%. Это означает, что модуль кислотности ваты составляет в этих случаях не менее 1,5.

Важным элементом в технологических линиях производства волокнистых материалов и изделий, оказывающих воздействие на конечные свойства утеплителей, являются плавильные агрегаты.

Из 122 технологических линий по производству минераловатных изделий 103 оснащены коксовыми вагранками. 17 линий - ванными печами, 2 линии - электропечами. В производстве стекловолокна и изделий используют ванные печи на газе или жидком топливе, а в производстве тонкого базальтового и супертонкого волокна - электропечи с графитовыми или молибденовыми электродами, или индукционные печи.

Производительность коксовых вагранок - 2-2,5 т/час по расплаву, ванных печей минераловатного производства - 1.6-2.5 т/час, электропечей - до 5 т/час, ванных печей производства стекловолокна - 0,8-1,5 т/час, печей базальтового производства - от 200 кг в сутки до 200 кг/ час.

60% всех теплоизоляционных материалов из минеральных волокон выпускают при получении расплава в коксовых вагранках, которые являются сегодня основным плавильным агрегатом.

На большинстве предприятий, эксплуатируется устаревшее плавильное оборудование. Практически все отечественные коксовые вагранки работают без горячего и кислородного дутья, что не дает возможности получить расплав требуемой (1400-1450 °С) температуры, а, следовательно, и нужной вязкости.

Волгоградский завод МВИ совместно о НТТП «Газовые печи» (г. Пенза) разработали и внедрили принципиально новый, не имеющий мирового аналога, плавильный агрегат - коксогазовую вагранку для плавления всех видов сырья, в том числе базальтовых и других тугоплавких пород. Практически по всем технико-экономическим показателям она значительно превосходит вагранки, работающие на коксе.

Эксплуатация газовой вагранки показала эффективность нового плавильного агрегата, позволяющего:

снизить удельный расход тепла на 1 тонну расплава на 15-20 %;

получить температуру расплава 1500 °С, а следовательно, необходимую для его переработки вязкость расплава;

отказаться от установки к газовой вагранке системы подогрева воздуха, или системы кислородного дутья, что значительно удешевляет строительство, повышает надежность и облегчает эксплуатацию;

использовать в качестве сырья вместо шлаков не только базальтовые, но и другие тугоплавкие породы, тем самым получить теплоизоляционные материалы с новыми свойствами;

снизить вредные выбросы в атмосферу в 8-10 раз по сравнению с коксовыми вагранками и отказаться от установки к газовой вагранке системы дожига оксида углерода:

сократить время вывода вагранки на рабочий режим с 3 - 4 часов до 45 - 60 минут;

полностью автоматизировать процесс плавления.

Иностранные фирмы - производители оборудования для теплоизоляционной промышленности, проявили большой интерес к созданной коксо-газовой вагранке. С одной из этих фирм ("Гамма-Мекканика", Италия) подписано соглашение о сотрудничестве по изготовлению и реализации этих плавильных агрегатов в России и за рубежом.

Первым результатом совместной работы с «гамма Мекканика» явилось оборудование изготовленное в Италии и смонтированное на самарском заводе «Термостепс МТЛ».

Решение вопросов улучшения качества и расширения номенклатуры волокнистых утеплителей тесно связано с совершенствованием узла волокнообразования. Наиболее распространенным в России способом переработки минеральных расплавов в волокно являются центробежно-дутьевой способ. При реализации этого способа раздува пленка расплава, образующаяся на вращающемся диске, раздувается паром, выходящим из кольцевого коллектора через несколько сотен отверстий. Однако этот способ не позволяет получить волокно нужного качества. Диаметр волокна составляет от 8 до 12 мкм. Расход пара на центробежно-дутьевых центрифугах достигает1.5-2 тонны в час на одну центрифугу.

Мировая практика производства минераловатных изделий показывает, что ведущие фирмы мира производят вату на многовалковых центрифугах. Диаметр волокна при этом снижается до 4-6 мкм. Свойства утеплителя значительно улучшаются. С 25-30 % до 10 -15 % снижаются потери расплава с не волокнистыми включениями, исключается применение пара.

В среднем по Российской Федерации многовалковые центрифуги составляют 26 % от общего количества волокнообразующих устройств. Это объясняется тем, что на большинстве заводов страны из-за стесненных условий существующих цехов весьма проблематично вписать новые узлы волокнообразования в существующие линии. Решая эту проблему, Теплопроект разработал принципиально новую малогабаритную камеру отдува волокна. Это позволило на ряде заводов АО "Термостепс" в короткое время реконструировать более 80% узлов волокнообразования. Работа по замене старых центрифуг новыми продолжается.

Отечественные многовалковые центрифуги успешно работают на комбинате "Изоплит", Екатеринбургском ЗТИ. В 1997-2000 годах на Пермском, Самарском, Волгоградском, Кемеровском, Ярославском и Омском заводах. Введены в эксплуатацию многовалковые центрифуги СМТ-183А производства АО "Строммашина" Стоимость новой центрифуги, включая проект привязки, составляет 4-5 млн. рублей.

Работы ученых и практиков последних лет, позволяют утверждать, что значительная часть технологических переделов минераловатного производства имеет опробованные в отечественной промышленности решения современного уровня. В то же время в этой технологической цепочке остается открытым очень важный вопрос, связанный с разработкой, изготовлением и внедрением в промышленность современной камеры тепловой обработки (полимеризации), способной по «сухому» способу обеспечить на одной быстро переналаживаемой линии обеспечить поточное производство плитного утеплителя различной заданной плотности (до 250 кг/м²) и различной толщины (от 40 до 250 мм). Именно такие камеры тепловой обработки обеспечили передовым фирмам мира прогресс и опережение в производстве минераловатных утеплителей.

В последние годы Теплопроект провел большую работу по созданию такого отечественного оборудования. Отработка технических решений новой камеры тепловой обработки финансировалась Госстроем России, и Теплопроектом. Рабочая документация на такую камеру разработана для Хабаровского завода «Стекловолокно». Если стоимость импортной камеры какого типа в зависимости от комплектации составляет от 1,6 до 2,0 млн. долларов США и определяется не столько стоимостью изготовления, сколько стоимостью «ноу-хау», то стоимость камеры Теплопроекта составит 4-5 млн. руб.

Сохранить при перевозке и хранении эксплуатационные характеристики существующих утеплителей можно, используя такой известный прием, как упаковка изделий в различные пленки. Так, на ряде заводов АО «Термостепс» внедрены несколько моделей отечественных установок по механизированной упаковке плитных и рулонируемых материалов в полиэтиленовую (термоусадочную) пленку. Предлагаемые отечественные установки в 10-15 раз дешевле зарубежных аналогов и обеспечивают хорошее качество упаковки. Изделия в такой упаковке не только хорошо хранятся и транспортируются, но также могут быть с успехом уложены в дело.

Важным элементом как новых, так и известных волокнистых утеплителей является качественное, экологически безопасное связующее.

Практически все известные виды связующих, применяемых в отечественной теплоизоляционной промышленности были разработаны 15-20 лет назад. В те годы основная часть минераловатных изделий использовалась на промышленных объектах, где срок их службы определялся временем капитального ремонта оборудования и не был велик. Сегодня, когда основная часть утеплителей применяется в строительстве, к связующим предъявляются такие повышенные требования, как: неизменность структуры, стабильность геометрических размеров и теплофизических свойств на весь срок эксплуатации.

В последние годы появился целый ряд предложений по модификации известных связующих и новые предложения.

Так, на комбинате "Изоплит" (Калининская область) проводятся работы по модификации связующего, приданию изделиям водоотталкивающих свойств.

Теплопроектом проведены работы по использованию в качестве связующих силанов. Разработана технология приготовления многокомпозиционного состава на силанах. По такому показателю, как водопоглощение полученные образцы находятся в пределах, регламентированных мировыми стандартами.

На Лианозовском электромеханическом заводе в цехе базальтового волокна испытано новое экологически чистое связующее на основе солей алюминия с аммиачной водой. Преимуществами нового связующего является отсутствие в его составе вредных веществ, возможность использования при температуре до 1000 °С,

На этом заводе выпускаются плиты на новом водо-дисперсном нетоксичном связующем "Ирикс-45" по ТУ 2386-008-00249567-99, разработанном ГУП НИПИ "Научстандартдом", и опробованном совместно с Теплопроектом. Связующее представляет собой суспензию антисентирующих и огнезащитных добавок в пленкообразующей дисперсии. Основным достоинством связующего "Ирикс - 45" является неограниченная растворимость его водой, длительный гарантированный срок хранения (6 месяцев при температуре от +5 до 40 °С), низкая температура отвердения пленки (не более 130 °С).

Однако, высокая скорость пленкообразования и твердения не позволяют пока применить это связующее наиболее распространенным способом - впрыскиванием в камеру волокноосаждения. Поэтому связующее опробовано только в линии, где смачивание ковра производят методом пролива и в гидромассе.

Ряд заводов России в качестве связующего применяет бентонитовую глину. Технология приготовления связующею заключается в помоле бентонитовой глины, приготовлении шликера с добавлением кальцинированной соды, суточном пропаривании смеси до 90 °С до образования гелеобразного бентаколлоидного связующею. Отформованные на конвейере плиты вакуумируются, а затем подвергаются сушке при 300 °С и тепловой обработке при 550-600 °С. Образуется водо-нерастворимый керамический черепок, связывающего волокна. Полученные плиты выгодно отличаются от аналогов на синтетическом связующем негорючестью и экологической чистотой. Связующее обеспечивает стабильность эксплуатационных свойств до 700 °С и отсутствие вредных газовыделений практически до температур плавления (1200 °С). В случае применения таких плит при обычных температурах, например в жилищном строительстве, в гидромассу при формовании вводят кремне органические гидрофобизаторы, которые придают плитам водоотталкивающие свойства.

К новым волокнистым теплоизоляционным материалам, отработка технологии и оборудования для производства которых ведется Теплопроектом в последние годы, следует отнести пластмигран, и волокнистые изделия на кожевенных отходах. Материал на кожевенном связующем разработан МГСУ и осваивается на опытном заводе Теплопроекта. Объединяет эти два материала то, что оба они предназначены для жилищного строительства, экологически чисты, технологичны в монтаже.

Пластмигран представляет собой материал, в составе которого минераловатные гранулы и пыль полистирола. Эта смесь помещается в перфорированную металлическую форму любой конфигурации и продувается паром. Вспенивающаяся полистирольная пыль прочно связывает волокно. Опытное оборудование изготовлено и смонтировано на Щуровском комбинате «Стройдеталь» (Московская область).

В стране все шире производится и используется в строительстве такие недавно экзотические материалы, как тонкое и супертонкое волокно. Эти материалы находят все большее применение в огнезащите строительных конструкций, в изоляции инженерного и промышленного оборудования. Однако широкому внедрению этих качественных материалов в строительство и промышленность препятствуют дороговизна оборудования (платиновые фильеры), высокая энергоемкость и малая производительность традиционного двухстадийного процесса (50-200 кг сутки).

В Теплопроекте ведутся работы по технологии и оборудованию для получения штапельного супертонкого волокна непосредственно из минеральных расплавов в одностадийном процессе. Волокнообразование осуществляется эжекционно-акустичеоким способом.

Новая технология получения супертонкого волокна обеспечит в 10-15 раз более высокую производительность, чем дуплекс-процесс. Она даст возможность отказаться от применения фильер из драгоценного металла и позволит существенно сократить энергозатраты. При этом используется энергия акустических колебаний в дутьевой эжекционно-акустической головке конструкции Теплопроекта. Такая дутьевая головка не нуждается в специальном охлаждении, поскольку при ее работе возникает экзотермический эффект. Давление энергоносителя снижено с 0,7-1 до 0,3-0.45 МПа, а его расход на 1 т волокна - с 8 до 2-4 т (в сравнении с дутьевой головкой ВНИИСПВ. применяемой в производстве муллитокремнеземистого волокна).

Дутьевая эжекционно-акустическая головка комплектуется несколькими легко заменяемыми резонаторами, каждый из которых позволяет получать колебания, определенной частоты и амплитуды, наиболее соответствующие вязкости перерабатываемых расплавов.

Различные модификации дутьевой эжекционно-акустической головки дают возможность вносить обусловленные технологией изменения в процесс волокнообразования. Например, в ходе процесса можно осуществлять подачу в факел раздува дополнительного топлива, горячих топочных газов, замасливающих составов, связующего и т.п. Варьируя параметрами акустического поля, можно получать волокна с заданными свойствами, а процесс волокнообразования существенно интенсифицировать.

Эффективность дутьевых головок Теплопроекта заключается в снижении материало- и энергозатрат на волокнообразование. Производительность эжекционно-акустических головок на разных расплавах варьирует от 50 до 350 кг/ час (у головки с вихревым резонатором). Выход волокна из расплава составит не менее 92%, содержание не волокнистых включений (корольков) в вате - не более 8-10%, а в отдельных случаях - до 5%.

На Лианозовском электромеханическом заводе в цехе базальтового волокна производят жесткие плиты из гидромассы, которую готовят из супертонких базальтовых волокон и экологически чистого связующего - солей алюминия с аммиачной водой. Плиты рекомендуются к применению во всех видах строительства, включая жилищное, в качестве закладного утеплителя в каркасных конструкциях стен, перегородок, перекрытий, а также при организации огнезащиты стальных дверей и др. конструкций.

Для производителей базальтового волокна представит интерес новая разработка АО "Судогодское стекловолокно" - ванная плавильная печь с погружными молибденовыми электродами. Имея небольшие габариты (3,2 х 1,5 х 1,6 м) и установленную мощность трансформаторов 250 кВА, печь обеспечит производительность до 200 кг/ час расплава. Это позволит выпускать до 25 тыс. м³ в год рулонных матов плотностью 25-50 кг/м². Наряду с малыми габаритами и расходами электроэнергии на плавление печи данной конструкции не требуют дорогостоящих систем очистки и рекуперации отходящих газов, позволяют легко регулировать температуру расплава, выдавать калиброванную струю на переработку в волокно.

К волокнистым теплоизоляционным материалам, получившим развитие в России в последние годы, следует отнести стекловолокно. В стране имеется 7 заводов по производству стекловолокнистых утеплителей. Самым крупным и современным является ОАО «Флайдерер-Чудово», выпускающее продукцию мирового качества на оборудовании германского концерна «Флайдерер».

В 2000 г. Теплопроект детально исследовал эксплуатационные характеристики продукции этого завода и выпустил Альбом рекомендаций по использованию утеплителей АО «Флайдерер-Чудово» в различных строительных конструкциях.

Продукция других относительно небольших производств ограничивается товарным стекловолокном, прошивными матами, или матами на синтетическом связующем. Развитие в стране производства этого прогрессивного материала сдерживается отсутствием надежного отечественного оборудования, отсутствием стабильной научной школы по стекловолокну. В этом году Теплопроект завершает проектирование линии стекловолокна, используя, как собственные представления о процессе, так и зарубежные наработки.

Новым шагом на пути совершенствования волокнистых рулонных материалов является термозвукоизол, к производству которого приступило АО «Судогодское стекловолокно». Строительная фирма «Корнев и К°» предложила упаковывать холстопрошивное полотно в надежную защитную оболочку, в качестве которой используется «Лутрасил» - материал, состоящий из прочного, легкого монофиламентного полипропиленового синтетического волокна. «Лутрасил» не пропускает пыль, не отсыревает. Оболочка из «Лутрасила» сохраняет свои свойства до 130-150 °С.

2. Теплоизоляционные материалы на органической основе

Строго говоря, разделение теплоизоляционных материалов на органические и неорганические весьма условно. Между тем, для удобства изложения сути вопроса о производстве и применении теплоизоляционных материалов такое разделение представляется уместным, поскольку в большинстве случаев именно от того, какова основа теплоизоляционного материала, зависят его свойства, а, следовательно, и области его применения.

Пенопласты представляют вторую основную группу теплоизоляционных материалов. Сюда относят пенополистирол, пенополиуретаны, пенополиизоционаты, фенолформальдегидные и карбомидформальдегидные пенопласты.

По сравнению с волокнистыми утеплителями пенопласты применяются в значительно меньших объемах. Однако, в последние годы в связи с изменением требований к термическому сопротивлению ограждающих конструкции, объем производства пенопластов значительно возрос и продолжает расти. Это в первую очередь обусловлено значительно меньшими в сравнении с другими утеплителями удельными капитальными затратами на организацию их производства. Очевидно, в ближайшие годы эта тенденция сохранится. Об этом свидетельствуют также многочисленные технические решения теплоэффективных наружных стен жилых зданий, выполненные с применением пенопластов.

Наиболее широко применяемым в отечественном строительстве пенопластом является пенополистирол. Объем производства беспрессового пенополистирола составит в 2002 г. около 1.8 млн. м³. Лидерами по производству пенополистирола в стране являются комбинат «Стройпластмасс» (г. Мытищи) и ТИГИ-Кнауф (г. Красногорск, Московская область; Колпино, Санкт-Петербург).

В г. Реже (Свердловская область) освоено первое в России производство экструдированного пенополистирола на отечественном оборудовании. Мощность производства 54 тыс. м³ в год на трех линиях. Этот материал обладает рядом преимуществ по сравнению традиционным, получаемым из полистирольного бисера прогревом его паром в замкнутом объеме. Это, прежде всего, закрытая пористость и, вследствие этого, минимальное водопоглощение, повышенная прочность. Долговечность экструдированного пенополистирола превышает 50 лет. Такой материал все больше вытесняет блочный пенополистирол в Западной Европе, США и Канаде. Очевидно, и в нашей стране этот материал имеет большое будущее.

Представляют интерес предлагаемые ООО «МиАндрСтрой» (г. Москва) несущие панели из жесткого вспененного полистирола с двухсторонним покрытием армированным стекловолокном. При прочности на срез 196 кПа и прочности на сжатие 0,25 Мпа панели хорошо работают на изгиб, упруги и отнесены по пожаробезопасности к группе В1 (трудновоспламеняемы).

Жесткий заливочный пенополиуретан производится в России главным образом для изоляции труб тепловых сетей. Крупнейшим заводом, производящим предизолированные пенополиуретаном трубы в полиэтиленовой оболочке, является СП «Мосфлоулайн». Завод оснащен оборудованием, поставленным голландской фирмой «Селмерс».

Кроме заливочных пенополиуретанов заводского изготовления достаточно широко применяются напыляемые композиции. С их помощью производят теплоизоляцию резервуаров нефтепродуктов и сжиженных газов, утепляют промышленные холодильники и строительные ограждающие конструкции зданий. Этот вид теплоизоляционных работ хорошо освоен такими известными российскими фирмами, как АО «Стройтеплоизоляция» (г. Москва), АО «Теплоизоляция» (г. Самара) и др.

В современных условиях, как существующие, так и перспективные нормы, можно обеспечить, используя утеплители на органической основе. Так, в трехслойных панелях существующего парка форм наилучшие результаты по сопротивлению теплопередаче получают, используя пенополистирол (2,07-3,9 м²°С/Вт), фенольно-резольиый пенопласт (2,03 - 3,85 м°С/ Вт), плиты из минеральной ваты (2,29-3,2 м² °С/Вт).

Для возведения стен и покрытий одноэтажных производственных зданий применяют панели унифицированные бескаркасные двухслойные (ТУ 480-1-166-92). Панели изготавливаются непрерывным способом, включающим формование металлической глубоко гофрированной облицовки и вспенивание композиционной новолачной смолы в этой облицовке (АО Стройперлит, г. Мытищи). При ширине 1219 мм панели могут иметь длину от 2400 до 7200 мм. Они легки: 1 м² плиты весит 18.5 кг. По боковой грани плиты имеют герметичный замок. Тем же предприятием выпускаются плиты теплоизоляционные из перлитопластбетона. Являясь, по сути, наполненным пенопластом, этот утеплитель работает при температуре от - 60 до +130 °С. Плиты изготавливаются трех сечений: 1000х40 мм, 1000х50 мм, и 1200х50 мм. Длина определяется заказчиком в пределах 1,5-3,5 м. Все оборудование отечественного производства.

Из теплоизоляционных конструкций на полимерной основе представляют интерес, разработанные ЦНИИПроектлегконструкция и выпускаемые АО «Мопопанель» (г. Талдом, Московской области) кровельные панели полной заводской готовности (ТУ 5284-101-04614443-97). В качестве теплоизоляционного слоя в панелях применен пенопласт пенорезол.

В течение последних лет на рынке России появился новый полимерный утеплитель для строительства - карбамидный пенопласт, получивший торговое название пеноизол. Разработчиком материала и оборудования для его производства является подмосковный Научно-технический центр «МЕТТЭМ» (г. Балашиха). Пеноизол представляет собой материал, изготовленный беспрессовым способом и без термической обработки из пенообразующего состава, включающего полимерную смолу, пенообразователь, воду и специальные модификаторы. Сырьем для производства пеноизола служат дешевые и недефицитные российские компоненты. Хорошие теплофизические характеристики материала, возможность приобретения у разработчика комплекта оборудования по его производству способствовали достаточно быстрому распространению пеноизола в стране. Так, газожидкостные установки НТЦ «МЕТТЭМ» - ГЖУ - 1 сегодня работают в строительных организациях Московской области, Санкт-Петербурга, Минска, Кирова, Новосибирска, Сыктывкара, Сургута, Владикавказа, Кемеровской, Мурманской, Омской областей, в Татарстане и других регионах России. В настоящее время «МЕТТЭМ» много внимания уделяет вопросу долговечности пеноизола.

Разработчики и производители рекламируют этот материал, предлагая широко использовать его в жилищном и промышленном строительстве. Однако, есть ряд аспектов, связанных с природой этого материала, которые заставляют очень осторожно оценивать его долговечность особенно в условиях увлажнения, как сорбционного, так и капельного.

Кроме того, его внешнее сходство с мипорой дает возможность недобросовестным производителям выдавать за пеноизол некачественный, недолговечный материал.

В последнее десятилетие за рубежом получило развитие производство эластичных утеплителей для теплоизоляции труб, инженерных коммуникаций жилых и производственных зданий из вспененного синтетического каучука и пенополиэтилена. Такую продукцию на российском рынке предлагают фирмы Armstrong (США), Termaflex (Нидерланды), L'lsolante K-Flex (Италия) и др.

Теплоизоляция из вспененных полимерных материалов изготовляется в виде труб и листов. Трубчатые оболочки применяются для теплоизоляции стальных, медных и пластмассовых трубопроводов с наружным диаметром от 6 до 160 мм. Толщина изоляционного слоя составляет 6-32 мм. Для теплоизоляции труб большого диаметра, соединительных деталей, арматуры, трубопроводов некруглого сечения и оборудования выпускаются плоские листы и рулоны различной толщины, в том числе с клеевым слоем.

Плотность изоляции из вспененного полиэтилена составляет 33-40 кг/м³, из вспененного каучука - 65-80 кг/м³, из вспененного полиуретана - 25 кг/м³. Количество закрытых пор у таких утеплителей должно быть не менее 90%.

В зависимости от марки теплоизоляционные материалы используют в диапазоне температур от -200 до +175 °С, т. е. они применимы для теплоизоляции не только систем отопления, водоснабжения и кондиционирования, но и технологических трубопроводов.

Изоляция из вспененных полимеров технологична, химически и водоустойчива, способна обеспечить экономию до 70% тепла, а также надежную защиту трубопроводов от запотевания и образования конденсата при сохранении собственных параметров в течение длительного времени.

Компания Armacell производит и реализует на российском рынке такие теплоизоляционные материалы, как Armaflex на основе вспененного каучука (трубки и листы), Tubolit (полиэтиленовая изоляция труб) и оболочки труб, известные как ОКА материалы.

Итальянская фирма L'lsolante K-Flex - один из ведущих производителей изоляционных материалов на основе вспененных каучуков K-Flex. Благодаря равномерной мелкоячеистой закрытопористой структуре изоляция K-Flex характеризуется высокими теплоизолирующей способностью (теплопроводность 0,04 Вт/(м-К) и коэффициентом сопротивления водяному пару (> 5000). Толщина изоляции 6-12 мм. Вспененный каучук K-Flex обладает высокой адгезией к приклеивающим составам (эффект холодной сварки) и предназначен для изоляции поверхностей любого типа.

Продукция наиболее высокого качества представлена на российском рынке зарубежными производителями: «Thermaflex» (вспененный полиэтилен), «Armstrong» (вспененный синтетический каучук). Такой теплоизоляционный материал поставляется в виде полых труб, готовых для монтажа, и в виде листового материала, свернутого в рулоны (иногда в нарезанных листах). Основными достоинствами этой продукции являются низкая теплопроводность (1=0,033... 0,039 Вт/мК при 10 °С), высокое сопротивление проникновению пара (m=3000...7000) и стабильность всех теплофизических характеристик в период эксплуатации. Изоляция типа «Thermaflex» не пропускает влагу и имеет высокую химическую устойчивость. С появлением вспененных материалов открылись новые возможности для систем холодоснабжения и морозильного оборудования, как правило, наиболее энергоемких и сложных в обслуживании.

Очевидное преимущество этих теплоизоляционных материалов заключается в возможности быстрого, чистого и надежного монтажа. Таким образом, трудозатраты по изоляции систем отопления, кондиционирования, водоснабжения и канализации могут быть снижены в 4 и более раз. В этом случае нет необходимости в дополнительных покровных слоях, а также в антикоррозийном покрытии труб. Долговечность всей системы значительно увеличивается.

К сожалению, отечественное производство вспененного полиэтилена пока сильно отстает по качеству и не может удовлетворять современным требованиям по энергоэффективности. Хотелось бы надеяться на то, что знания наших специалистов, подкрепленные серьезными капиталовложениями, позволят создать российский высококачественный вспененный изоляционный материал.

В отечественной и зарубежной промышленности и строительстве все большее развитие получают теплоизоляционные материалы с отражающим покрытием (отражающая изоляция). На отечественном рынке теплоизоляционных материалов представлены различные утеплители, дублированные алюминиевой фольгой толщиной от 7 до 30 мкм. Среди них особое место занимают такие материалы, работающие по принципу отражающей изоляции, как Пенофол, Армофол, самоклеящаяся алюминиевая лента.

Пенофол - это тепло-, шумо- и пароизоляционный материал с высоким коэффициентом отражения излучаемой тепловой энергии. Он состоит из одного или двух слоев алюминия толщиной 12-30 мкм и слоя вспененного полиэтилена. Плотность материала 44 кг/м³, толщина 3-10 мм, ширина 600 и 1200 мм, теплопроводность 0,038 Вт/(м-К), звукопоглощение не менее 32 дБ. Пенофол повышает теплозащитные свойства конструкций без увеличения их объема. Он используется как в качестве самостоятельной теплозвукоизоляции, так и совместно с другими изоляционными материалами. Являясь пароизолятором, он полностью заменяет в ограждающих конструкциях дополнительную изоляцию. Однако, на наш взгляд, к декларируемым разработчиками свойствам следует относиться весьма осторожно, т.к. в стационарных процессах теплопередачи при достаточно низких температурах, а в таковых работает большинство конструкций тепловой изоляции, доля лучистой составляющей пренебрежимо мала.

Армофол - это полимерная сетка с одно- или двухсторонним покрытием из алюминиевой фольги. Самоклеящаяся алюминиевая лента предназначена для проклейки швов при использовании Пенофола и Армофола.

Из вспененного полиэтилена завод выпускает изделия марки Энергофлекс - трубки, рулоны, шнуры. Плотность изделий 25 кг/м³, теплопроводность 0,038 Вт/(м-К). Они предназначены для систем вентиляции, кондиционирования, водоснабжения и отопления при температуре от -40 до +100 °С.

Российская фирма "ТИКО", занимающаяся разработкой и внедрением новых технологий, материалов и приборов, организовала серийное производство теплоотражающего состава "Жидкая фольга" и нового утеплителя Полиал с теплоотражающим покрытием из "Жидкой фольги".

После нанесения на любую поверхность "Жидкая фольга" образует эластичное пленочное покрытие с теплоотражающими свойствами, аналогичными свойствам медной и алюминиевой фольги. Покрытие характеризуется хорошей адгезией к различным материалам (ткань, бумага, резина, пленки, дерево, кожа, металлы и др.), влагонепроницаемостью, температуроустойчивостью (от -60 до +150 °С), долговечностью, экологической чистотой (возможен контакт с пищевыми продуктами).

"Жидкая фольга" является хорошим герметиком и антикоррозионным материалом.

Полиал - это утеплитель плотностью 34 кг/м³ на основе пенополиэтилена с эластичным покрытием из "Жидкой фольги". Он отличается эластичностью, влагонепроницаемостью, температуроустойчивостью (от -60 до +75°С), маслобензостойкостью, долговечностью, экологической чистотой. Полиал применяется для утепления дачных домов, бытовок, гаражей, лоджий, фундаментов, инженерных коммуникаций и т. д. Его можно укладывать под любое напольное, потолочное и стеновое покрытие. Крепление Полиала осуществляется с помощью клея или механическим способом.

На основе полиэтилена высокого давления, а также сополимера сэвилен ОАО "Ижевский завод пластмасс" выпускает эластичный вспененный материал марки Изолон. Благодаря закрытой пористой структуре он характеризуется не гигроскопичностью и высокими теплоизоляционными свойствами (при плотности 33 кг/м³ теплопроводность составляет 0,031-0,032 Вт/(м-К). Изолон выпускается толщиной 1-50 мм и поставляется в листах и рулонах шириной до 1,6 м. Он используется для дополнительного утепления зданий, в системах водоснабжения, кондиционирования и вентиляции, в холодильном оборудовании и др. Могут быть изготовлены материалы с огнегасящими добавками (группы горючести Г1 и Г2), а также дублированные фольгой, металлизированной пленкой, тканями и др. Изолон успешно заменяет импортные материалы, традиционно используемые в качестве подложек под ламинированный паркет, демпфирующих гидроизоляционных мембран и т. п.

Один из вариантов отражающей теплоизоляции марки Фольгоизолон-Л предлагает ООО "Тизома". Фольгоизолон-Л представляет собой экструзионный пенополиэтилен Изолон, термически дублированный металлизированной лавсановой пленкой. Материал имеет закрытопористую масло-, бензо-, влагостойкую структуру и одновременно выполняет функции пароизоляции и ветрозащиты. Коэффициент теплопроводности материала составляет 0,031-0,036Вт/(мК). Температурный режим эксплуатации этого материала от -60 до +95°С.

Эффективные утеплители марки Фольма производит ОАО "Тверьстеклопластик". Фольма представляет собой комбинированный материал на основе вспененного полиэтилена, стеклохолста или стеклоткани с покрытием из алюминиевой фольги. Материал характеризуется экологической чистотой, минимальными теплопотерями при небольшой толщине (принцип термоса), устойчивостью к воздействию УФ-излучения, звукопоглощающей способностью, не подвержен коррозии и гниению. В зависимости от марки материала его толщина колеблется от 0,2 до 10 мм, теплопроводность - от 0,038 до 0,057 Вт/(мК), температура применения - от -60 до +130 °С. По горючести Фольма относится к группе Г1, по воспламеняемости - к группе В1 (по ГОСТ 30244-94).

Материал предназначен для утепления стен, полов, потолков, кровли и т. п., для изоляции в системах "Теплый дом", а также в системах отопления, водоснабжения и вентиляции.

ЗАО "ККИП" производит рулонные теплоизоляционные материалы Фомисол и Изобабл. Эти влаго- и паронепроницаемые теплоизоляционные материалы представляют собой вспененный или пузырьковый полиэтилен с отражающим покрытием из металлизированной полипропиленовой пленки или из защищенной алюминиевой фольги. Они характеризуются высоким термическим сопротивлением и могут быть использованы во всех случаях, когда возникает необходимость сохранения тепла или холода.

Погонажные изделия марки Вилатерм из вспененного пищевого полиэтилена с мелкоячеистой закрытопористой структурой выпускает ОАО "Стройдеталь". Эти изделия изготовляются в виде труб (сплошного сечения и с отверстиями) диаметром 30-80 мм, длиной 3-6 м, а также в виде листов и полос размером 70х70, 100х70 и 200х8 мм. Изделия предназначены для уплотнения стыков ограждающих конструкций сборных и монолитных зданий и их элементов, изоляции систем водоснабжения и холодильного оборудования, звукоизоляции междуэтажных перекрытий и полов, демпфирования и амортизации напряжений.

Повышенный спрос на эффективные утеплители для строительства вызвал всплеск активности разработчиков и производителей теплоизоляционных материалов. Ряд разработок при соответствующем доведении могут найти своего потребителя. К таким материалам на органической основе можно отнести юнипор (ВНИИЖелезобетон), геокар (ГИ Тверьгражданпроект и Бежецкий механический завод).

Геокар - теплоизоляционный материал, в котором древесные опилки связаны мелкодиспергированным торфом. Этот материал, не смотря на то, что он, безусловно горюч, обладает рядом достоинств, особенно в сельском строительстве: простота технологии, доступность исходных материалов, экологическая чистота и дешевизна.

При хороших теплотехнических показателях удельные капитальные затраты на строительство мощностей по производству пенопластов меньше, чем для других теплоизоляционных материалов. Меньшей получается и стоимость одного кубического метра пенопластов по сравнению с неорганической теплоизоляцией. Необходимостью удовлетворения потребностей строительства с меньшими затратами и объясняется в наше кризисное время увлечение пенопластами. Вместе с тем, если учитывать пожаробезопасность зданий, их долговечность, стабильность теплотехнических и физических свойств во всем периоде их эксплуатации, приоритет должен быть отдан неорганическим утеплителям.

3. Теплоизоляционные материалы на неорганической основе

Утеплители на неорганической основе, а к ним, безусловно, относятся и рассмотренные выше волокнистые теплоизоляционные материалы из минерального и стекловолокна, являются доминирующими в решении вопросов теплозащиты зданий и оборудования. Это объясняется их экологической чистотой, пожаробезопасностью н долговечностью.

Наибольшее распространение в строительстве получили теплоизоляционные бетоны, как газонаполненные (пенобетон, ячеистый бетон, газобетон), так и на основе легких заполнителей (керамзитобетон. перлитобетон, полистиролбетон и т.п.).

Наиболее активно в настоящее время развиваются газонаполненные бетоны. Производство ячеистых бетонов организовано практически во всех регионах России. Этому способствует простота технологии, доступность сырьевых материалов, относительно невысокая стоимость и хорошие теплоизоляционные свойства. В настоящее время действует около 40 заводов, цехов и установок, более 20 строятся или расширяются.

В последние годы нашло применение строительство малоэтажного жилья из монолитного пенобетона, или из крупных элементов, изготавливаемых на месте строительства. В связи с ростом в последние годы стоимости энергии увеличивается удельный вес безавтоклавных ячеистых бетонов - пенобетонов.

Примером использования теплоизоляционного пенобетона в мировой практике является опыт немецкой фирмы «Неопор». Эта фирма с 1975 года внедрила свою технологию пенобетона в 40 странах мира. Эта и подобная технология получила распространение в таких странах мира как Германия, Швеция, США, Южная Корея и др.

Неопор-бетон легкий ячеистый бетон, полученный в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, поды и пены, образованной с использованием протеинового пеноконцентрата. Заданная плотность бетона достигается изменением соотношения компонентов.

Построены тысячи домов и сооружений, в которых Неопор-бетон использовали для утепления крыш (средняя плотность бетона 80--400 кг/м³), для заполнения пустотных пространств (выработанные шахты, канализационные системы н др., плотность 600-1000 кг/м³). для изготовления стеновых блоков, плит н панелей (плотность 700 - 1400 кг/м³). Есть опыт применения Неопор-бетона на ДСК и заводах ЖБИ России.

Акционерное общество «Новостром», входящее в состав ЗАО «Корпорация стройматериалов», с 1992 г. разрабатывает отечественный вариант технологии теплоизоляционного пенобетона, который не уступает по своим характеристикам Неопор-бетону, а по доступности пенообразователя и стоимости оборудования значительно превосходит немецкий вариант. Это достигнуто за счет использования ноу-хау и патентов отечественных отраслевых институтов и организаций: АО «Новостром», НИИСМ (Киев), МГСУ, ВНИИСтром п др.