Реальности быстрой керамической теплоизоляции

Всё ли гениальное, что просто?

Замороженный жилой дом

Сегодня активно раскручивается «тёплая краска», по уверениям продавцов, решающая все проблемы теплоизоляции разом. Есть в этом материале рациональное зерно или такая шумиха всего лишь маркетинговая уловка?

 

Реальные технические характеристики керамических "тёплых красок"

 

В информационном пространстве вокруг жидкой керамической теплоизоляции (иногда ещё называемой «тёплой краской») уже несколько лет идут нешуточные сражения. С одной стороны «апологеты прогресса», продающие «новейший» материал, с другой «консерваторы», защищающие интересы производителей «традиционных» теплоизоляционных материалов. Эти два воинствующих лагеря, по большому счёту, обвиняют друг друга в сугубо корыстных мотивах восхваления или, наоборот, дискредитации нового класса изоляционных покрытий.

Насколько искренни оппоненты? Докопаться до истины подчас непросто. Обе стороны подключают профильные НИИ (научно-исследовательские институты), которые то подтверждают уникальные свойства жидкой теплоизоляции, то опровергают свои же заключения.

Порой дело доходит до применения «крупных калибров», наподобие выступления Дмитрия Анатольевича в бытность президентом в 2010 по поводу эффективности жидко-керамических покрытий (ЖКП): «Снижение энергопотерь, процентов, наверное, на 30, просто за счёт того, что чуть-чуть подкрасили, — это удивительно просто». Мощнейший рекламный напор весьма эффективен, темпы роста продаж материалов этого типа впечатляют.

И действительно, как сдержать соблазн, когда рецепт «счастья» весьма незатейлив. Купил банку особенной краски, покрасил, где только можно и наслаждайся теплом. Вспоминая трудоёмкий процесс теплоизоляции кровель и фасадов классическим способом, понимаешь причину огромного интереса. Так что психологически воздействие на потребителей выверено точно. Однако почему-то подавляющее большинство специалистов относятся к теплоизоляционным свойствам данного класса материалов, мягко говоря, скептически.

 

Учат в школе, учат в школе...

Как работают теплоизоляционные материалы с точки зрения науки? Из физики известно, что тепло имеет свойство передаваться от более нагретых предметов (или их частей) менее нагретым. Причём передаваться оно может лишь тремя способами.

Прямой контактный метод передачи теплоты называется КОНДУКЦИЯ. Прикладывая руку к батарее или взяв долго пробывшую в огне кочергу, можно почувствовать тепло (порой обжигающее) металла. Перенос тепловой энергии в этом случае происходит за счёт кинетической энергии молекул и атомов и характеризуется таким показателем, как теплопроводность материала. Чем он меньше, тем выше теплоизоляционные свойства.

Кстати, львиная доля тепловых потерь ограждающих конструкций зданий происходят как раз за счёт теплопроводящей способности строительных материалов. Именно металлы за счёт своей плотности и обладают наивысшей теплопроводностью. На другом конце шкалы, естественно, вакуум. То есть абсолютно разрежённое пространство, с нулевой теплопроводностью. В качестве примера можно взять обычный термос. Из его колбы откачивают воздух. Конечно, до вакуума далеко, да он и не нужен — эффект и так очевиден.

На этой же схеме основана работа абсолютно любого теплоизоляционного материала. Поэтому, например, пенопласт и минвата чуть ли не на 100% состоят из воздуха. Что может быть эффективнее его? Разве что инертный газ ксенон с самым низким из возможных показателем теплопроводности 0,0057 (у воздуха 0,024-0,026). Коэффициент обозначается λ и измеряется в Вт/(м*К). Однако потери тепла не ограничиваются лишь теплопроводностью.

Мы повсеместно сталкиваемся с таким эффектом, как КОНВЕКЦИЯ. Передача тепла в этом случае подразумевает наличие промежуточной среды, которая транспортирует тепло из одного места в другое потоками самого вещества (жидкости, газы). Например, держа руку над батареей отопления, можно почувствовать поток нагретого воздуха, который путём конвекции разносит тепло по комнате. А горячие газы, образующиеся в результате горения топлива, передают свою энергию металлическому теплообменнику котла.

Ну и, наконец, тепловое ИЗЛУЧЕНИЕ. Лучистое тепло передаётся окружающим предметам безо всякого контакта с тепловым источником. Так Солнце согревает нашу планету. Его также можно почувствовать, протянув ладони к открытому огню или держа их сбоку от радиатора отопления. Подобный тип теплопередачи обладает следующей особенностью. Загородись от источника тепла хоть листом бумаги или зайди в тень — и воздействие излучения прекратится. Теперь, освежив в памяти курс физики и включив логику, можно начинать разбираться в сути работы теплосберегающей краски.

 

Прорывные теплоизоляционные технологии

Когда слышишь утверждение, что 1 мм некоего «нанопокрытия» удерживает тепло лучше, чем 50 мм самой эффективной на данный момент теплоизоляции, отказываешься верить своим ушам. Ведь законы физики незыблемы, поэтому малая толщина самого наикосмического материала подобного эффекта создать не может. Разве что производитель накачал свои керамические сферы антиматерией.

Но вот тебе демонстрируют, как на незащищённой половинке утюга вскипает вода, при этом к окрашенной тёплой краской поверхности того же утюга можно спокойно прикасаться рукой (такими роликами интернет переполнен). Мозг приказывает поверить тактильным ощущениям: вот рождение будущего теплоизоляции, вот решение всех проблем находящейся под санкциями отечественной экономики! Отчего ж терзают смутные сомнения?

С одной стороны, подобные материалы известны уже пару десятилетий. И если бы идея была абсолютно несостоятельной, то давно сама себя изжила. Ан нет, развивается и живёт, получая хвалебные отзывы и, что важнее, всё новые коммерческие контракты. И это на Западе, где расходы и прибыли считать точно умеют. Значит работает материал, иначе бы крупные концерны по судам производителя затаскали.

Однако, опять же, повального применения жидко-керамических покрытий тоже не заметно. Могли же за столько лет наладить массовый выпуск. Ведь, если верить заявляемым некоторыми российскими продавцами характеристикам (1-2 мм теплокраски заменяют 5-10 см традиционного утеплителя), открытие явно тянет на Нобелевскую премию. Но её нет. Мешает глубокая коррумпированность Нобелевского комитета? Логика подсказывает, что истина находится где-то посередине.

Сегодня разве что только самый «ленивый» производитель жидко-керамических покрытий не догадался рекламировать свой продукт как универсальную строительную теплоизоляцию.

 

Чудеса строительной физики, да и только

Как ни печально это констатировать, однако подавляющее большинство потенциальных потребителей во всём этом не разбирается. Поэтому на сайтах большинства российских продавцов можно найти практически одни и те же рекомендации схожего содержания: «После высыхания состав образует теплоизоляционное покрытие, которое обладает уникальными свойствами. Всего 1,5 мм „имя_рекламируемого_продукта“ способны заменить 50-60 мм минеральной ваты или пенопласта».

В подтверждение приводятся какие-то отвлечённые расчёты и схемы, таблицы сравнения эффективности краски и других утеплителей, рекомендуемые толщины для различных климатических условий, целый набор отзывов благодарных клиентов.

А где же подтверждающие документы авторитетных лабораторий, протоколы испытаний? Их как не было, так и нет. Зато полно других, несомненно, важных и необходимых документов: гигиенических и пожарных сертификатов и заключений, соответствия ГОСТ и ISO по множеству параметров, кроме главного.

Ни один документ, подтверждающий соответствие свойств материала общепринятым стандартам, пункт про теплопроводность не содержит. А ведь это базовый для любого теплоизоляционного материала показатель. Иначе говоря, жидкая керамическая теплоизоляция этим требованиям не соответствует!

