Cách nhiệt là một trong những tiêu chí quan trọng khi xây dựng công trình, làm giảm tác động của nhiệt lượng bên ngoài vào bên trong. Vật liệu cách nhiệt giúp điều hòa nhiệt độ tốt hơn, không quá oi bức khi nắng nóng hoặc quá lạnh khi mưa về. Hãy cũng Kobler tìm hiểu về 11 loại vật liệu cách nhiệt được ứng dụng cao trong đời sống hiện nay qua bài viết. Bạn đang xem: Vật liệu không truyền nhiệt
1. Khái niệm về vật liệu cách nhiệt
Vật liệu cách nhiệt là một vật liệu trung gian dùng để giảm tải hoặc ngăn chặn quá trình truyền nhiệt giữa hai hay nhiều vật liệu với nhau. Người ta sẽ căn cứ vào chỉ số dẫn nhiệt của một vật để xác định độ cách nhiệt của vật đó. Các vật liệu nào có hệ số dẫn nhiệt ≤ 0.157w/m.o
C thì được xem là vật liệu có khả năng cách nhiệt.
2. Các vật liệu cách nhiệt hiệu quả cao
Vật liệu cách nhiệt được sử dụng rộng rãi từ nhà ở đến các công trình công cộng hay khu công nghiệp. Một số sản phẩm hay thiết bị chuyên dụng cũng không thể thiếu vật liệu trung gian này. Có rất nhiều loại vật liệu cách nhiệt, lựa chọn vật liệu nào sẽ tùy thuộc vào đặc tính và nhu cầu của từng công trình. Dưới đây là 11 loại vật liệu cách nhiệt thông dụng nhất hiện nay.
2.1 Bông thủy tinh cách nhiệt
Bông thủy tinh là một vật liệu nhân tạo được ra đời từ năm 1933 bởi đội ngũ kỹ sư của Mỹ. Cấu tạo của vật liệu bao gồm 3 thành phần chính là Aluminum, Oxit kim loại và Silicat canxi. Khả năng cách nhiệt của bông thủy tinh lên đến 97%, có thể chịu được nhiệt độ cao lên đến 350 độ C. Ngoài ra, vật liệu này còn có khả năng cách điện và chống, bề mặt mềm mịn, độ đàn hồi tốt và không bắt lửa. Bông thủy tinh là vật liệu cách nhiệt không thể thiếu trong các hệ thống thống gió, điều hòa không khí của nhiều nhà máy, kho bãi hay phòng trà, quán karaoke…
2.2 Bông gốm Ceramic cách nhiệt
Bông gốm Ceramic còn có tên là Alumino Silic Dioxit, là một dạng sợi sa thạch của Silic. Bông gốm Ceramic có thể chịu được nhiệt độ lên đến 1800 độ C. Ngoài ra, vật liệu này còn có thể chịu lửa tốt, ổn định khi tiếp xúc với hóa chất, trừ một vài loại axit mạnh. Bông gốm Ceramic được ứng dụng trong lò nung, nồi hơi, vật liệu chống cháy cho các công trình xây dựng hoặc nhà máy công nghiệp.
2.3 Bông khoáng Rockwool cách nhiệt
Bông khoáng Rockwool được làm từ quặng đá, sau nó nung chảy ở nhiệt độ cao và quay ly tâm thành dạng sợi. Vật liệu có thể chịu được nhiệt độ lên đến 850 độ C. Trong thành phần của chúng không chứa amiang hay các hợp chất gây hại khác, đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Bông khoáng Rockwool không phản ứng vi sinh học nên không bị mục rữa khi dùng lâu ngày. Hiện nay vật liệu được ứng dụng trong các công trình xây dựng nhà xưởng, nhà tiền chế,… hay hệ thống bảo ôn công nghiệp.
2.4 Tôn cách nhiệt
Tôn cách nhiệt được cấu tạo từ 01 lớp một lớp tôn và có thể có nhiều loại vật liệu cách nhiệt khác nhau, ngoài nhựa PU cách nhiệt còn có vật liệu khác như EPS, OPP, XPS, bông thủy tinh, bông khoáng…. Lớp giấy bạc nằm ở dưới cùng của tôn cũng bổ trợ thêm một phần hiệu quả cách nhiệt. Tôn cách nhiệt còn có khả năng chống ồn hiệu quả, cản được bức xạ mặt trời. Hiện nay tôn cách nhiệt là vật liệu quen thuộc để lợp mái nhà. Chúng có độ bền cao, phần nào giúp mái nhà vững chắc dưới những tác động của thời tiết.
2.5 Sơn nước cách nhiệt
Sơn nước cách nhiệt là một loại vật liệu cách nhiệt ở trạng thái lỏng. Cấu trúc của sơn tinh thể là dạng từng lớp, từng tầng, có khoảng trống ở giữa. Sơn nước cách nhiệt có khả năng phản quang làm giảm đáng kể nhiệt độ bên trong. Thông thường, người ta sẽ dùng sơn phủ lên mái tôn, tường, bê tông… để tăng khả năng cách nhiệt và chống rỉ sét, chống ẩm mốc, chống bám rêu…
2.6 Bọt PUR cách nhiệt
Bọt PUR hay còn gọi là Bọt xốp Polyurethane, là một trong những vật liệu cách nhiệt tuyệt vời nhất hiện nay. Khi tạo nở, chúng được sử dụng những loại khí không chứa CFC. Nhờ đó, rất ít hoặc không ảnh hưởng lên tầng ozone, đồng thời giảm trọng lượng của hoạt chất. Bọt PUR có mật độ bọt thấp, thường được phun vào các thiết bị hoặc khu vực không có lớp cách nhiệt. Hiện nay, Bọt PUR được dùng làm lớp cách nhiệt trong hệ thống điều hoà hoặc quạt thông gió hoặc dùng cho các ngành công nghiệp khác như: thực phẩm, y tế, xây dựng, ô tô, máy bay…
2.7 Tấm cách nhiệt chống nóng
Tấm nhôm nhựa khí là một dạng túi khí, được dùng nhôm nguyên chất phủ lên tấm nhựa tổng hợp có chứa các bọt khí li ti. Bề mặt túi khí là màng nhôm nên có thể ngăn bức xạ nhiệt, giúp cách điện, cách âm. Ưu điểm của vật liệu là có hình thức bề ngoài khá đẹp và không bị thấm nước. Hiện nay, tấm nhôm nhựa khí được dùng làm bao bì đóng gói thực phẩm hoặc đóng gói các đồ điện tử.
2.8 Lưới nước cách nhiệt
Lắp đặt hệ thống lưới nước hoàn chỉnh bao gồm bao gồm 2 tấm kính dày, ở giữa có một khe hở nhỏ, máng nước được gắn phía trên. Đồng thời, phía dưới của hệ thống là bể ngầm hoặc bể nổi dùng để chứa nước mát. Bể này sẽ được kết nối với máy bơm, nhằm đảm bảo lượng nước được bổ sung liên tục từ dưới lên trên. Lưới nước cách nhiệt có thành phần khá cồng kềnh nhưng vẫn được ưa chuộng nhờ tính thẩm mỹ cao. