Стремление строить экологические объекты характеризуется различными подходами — ограничением использования сырьевых ресурсов, минимизацией загрязнений окружающей среды, повышением энергетической эффективности и т.д. Тем не менее, остаётся под вопросом традиционный элемент строительной сферы – изоляция. Этому элементу уделяется пристальное внимание. Зачастую проявляются разногласия среди специалистов строительной индустрии, когда требуется выбор — изоляционные материалы, как эффективные продукты под сооружение объектов.
СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :
Рабочая энергия по изолирующим способностям
На текущий момент времени методы экологичного строительства считаются приоритетными, если сохраняется рабочая энергия с точки зрения изолирующей способности.
Теоретически, чем выше параметр «R» (коэффициент тепловой устойчивости), тем больше экономится энергии (в зависимости от климата). Тем не менее, повышенное внимание к характеристикам изоляционных материалов (в частности, внутренним экологическим свойствам) указывает на две проблемы.
Имеются в виду проблемы по отношению к наиболее распространенным типам изоляционных продуктов:
- Воплощённая энергия.
- Токсичность.
Вспененный полистирол, экструдированный полистирол и полиуретан с закрытыми порами являются производными переработки нефти. Эти изоляционные продукты обладают высокой воплощенной энергией и включают в процесс обработки экологически сомнительные ингредиенты:
- бензол,
- стирол,
- хлорфторуглероды.
Другие изоляционные продукты, подобные стекловолокну или минеральной вате, состоят в основном из нетоксичных веществ (стекловолокна, базальтовые волокна). Тем не менее, требуют измеримого количества обработки. Углеродный след этих изоляционных разработок, как правило, ниже, чем у изоляции на основе ископаемого топлива.
Необходимость совершенства строительной изоляции
Несмотря на широкое распространение отмеченных изоляционных изделий и остающиеся актуальными перспективы производства, очевидным видится факт совершенства. Необходимо стремиться к более высоким экологическим показателям, как относительно фазы воплощения, так и на эксплуатационном уровне жизненного цикла изоляционного продукта.
Биологические материалы, например, целлюлоза или изоляция на основе древесного волокна, вполне соответствуют стандарту совершенства, особенно когда используется большой процент вторичного сырья.
Целлюлозная изоляция, как правило, состоит на 80% из переработанной бумаги, остальными компонентами являются огнезащитные и связующие вещества. Проведённые расчёты по самым последним статистическим данным лесной и бумажной промышленности показывают результат работы.
Примерно 500 000 кг бумаги тратятся каждые 10 минут на производство изоляционных изделий. Полученной продукции достаточно на изолирование около 200-250 энергетически эффективных зданий.
Воплощённый углерод в составе изоляционных продуктов
Несмотря на тот факт, что целлюлоза имеет более низкое значение «R» по сравнению с полиуретаном, при одинаковой толщине изоляции важно учитывать сочетание изолирующей ценности и углеродного следа.
Достаточно интересную картину показывают исследования 2017 года, опубликованные журналом «Energy Efficiency». Там сравнивается воплощенный углерод в составе различных изоляционных продуктов.
Анализ углеродного следа исследуемых веществ учитывал одинаковую изолирующую способность. Иными словами — одинаковое значение «R», независимо от количества требуемого материала.
Результаты исследования показали — переработанная целлюлоза превзошла все небиобазированные продукты.
Еще одним знакомым продуктом (особенно за рубежом) выступает переработанная джинсовая изоляция. Так, американская компания «Bonded Logic» производит изоляцию «UltraTouch» из 80% переработанных синих джинсов.
Специалисты «Bonded Logic» насыщают волокна материала боратами, обеспечивая таким способом уровень огнестойкости класса «А», а также сопротивляемость росту грибков и плесени. Продукт не содержит химических раздражителей (канцерогенов), как некоторые другие виды изоляции.
Древесные волокна как эффективная теплоизоляция
Древесные волокна также успешно используются для утепления зданий. Например, немецкой фирмой «Gutex» создаются жёсткие древесноволокнистые плиты.
Продукт изготовлен на основе вторично переработанной древесной щепы, произведенной из устойчиво управляемых лесов. По данным компании рецепт следующий:
- 95% переработанной ели / пихты,
- 4% полиуретановой смолы,
- 1% парафина.
Такой набор ингредиентов делает углеродный след в материале, по сути, отрицательным. По причине высокой водонепроницаемости, изоляция «Gutex» служит не просто изоляцией, но атмосферостойким барьером.
По словам специалистов компании, благодаря добавлению таких панелей снаружи, здание получает привлекательную облицовку, защиту от атмосферных воздействий и ветра.
Исследования также показывают аналогичные положительные результаты для изоляции на основе древесного волокна. При этом сорт с низкой плотностью демонстрирует малый углеродный след.
Изоляционные материалы на биологической основе
Учеными университетов Бата, Брайтона (Англия), совместно с представителями французской инженерной школы «UniLaSalle» (Руана), изучаются материалы на биологической основе для потенциального использования в качестве изоляции зданий. В частности, оцениваются несколько видов сырья, включая:
- переработанное постельное бельё,
- пшеничную солому,
- кукурузные стебли,
- конопля и др.
Каждый из этих материалов также является массовой формой отходов. По словам исследователей, ежегодно отправляется в утиль около 62 000 метрических тонн одеял и подушек, особенно из хозяйств медицинских учреждений. Производство пшеничной муки бизнесом Великобритании даёт около 7 миллионов метрических тонн соломы, половина из которой попросту выбрасывается.
Эти, практически 4 млн. тонн соломы допустимо использовать для строительства (изоляции) более 500 000 новых домов. Такой подход, в принципе, позволяет решить проблему нехватки жилья для граждан Великобритании в течение пяти лет. Стебли кукурузы также допустимо использовать более эффективно – производить изоляцию на основе этого растительного компонента.
Ежегодно при производстве кукурузного зерна (около 420 000 метрических тонн) выбрасывается внутренняя часть стебля растения. Исследовательская группа разработала серию строительных модулей – изоляции, которая в настоящее время проверяется на изолирующие способности и влагопроницаемость.
Предпочтительные изоляционные материалы
Рынок для небиобезопасной теплоизоляции зданий (получаемый из нефти, стекла или минералов) создан давно и устойчиво работает. Однако все эти продукты требуют дальнейшего изучения с точки зрения экологической безопасности.
Синтетические или пластиковые изоляционные материалы имеют худшие характеристики по сравнению с натуральными материалами, учитывая общую оценку воздействия на окружающую среду.
Безусловно, изоляция из натуральных волокон должна обладать достаточной защитой от огня и устойчивости к вредителям и плесени. Кроме того, многие переработанные исходные материалы требуют специальной подготовки, чтобы обеспечивалась работа такой изоляции в соответствии с ожиданиями.
Тем не менее, если рассматривать материальное здоровье и воплощенный углерод в сочетании с изоляционной ценностью, повторно используемые материалы на основе «био», явно видятся предпочтительными.