 

Число с потолка

Чаще всего появляющийся «с потолка» коэффициент теплопроводности для «тёплых красок» указывается как 0,001 Вт/(м*К). Уже одного этого достаточно, чтобы любой технически подкованный индивидуум определил: всё, что следует дальше, иначе, как надувательством, не назовёшь. Ведь, получается, даже невесомый воздух (0,024) способен проводить тепло лучше, чем имеющий достаточную плотность и вес материал (740 грамм на литр).

Уже само это заключение противоречит законам физики. Не чёрными же дырами заполнены все эти микросферы. И сколь бы в краске не находилось чудесных микросфер «с вакуумом», она сама отнюдь не вакуум. Вокруг микросфер остаётся пространство, заполняемое связующим веществом, которое и является в данном случае теплопроводящим мостиком. Причём теплопроводность такого покрытия является весьма приличной, поэтому скорее можно говорить о некотором улучшении параметров теплоизоляции, но не о решении проблемы.

Что касается рекламной уловки водой (или льдом) на покрашенном «тёплой» краской утюге, то она немного позднее, но всё-таки закипает. Причём гораздо быстрее, чем это случилось бы в случае с таким же по толщине слоем обычной теплоизоляции (если в последнем случае она бы вообще закипела). Хотя, разумеется, гораздо медленнее, чем на голом металле. Так что демонстрируемый «эксперимент» ни в коей мере не доказывает чудесных свойств «тёплых красок».

Ещё один пример: в той же бане все предметы и поверхности (за исключением самой печи - она намного горячее) имеют одинаковую температуру. Однако последствия контакта тела с разными материалами различны. Например, металлический ковш способен даже вызвать небольшой ожог, а деревянный уже можно без опасения брать в руки, поливая им каменку печи. При этом на деревянные доски садиться не очень комфортно, для этого используют простыню. Однако все эти предметы нагреты одинаково.

Что же оригинальный «прародитель» тёплых красок?

Примечательно, что у американского производителя тема теплопроводности в технических документах на состав особо не фигурирует. Такая величина отсутствует в принципе, ведь сам материал даже и не позиционируется как утеплитель.

Из практики применения на жилых зданиях можно найти тщательно задокументированный (описание технологии работ, фотографии, результаты замеров в течение года и т.д.) пример нанесения сверхтонкого керамического покрытия на фасад жилого дома в Хьюстоне (Штат Техас, где в принципе не знают, что такое снег).

Как следует из доклада, среднегодовая экономия на поддержания внутреннего микроклимата в киловаттах составила 11%. Правда, дополнительно указывается, что снижение энергопотребления произошло за счёт меньших затрат на кондиционирование. То есть краска действительно снижает воздействие лучистой энергии солнца (что и не оспаривается).

Итак, тут всё честно. Хотя, в принципе, требуемую характеристику теплопроводности при желании найти можно, она равна 0,0698 Вт/м*К. Для примера, те же минвата и пенопласт в зависимости от вида, имеют коэффициент 0,035-0,055.

То есть описываемый материал, жидкую керамическую изоляцию, в принципе, теплоизоляцией назвать можно. Другое дело, что речь идёт о вдвое худшем, чем у традиционных утеплителей, показателе теплопроводности. Но никак не преимуществе, а тем более в сотни раз.

Однако постепенно в цепочке российских продавцов этого материала (видимо, чтобы не выделяться из общей массы), для состава made in USA снова всплывает всё тот же λ=0,001 Вт/м°С. То есть «впаривая» товар, некоторые привирают приблизительно в 100 раз.

Ради справедливости нужно отметить, что и в США в своё время пережили бум продвижения жидко-керамических покрытий как инновационного теплоизоляционного продукта. Однако тамошняя судебная система чётко сработала по искам обманутых потребителей и в апреле 2002 года Федеральная Торговая Комиссия официально запретила производителям рекламировать свой товар как универсальную теплоизоляцию.

Этот материал присутствует на Западном рынке и сегодня, причём активно, да ещё и эффективно применяется. Но предназначение у него, оказывается, несколько иное. У нас же агрессивной рекламе и продаже «чуда нанотехнологий» ничто не мешает.