АНАЛІЗ ПОКАЗНИКІВ ЯКОСТІ ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ТА МЕТОДІВ ЇХ ПІДВИЩЕННЯ
Анотація
DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2026-37-06
Статтю присвячено дослідженню питання оцінки якості теплоізоляційних матеріалів, які знайшли широке застосування в огороджувальних конструкціях промислових та житлових будівлях і спорудах. Показано, що в сучасних умовах зростання вимог до енергоефективності, довговічності, пожежної безпеки та екологічності, показники якості теплоізоляційних матеріалів повинні оцінюватися не лише за коефіцієнтом теплопровідності, а й за комплексом взаємопов’язаних показників. Встановлено, що основними показниками якості теплоізоляційних матеріалів є теплопровідність, термічний опір, густина, водопоглинання, паропроникність, міцність на стиск, стабільність властивостей у часі, вогнестійкість, екологічність і технологічність. Показано доцільність використання комплексного показника якості, що дає змогу одночасно враховувати декілька критеріїв якості та забезпечити коректне порівняння традиційних та інноваційних рішень удосконалення характеристик теплоізоляційних матеріалів.
Проаналізовано сучасні наукові праці, присвячені традиційним утеплювачам, біобазованим волокнистим матеріалам, аерогелям, вакуумним теплоізоляційним панелям, композитам із відходів, а також матеріалам із фазовим перетворенням. Встановлено, що підвищення якості теплоізоляційних матеріалів досягається трьома основними групами методів: модифікацією структури матеріалу, введенням функціональних добавок і вдосконаленням конструктивно-технологічних рішень. До найбільш результативних методів належать керування пористістю та розміром пор, гідрофобізація, антипіренова модифікація, армування волокнами, застосування аерогелевих та вакуумних компонентів, формування багатошарових і гібридних систем.
Показано, що кожен метод має не лише переваги, а й обмеження: наприклад, зменшення теплопровідності нерідко супроводжується зниженням механічної міцності, а підвищення вологостійкості може ускладнювати парообмін. Запропоновано систему формалізованого опису окремих і комплексного показників якості, яку можна застосовувати для порівняльного аналізу теплоізоляційних матеріалів на етапах проєктування, вибору та експлуатації. Результати роботи можуть бути використані під час розроблення нових теплоізоляційних композитів, вибору ефективних утеплювачів для енергоефективних будівель і вдосконалення методик багатокритеріального оцінювання їх експлуатаційної придатності.
Завантаження
Посилання
Ali, A, Almutairi, K, Alharthi, M et al 2024, ‘A Comprehensive Review and Recent Trends in Thermal Insulation Materials for Sustainable Buildings’, Sustainability, Vol. 16, No. 20, Art. 8782. DOI: https://doi.org/10.3390/su16208782 .
Ouda, M. et al 2025, ‘A Comprehensive Review of Sustainable Thermal and Acoustic Insulation Materials from Various Waste Sources’, Buildings, Vol. 15, No. 16, Art. 2876. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings15162876 .
Cuce, PM 2-25, ‘Sustainable Insulation Technologies for Low-Carbon Buildings: From Past to Present’, Sustainability, Vol. 17, No. 11, Art. 5176. DOI: https://doi.org/10.3390/su17115176 .
Cosentino, L, Fernandes, J & Mateus, R 2023, ‘A Review of Natural Bio-Based Insulation Materials;, Energies, Vol. 16, No. 12, Art. 4676. DOI: https://doi.org/10.3390/en16124676 .
Lakatos, Á 2022, ‘Novel Thermal Insulation Materials for Buildings;, Energies, Vol. 15, No. 18, Art. 6713. DOI: https://doi.org/10.3390/en15186713 .
Pomada, M, Kieruzel, K, Ujma, A, Palutkiewicz, P, Walasek, T & Adamus, J 2024, ‘Analysis of Thermal Properties of Materials Used to Insulate External Walls’, Materials, Vol. 17, No. 19, Art. 4718. DOI: https://doi.org/10.3390/ma17194718 .
Vėjelis, S, Vaitkus, S, Kremensas, A, Kairytė, A & Sinkevičius, V 2024, ‘Performance Evaluation of Thermal Insulation Materials from Sheep’s Wool and Hemp Fibres’, Materials, Vol. 17, No. 13, Art. 3339. DOI: https://doi.org/10.3390/ma17133339 .
Ranefjärd, O, Strandberg-de Bruijn, PB & Wadsö, L 2024, ‘Hygrothermal Properties and Performance of Bio-Based Insulation Materials Locally Sourced in Sweden’, Materials, Vol. 17, No. 9, Art. 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/ma17092021 .
Hoxha, D, Ismail, B, Rotaru, A, Izabel, D & Renaux, T 2022, ‘Assessment of the Usability of Some Bio-Based Insulation Materials in Double-Skin Steel Envelopes’, Sustainability, Vol. 14, No. 17, Art. 10797. DOI: https://doi.org/10.3390/su141710797 .
Kim, J-H, Kim, S-M & Kim, J-T 2024, ‘Comparison of Thermal Conductivity and Long-Term Change of Building Insulation Materials According to Accelerated Laboratory Test Methods of ISO 11561 and EN 13166 Standard’, Energies, Vol. 17, No. 23, Art. 6105. DOI: https://doi.org/10.3390/en17236105 .
Liu, YL et al 2023, ‘Research on Thermal and Heat Insulation Properties of Aerogel Heat-Insulating Reflective Coatings’, Applied Sciences, Vol. 13, No. 17, Art. 9700. DOI: https://doi.org/10.3390/app13179700 .
Balti, S, Boudenne, A, Belayachi, N, Dammak, L & Hamdi, N 2023, ‘Advancing the Circular Economy: Reusing Hybrid Bio-Waste-Based Gypsum for Sustainable Building Insulation’, Buildings, Vol. 13, No. 12, Art. 2939. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings13122939 .
Xu, Y, Yan, C, Du, C, Xu, K, Li, Y, Xu, M, Bourbigot, S, Fontaine, G, Li, B & Liu, L 2023, ‘High-Strength, Thermal-Insulating, Fire-Safe Bio-Based Organic Lightweight Aerogel Based on 3D Network Construction of Natural Tubular Fibers’, Composites Part B: Engineering, Vol. 261, Art. 110809. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.110809 .
Ibadov, N et al 2025, ‘Real-Time Service Life Estimation of Vacuum Insulated Panels via Embedded Sensing and Machine Learning Models’, Buildings, Vol. 15, No. 16, Art. 2879. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings15162879 .
Krause, P et al 2025, ‘Determining Moisture Condition of External Thermal Insulation Composite Systems’, Materials, Vol. 18, No. 3, Art. 614. DOI: https://doi.org/10.3390/ma18030614 .
