Человек использовал древесину на протяжении тысячелетий для многих целей, в первую очередь в качестве топлива, а также в качестве строительного материала, для изготовления инструментов, оружия, мебели, тары, произведений искусства, бумаги, жилищ. Отходы деревообрабатывающей промышленности тоже шли на пользу человечеству. Если говорить об утеплителях, то, конечно, первыми на ум приходят опилки. Но это не единственный утеплитель на основе древесных волокон. Давайте рассмотрим эти материалы чуть подробнее.

 

Опилки

    Опилки - древесные частицы, образующиеся как отходы пиления, разновидность измельчённой древесины. Длина частиц опилок зависит от типа и технологических параметров режущего инструмента, в результате работы которого они образованы. Не следует путать опилки со щепо́й, которая вырабатывается специально.

Опилки являются отходами деревообрабатывающей промышленности, однако они нашли широкое применение в качестве топлива, для изготовления прессованных промышленных изделий, подстилки для животных (зачастую при смешивании с торфом или соломой), в качестве мульчирующего материалаили как субстрат для мицелиев, и в том числе, как утепляющий материал.

     Опилки содержат около 70 % углеводов (целлюлоза и гемицеллюлоза) и 27 % лигнина. Баланс химических веществ: 50 % углерод, 6 % водород, 44 % кислород и около 0,1 % азот.

     В качестве утеплителя опилки используются наверное, с момента изобретения пилы и по сей день. Во времена СССР, в связи с хроническим недостатком любых строительных материалов опилки широко применялись для утепления стен и перекрытий в частном домостроении и не только. Постепенно от них стали отказываться в связи с широким распространением других утеплителей, повышением требований к энергосбережению, ростом цен на топливо. Я жил одно время (1990-2000гг) в маленьком городке в Смоленской области в частном доме. Дом был построен где-то в 80-х, и чердачное перекрытие было утеплено 30 см опилками. Они хорошо там просохли, слежались, и в общем-то, представляли собой неплохой утеплитель. В городке была своя лесопилка и там всегда было полно опилок. Их никак не использовали и местное население бесплатно их использовало кто во что горазд на протяжении десятилетий! Основное преимущество опилок - их низкая стоимость. Правда, в последнее время промышленность научилась, наконец, использовать и этот побочный продукт для изготовления топливных брикет, арболита (древобетона) а также и специфических древесных плит утеплителей. 

Использование опилок в чистом виде имеет несколько минусов:

• Опилки - легкогорючий материал. Без дополнительных пропиток материал легко воспламеняется.

• К тому-же в чистых опилках с удовольствием заведутся различные грызуны.

• Влажность опилок имеет не менее важный фактор, по причине которого есть опасность поражения каркаса деревянного дома грибком и гнилью. Во многих книгах к опилкам рекомендуется добавлять 5 % строительного гипса, для превращения их в твердый заполнитель термолит. Но из-за того что гипс быстро схватывается работать с ним сложно, смесь приходится готовить в очень маленьком объеме, что существенно увеличивает время и трудозатраты.

• Первоисточник опилок тоже влияет на их свойства. Прежде всего, нужны опилки или мелкая древесная стружка именно от распиловки или обработки древесины, и фракция опилок должна быть относительно крупной. То есть опилки мебельного производства, полученные в результате распила ДСП, МДФ, ОСБ и прочих материалов в которых используют связующие материалы использовать для утепления стен нельзя! Как по экологическим причинам, так и из-за того что их фракция слишком мала - практически это пыль.

• Невысокая эффективность, в связи с чем нужно делать весьма толстый слой утеплителя для достижения хорошего показателя теплоизоляции. Так, для достижения коэффициента теплосопротивления конструкции R=2.94C·м²/Вт   (требования для Минска) нужно 58см сухих опилок. Если же они намокнут, то коэффициент R такой стены может снизиться до 0,63 C·м²/Вт.

Характеристики сухих древесных опилок:

• плотность 220 - 420 кг/м³,  влажные 320 - 580 кг/м³.

• влажность 8 - 15%.

• коэффициент парусности 0,13-0,8.

• коэффициент теплопроводности 0,07 - 0,93 Вт/(м·K), растёт с ростом плотности и влажности.

• группа горючести Г3 (на основе испытательных данных отсюда)

• характерный размер до 50мм.

 

   В частном домостроении опилки используют в основном для изготовления арболита. Но древесину можно не только на опилки пустить. Как обычно, новые и интересные утеплители придумывает, патентует и продаёт Европа.

 

Арболит

 Арболит (от фр. arbre «дерево»), это лёгкий бетон на основе цементного вяжущего, органических заполнителей (опилки, дроблёная солома, лён, конопля, до 80-90 % объёма) и химических добавок. Также известен как древобетон. Для минерализации наполнителя используют хлорид кальция (пищевая добавка E509), нитрат кальция, жидкое стекло или иные вещества, блокирующие негативное действие органических веществ на затвердевание цемента. В связи с использованием в первую очередь цемента, как весьма неэкологического в процессе изготовления материала (из за больших выбросов загрязняющих веществ в атмосферу), да и остальные компоненты сложно отнести к совершенно безопасным, я не буду рассматривать арболит в статье об экологически чистых утеплителях. Арболит будет представлен в группе тёплых бетонов.

 

Древесная Вата

   Для описания этого и следующих видов утеплителя я использую рекламную информацию фирмы STEICO, не потому, что я её продаю, или получил деньги за рекламу=), а потому что призводителей этой продукции не так много, а проверенной информации ещё меньше. Тут я, по крайней мере, буду использовать информацию непосредственно от производителя. Моя цель - обзор разнообразных видов утеплителей. 

Презентационный каталог можно посмотреть здесь - полная информация от производства, ассортимента, характеристик и до сертификатов.  Итак:

    STEICO WoodFlex – материал из натурального древесного волокна черпает свои отличные изоляционные свойства из самой природы. Так же, как и древесина, маты WoodFlex имеют высокий коэффициент удельной теплоемкости (2100 Дж/кг·К). Это практически в два раза превышает подобный показатель для минеральной ваты. Благодаря этому каждое отдельное древесное волокно, из которого изготавливается WoodFlex, может сохранять большое количество тепла. Чтобы тепло сохранялось как можно дольше, древесная вата WoodFlex  имеет высокую плотность (до 50 кг/м³).  Сочетание свойств, таких как: низкий коэффициент теплопроводности (λ=0,038 Вт/м·К), значительный коэффициент теплоемкости наряду с высокой плотностью материала придают WoodFlex уникальную способность защиты помещений от потери тепла зимой и нагрева крыши и стен летом, даже в самые жаркие дни.

   Кроме хороших теплоизоляционных способностей, древесные волокна материала WoodFlex способны впитывать и испарять влагу в объемах, составляющих до 20% от собственного веса, без потери теплоизолирующих свойств, тем самым регулируя микроклимат в помещении. Для WoodFlex эта величина может достигать 10 л/м³ влаги. 

   Важно отметить, что в разрезе большинство изоляционных материалов выглядят идентично: соединенные между собой волокна (стеклянные, каменные, древесные), образующие в материале воздушные поры. При контакте с влагой механизм поведения разных видов изоляции несколько различается и приводит к интересному результату. Как известно, стекло и камень имеют ограниченную способность к абсорбции влаги. В дополнение к этому поглощенные стеклянными и каменными волокнами пары воды снижают у этих материалов значение величины λ, за которое собственно и платил деньги потребитель. В случае с WoodFlex, влага впитывается древесными волокнами, а воздушные поры между ними остаются неизменными. В результате потребитель получает длительный и стабильный «теплоизоляционный комфорт» на многие годы.

Основные характеристики следующие:

• Эластичные маты для теплоизоляции, не оседающие со временем вследствие высокой плотности;

• Имеет низкий коэффициент теплопроводности (λ=0,038 Вт/м·К)

• Характеризуется простотой установки, плотно заполняет пространство между конструктивными и инженерными элементами;

• Обладает хорошим сопротивлением сжатию;

• Благодаря эластичности, WoodFlex  при расширении плотно заполняет полости, в которые его помещают;

• Препятствует образованию «тепловых мостиков»;

• Вследствие высокой теплоемкости проявляет идеальные изоляционные свойства зимой и летом (2100 Дж/кг·К);

• Диффузионно открытые маты, благодаря способности адсорбции избыточной влаги (паров) регулируют микроклимат в помещениях, не утрачивая при этом изоляционных свойств (до 20% от собственного веса);

• Высокая плотность и особенности структуры древесных волокон придают WoodFlex хорошие звукоизоляционные свойства (до 50 кг/м³);

• Материал не вызывает аллергию и не раздражает глаза и кожу;

• Не содержит химических добавок, отсутствует эмиссия формальдегида;

• Не распространяют огонь. В случае возгорания образующаяся зола перекрывает доступ кислорода;

• Экологически чистый продукт способный к вторичной переработке.

 

Засыпная изоляция STEICO zell

   Еще один замечательный продукт той же фирмы - STEICO zell - применяется в качестве экологически чистой натуральной засыпной изоляции из древесного волокна и используется в конструкциях стен, перекрытий, крыш; идеально подходит для быстрого заполнения труднодоступных мест и полостей. Материал STEICO zell также можно применять при изготовлении конструкций стен и/или крыш сборных домов на производственных линиях.                           Продукция STEICO zell состоит из калиброванных гидрофобизированных древесных волокон, которые заполняют все свободное пространство в конструкциях при задувании с помощью специального оборудования или засыпании вручную.  Для получения  плотного слоя теплоизоляции древесные волокна под  давлением задуваются в закрытые пространства или полости. Каждое из этих волокон включает в себя достоинства натуральной древесины: прочность, стабильность характеристик и очень хорошие теплоизоляционные свойства.

  Использование STEICO zell возможно как в вертикальных конструкциях стен, так и в качестве свободно расположенного теплоизоляционного материала на горизонтальных, сводчатых или легко наклоненных поверхностях, между стропилами или балками кровли. Независимо от того используется ли материал в новом строительстве или при ремонте старых зданий, является ли конструкция деревянной или какой-либо иной легкой конструкцией - STEICO zell позволяет создать качественную, экономически выгодную и самое главное - экологически безопасную теплоизоляцию. При работе с изоляцией из древесного волокна STEICO zell не образуются отходы, а небольшие остатки материала можно компостировать без угрозы для окружающей среды. Для удобства доставки STEICO zell упаковывается под вакуумом в специальные мешки, и компактно укладываются на паллетах. 

Основные характеристики: 

• Вес упаковки 15кг;

• Плотность упаковки 125 кг/м³;

• Рекомендуемая объёмная плотность нанесения 32 - 45 кг/м³;

• Коэффициент сопротивления диффузии водяного пара  μ  1 - 2;

• Теплоёмкость 2100 Дж/кг·К;

• Коэффициент теплопроводности λ  0,040 Вт/м·К.