Vật liệu cách nhiệt là gì? Các loại vật liệu cách nhiệt

Vật liệu cách nhiệt là một phần không thể thiếu trong xây dựng và công nghiệp. Đặc biệt ở Việt Nam chúng ta với thời tiết thay đổi liên tục cần có các loại vật liệu cách nhiệt tốt. Vậy cụ thể vật liệu cách nhiệt là gì? Vật liệu cách nhiệt bao gồm những loại nào? Ưu điểm và nhược điểm của các loại vật liệu cách nhiệt trong công nghiệp hiện nay. Cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết ở bài viết dưới đây nhé các bạn

Tìm hiều về vật liệu cách nhiệt

Vật liệu cách nhiệt là gì?

Vật liệu cách nhiệt là các loại vật liệu được sử dụng tạo nên lớp vỏ cách nhiệt giúp giảm thiểu sự truyền nhiệt hoặc thất thoát nhiệt trong các công trình xây dựng hoặc trong các nhà máy yêu cầu phải đảm bảo cách nhiệt hoàn toàn

Giá trị cách nhiệt R

Vật liệu cách nhiệt là các loại vật liệu được sử dụng để ngăn nhiệt độ từ môi trường từ bên ngoài hoặc ngăn nhiệt độ thất thoát ra ngoài môi trường. Chính vì vậy không phải loại vật liệu nào cũng có thể sử dụng để làm vật liệu cách nhiệt được

Người ta sử dụng vật liệu cách nhiệt theo tiêu chuẩn hệ số R- Hàng số giá trị cách nhiệt, đây là giá trị biểu thị kháng nhiệt. Nội dung bài viết này chúng tôi chỉ giới thiệu sơ qua về hằng số R cách nhiệt

Vậy vật liệu cách nhiệt cần đáp ứng được tiêu chuẩn R≤ 0,157 W/m.0C. Đây là giá trị đã được nghiên cứu và các vật liệu cách nhiệt phải đáp ứng được thông số này mới được lựa chọn đưa vào sử dụng

Vật liệu cách nhiệt dùng để làm gì

Trong thời đại công nghiệp phát triển hiện nay trên toàn thế giới, kéo theo nhiệt độ môi trường tăng, biến đổi khí hậu đã làm nóng nhiệt độ trung bình của trái đất. Việc sử dụng các loại vật liệu cách nhiệt trong xây dựng hay sử dụng trong công nghiệp với đường ống và các thiết bị công nghiệp lại càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Sử dụng vật liệu cách nhiệt giải quyết được một số điểm mấu chốt như sau:

• Giúp cách nhiệt hoàn toàn nhiệt độ của môi trường bên ngoài ảnh hưởng tới môi trường bên trong như văn phòng, tòa nhà, nhà ở…
• Ngoài cách nhiệt ở các tòa nhà thì vật liệu cách nhiệt còn có khả năng cách âm rất tốt và cũng có một số loại vật liệu cách điện giúp an toàn và chống cháy nổ hiệu quả
• Vật liệu cách nhiệt giúp bảo vệ, chống nóng hiệu quả cho các thiết bị khác
• Sử dụng vật liệu cách nhiệt cho các tòa nhà, căn hộ giúp nâng cao sức khỏe, thể chất cho con người
• Ngoài ra nó còn giúp tiết kiệm năng lượng như điện, xăng, dầu, khí đốt…bởi giảm đi nhiệt độ phòng không cần thiết phải sử dụng nhiều đến các thiết bị làm mát, tiết kiệm năng lượng cũng như tiết kiệm thêm chi phí
• Trong công nghiệp thì vật liệu cách nhiệt giúp làm mát hệ thống nhà xưởng, cách nhiệt và chống ồn rất tốt
• Giúp cách nhiệt hiệu quả các đường ống hơi nóng, chống thất thoát hơi nóng ra bên ngoài làm giảm đi chi phí sản xuất và chi phí nguyên liệu sản xuất

Một số yếu tố để lựa chọn vật liệu cách nhiệt

Để lựa chọn loại vật liệu cách nhiệt sử dụng để vừa tiết kiệm, vừa phù hợp và hiệu quả nhất cho từng ứng dụng chúng ta cần quan tâm đến một số điểm lưu ý như sau:

• Lưu ý về tính dẫn nhiệt của vật liệu
• Cần chú ý đến độ ẩm có ảnh hưởng đến vật liệu hay không
• Cần lưu ý đến cường độ nén
• Khi lựa chọn thì yếu tố lắp đặt cũng cần phải quan tâm
• Lưu ý về độ bền của vật liệu, khả năng chống xuống cấp đo độ nén, độ ẩm, tính chất phân hủy…
• Dễ dàng thay thế khi hết tuổi thọ sử dụng của vật liệu
• Lưu ý đến yếu tố chi phí vật liệu để lựa chọn loại vật liệu phù hợp tránh lãng phí không cần thiết
• Ngoài ra còn lưu ý đến yếu tố độc tính có thể ảnh hưởng khi sử dụng hay không
• Đối với các tòa nhà, hệ thống có yêu cầu chống cháy nổ cao cũng cần chọn loại vật liệu phù hợp
• Cần cân nhắc đến yếu tố nhiệt độ và khí hậu của khu vực địa lý sử dụng
• Ngoài ra khi chúng ta sử dụng các loại vật liệu này cần quan tâm đến yếu tố môi trường đảm bảo vật liệu thân thiện, ít tác động xấu đến môi trường

Các loại vật liệu cách nhiệt trong công nghiệp và xây dựng

Vật liệu cách nhiệt dạng bọt

Vật liệu cách nhiệt dạng bọt hay còn gọi là xốp phun cách nhiệt. Đây là loại vật liệu được sử dụng nhiều và ưa chuộng hiện nay. Vật liệu này được sử dụng từ hỗn hợp gồm có  Bọt polyurethane và isocyanate, hai loại này được trộn lẫn và được sử dụng loại súng để phun ra ngoài sẽ nở ra dạng xốp. Xốp cách nhiệt dạng phun được phun lên các tấm bê tông, vào các hốc tường của bức tường chưa hoàn thiện, vào mặt bên trong của lớp sơn phủ, hoặc xuyên qua các lỗ được khoan trên màng bọc hoặc vách thạch cao vào hốc tường của bức tường đã hoàn thiện.

Ưu điểm của vật liệu cách nhiệt dạng bọt

• Do sử dụng dạng phun nên có thể luồn vào các khe tạo độ kín cao, ngoài khả nằng cách nhiệt còn có khả năng chống gió, chống rò rỉ, côn trùng và sâu bọ rất tốt
• Giảm tích tụ độ ẩm, giảm nấm mốc khi sử dụng
• Có thể lấp đầy khe hở giữa các bức tường với nhau mà không cần phá dỡ như sử dụng các loại vật liệu khác
• Ngoài khả năng cách nhiệt thì xốp phun còn cho khả năng cách âm tương đối tốt
• Tăng độ ổn định của kết cấu và cấu trúc sử dụng
• Dễ dàng thi công lắp đặt đơn giản
• Sử dụng được cho đa dạng các vị trí khác nhau, sử dụng ở các vị trí mà các vật liệu khác yêu cầu kết nối ổn định và chắc chắn. Có thể phun trực tiếp lên trên mái, thanh giằng, xà nhà…mà không cần phải sử dụng các kết cấu chắc chắn
• Trọng lượng nhẹ không ảnh hưởng nhiều tới cấu trúc của hệ thống

Nhược điểm của vật liệu cách nhiệt dạng bọt

• Điều đầu tiên khi sử dụng loại cách nhiệt dạng xốp phun đó là chi phí cao hơn so với các loại vật liệu cách nhiệt truyền thống
• Có thể thải ra khí độc khi cháy gây ảnh hưởng đến môi trường sinh thái
• Giá trị của hằng số cách nhiệt R sẽ giảm đi theo tuổi thọ thời gian sử dụng
• Có thể gây ra ngộ độc cho người thi công nếu không có đồ bảo hộ và mặt nạ khí

Bê tông cách nhiệt

Là dạng vật liệu sử dụng bê tông cách nhiệt được làm từ xốp tái chế đang được ứng dụng và sử dụng trong công nghiệp và xây dựng. Trong quá trình xây dựng người ta sử dụng loại vật liệu này để xây dựng các bức tường hoặc đúc kết cấu sàn bê tông có thể cách nhiệt

Tiêu biểu cho loại này là bê tông cách nhiệt ICF. Đây là một công nghệ được phát triển từ những năm 1960 và vẫn được ứng dụng và phát triển cho đến ngày hôm nay

Ưu điểm của bê tông cách nhiệt

• Khả năng cách nhiệt tương đối tốt
• Chống côn trùng tốt
• Có khả năng cách âm
• Kết cấu xây dựng chắc chắn và có độ bền cao
• Có khả năng chống cháy rất tốt
• Giúp giải quyết hiệu quả vấn đề tiết kiệm năng lượng ngay từ giai đoạn thi công ban đầu

Nhược điểm của bê tông cách nhiệt

• Chưa sử dụng nhiều và phổ biến tại Việt Nam
• Chi phí đầu tư ban đầu cao
• Đòi hỏi phải có kỹ thuật và tay nghề

Cách nhiệt dạng cách nhiệt cứng

Tấm cách nhiệt cứng hay còn gọi tấm xốp cách nhiệt được làm bằng polystyrene, polyisocyanurat và polyurethane. Hoặc nó cũng có thể làm bằng vật liệu dạng sợi thủy tinh, đá, xỉ len. Tấm cách nhiệt cứng được sử dụng để giảm đi nhiệt độ trong các tòa nhà, cửa hàng, căn hộ…

Tấm xốp cách nhiệt cứng được cung cấp với nhiều độ dày, chiều dài và mặt tiền khác nhau để nó có thể được tùy chỉnh để phù hợp với dự án của bạn. Thậm chí, có một số thương hiệu ván xốp còn có lớp giấy bạc trắng ngăn hơi nước ở mỗi bên để ngăn nước di chuyển qua nó, điều này cũng ngăn không cho nấm mốc hình thành.

Ưu điểm của tấm cách nhiệt cứng

• Là dạng vật liệu tấm cứng, có khả năng kháng nước kháng ẩm hiệu quả
• Ván polystyrene mở rộng là ván xốp duy nhất không sử dụng HCFC trong quá trình sản xuất.
• Tấm polystyrene mở rộng là tấm xốp rẻ nhất trên thị trường.
• Việc lắp đặt các tấm ván xốp có thể là một dự án tự làm đối với những người khéo tay có kinh nghiệm.

Nhược điểm của tấm cách nhiệt cứng

• Tấm cách nhiệt ở dạng tấm rời, khi thi công tạo ra các khe nên cần phải trám keo thật kỹ để ngăn gió và côn trùng
• Cần phải cắt gọt chính xác theo diện tích thi công và các khe vách tường
• Tấm polystyrene giãn nở có bọt khí có thể ngăn truyền nhiệt nhưng có thể đọng lại hơi ẩm, làm cho nó không hiệu quả để ngăn ngừa nấm mốc và nấm mốc phát triển.
• Tấm xốp polyisocyanurat có thể làm giảm khả năng cách nhiệt theo thời gian.

Kết cấu tấm cách nhiệt

Kết cấu tấm cách nhiệt SIP  thường được làm bằng các tấm OSB kẹp xung quanh một lõi xốp làm bằng polystyrene mở rộng (EPS), polystyrene ép đùn (XPS) hoặc bọt polyurethane cứng. Các vật liệu khác có thể được sử dụng để thay thế OSB, chẳng hạn như ván ép, ván ép được xử lý áp lực cho tường nền dưới cấp, thép, nhôm, tấm xi măng như Hardiebacker và thậm chí cả các vật liệu lạ như thép không gỉ, nhựa gia cố bằng sợi , và oxit magiê. Một số SIP sử dụng xi măng sợi hoặc tấm ván ép cho các tấm, và sợi nông nghiệp, chẳng hạn như rơm rạ, lúa mì cho phần lõi bên trong

Ưu điểm của kết cấu tấm cách nhiệt

• Kết cấu lớp vỏ bên ngoài chặt chẽ, có thể sử dụng đa dạng cho các kiểu xây dựng khác nhau như móng, tường, mái
• Tính cách nhiệt cao, có khả năng cách nhiệt rất tốt
• Thời gian thi công và hoàn thiện nhanh hơn so với các loại vật liệu cách nhiệt khác làm giảm chi phí xây dựng và chi phí nhân công
• Tổng chi phí vòng đời sử dụng khi áp dụng toàn bộ khung bằng kết cấu tấm cách nhiệt rẻ hơn nhiều so với kết cấu nhà thông thường, theo ước tính chi phí này rẻ lên đến hơn 40%
• Kết cấu kín, chắc chắn dẫn đến giảm tình trạng khe hở và gió lùa vào
• Kết cấu các tấm có thể được thiết kế rời từ sản xuất, ngoài ra trọng lượng của nó cũng tương đối nhẹ(hệ thống da OSB)
• Chúng cũng cung cấp khả năng chống lại các vấn đề ẩm ướt và lạnh như co ngót do nén và kết cầu nguội mà gỗ và các vật liệu xây dựng truyền thống khác không thể so sánh được.

Nhược điểm của kết cấu tấm cách nhiệt

• Chi phí xây dựng toàn bộ tòa nhà bằng kết cấu tấm cách nhiệt SIPS cao hơn so với khung thông thường
• Các vật liệu có thể bị ăn mòn theo thời gian

Vật liệu cách nhiệt sợi thủy tinh

Vật liệu cách nhiệt sợi thủy tinh là loại vật liệu được làm từ các loại sợi thủy tinh với nguồn gốc từ đất đá, xỉ len, nhựa, cát…được tạo thành các lớp đan xen với nhau giúp cản nhiệt và cách âm trong các hệ thống xây dựng ngày nay

Chúng cũng có thể được làm bằng thủy tinh nóng chảy và có thêm các loại chất thải tái chế chiếm khoảng 20%-30%. Chính vì vậy đây cũng là một loại vật liệu thân thiện với môi trường

Ưu điểm của vật liệu cách nhiệt sợi thủy tinh

• Sự ra đời của tấm cách nhiệt sợi thủy tinh đã giúp con người loại bỏ hoàn toàn các loại vật liệu có độc điển hình là các loại vật liệu amiang
• Khả năng chống ồn và chống nhiệt cũng rất tuyệt vời
• Đây là các vật liệu an toàn cho con người và thân thiện với môi trường
• Các tấm cách nhiệt sợi thủy tinh cũng ít bị ăn mòn vật lý, chính vì vậy thời gian sử dụng tương đối bền
• Khả năng chống cháy hiệu quả
• Dễ dàng thi công và lắp đặt, thường được chế tạo dạng tấm để có thể cuộn lại nên dễ thi công và vận chuyển

Nhược điểm của vật liệu cách nhiệt sợi thủy tinh

• Khi thi công dễ tạo ra bụi nên có thể ảnh hưởng tới mắt và phổi hít vào nếu không trang bị đồ bảo hộ
• Khi dính vào da các bụi này có thể gây kích ứng và ngứa cho người thi công

Vật liệu cách nhiệt bằng sợi tự nhiên

Cách nhiệt bằng sợi tự nhiên chính là các loại chất liệu được sử dụng từ thiên nhiên như các loại lông cừu, vỏ cây sồi(hay còn gọi là vật liệu Cork được sử dụng rất nhiều ở các nước Châu Âu), sợi gỗ, sợi bông cũng là những vật liệu được sử dụng để tạo ra các tấm cách nhiệt rất tốt và thân thiện với môi trường

Ưu điểm của vật liệu cách nhiệt bằng sợi tự nhiên

• Giá trị hằng số R tương đương với giá trị của sợi thủy tinh ở trên
• Không độc hại cho người sử dụng
• Không gây ngứa, ung thư cho con người
• Sử dụng vật liệu tự nhiên hoàn toàn thân thiện với môi trường
• Chi phí không quá cao, khả năng cách nhiệt và cách âm cũng rất tốt

Nhược điểm của vật liệu cách nhiệt sợi tự nhiên

• Thi công khó hơn các loại vật liệu khác ở khả năng định hình như việc cắt các tấm cách nhiệt này tương đối khó khăn
• Khả năng bịt kín hoàn toàn không bằng các loại vật liệu khác
• Có thể bị rò rỉ không khí hoặc độ ẩm xâm nhập

Vật liệu cách nhiệt Xenlulo(Cellulose)

Đây là dạng vật liệu cách nhiệt được sử dụng từ các loại giấy tái chế lên đến khoảng 80%. Bằng các công nghệ sản xuất hiện đại ngày nay người ta biến các loại giấy báo cũ thành các loại tấm cách nhiệt Xenlulo như ngày nay để có thể tái chế sử dụng và mang lại hiệu quả cách nhiệt tương đối ấn tượng

Ưu điểm của vật liệu cách nhiệt Xenlulo

• Là loại vật liệu tốt cho môi trường với việc sử dụng các loại giấy báo cũ để tái chế
• Có khả năng chống cháy nổ rât tốt
• Không có độc tố và chất kết dính Formaldehyde
• Dễ thi công và ít tạo ra bụi như các loại vật liệu sợi thủy tinh hay các vật liệu cách nhiệt khác

Nhược điểm của vật liệu Xenlulo

• Các tấm cách nhiệt xenlulo thường có trọng lượng nặng, có thể làm biến dạng kết cấu nhà nếu không có khung đỡ chắc chắn
• Cách nhiệt dạng tấm thường thi công khó khăn hơn so với dạng xenlulo xịt bọt
• Sau một thời gian khả năng cách nhiệt cách âm sẽ giảm đi đáng kể

Vật liệu cách nhiệt Aerogel

Nghe tên rất lạ phải không các bạn nhưng đây là một loại vật liệu đang được nghiên cứu và phát triển và dự kiến nó sẽ là vật liệu cách nhiệt trong tương lai gần của con người

Đây là một dạng vật liệu dạng gel được chế tạo từ gel silica (SiO2) và ancol, Nói  một cách đơn giản, chỉ cần cho rượu bay hơi khỏi gel silica là chúng ta sẽ tạo ra cấu trúc Aerogel, giống như chúng ta thổi không khí qua một miếng bọt biển thấm nước vậy, nó sẽ bị khô đi.

Silica aerogel là một loại vật liệu có tính dẫn nhiệt rất thấp, nó hấp thụ bức xạ hồng ngoại trong khi vẫn cho phép ánh nắng xuyên qua nó.

Sự kết hợp của silica và carbon aerogel mang lại các đặc tính cách nhiệt tốt nhất so với bất kỳ vật liệu nào đã biết, khả năng bảo vệ cách điện gần gấp đôi so với vật liệu cách điện tốt nhất hiện nay.

Vật liệu cách nhiệt rơm rạ

Vật liệu từ rơm rạ không còn quá xa lạ với Việt Nam chúng ta nữa. Một đất nước thuần nông với sản lượng lúa gạo xuất khẩu thuộc top của thế giới. Chính vì vậy rơm rạ có rất nhiều. Từ xa xưa nó đã được sử dụng để lợp mái nhà, làm tường nhà kết hợp với đất sét cho khả năng cách nhiệt cực kỳ hiệu quả. Chi phí sử dụng rẻ, thuộc loại vật liệu từ thiên nhiên nên giá thành rất hợp lý.

Ngoài ra còn có một số loại vật liệu cách nhiệt khác đã cấm sử dụng hoặc ít sử dụng trong công nghiệp và cuộc sống của chúng ta như:

• Bọt urê-fomanđehit (UFFI)
• Vật liệu Amiang: Hiện nay đã ngưng sử dụng trong cuộc sống chỉ sử dụng các tấm gioăng Amiang trong các loại van cầu hơi nóng, van bi, tấm gioăng amiang mặt bích…

Như vậy Vancongnghiepvn.net đã trình bày xong nội dung bài viết về vật liệu cách nhiệt phổ biến hiện nay trên toàn thế giới và ở Việt Nam. Cảm ơn các bạn đã quan tâm đến bài viết.!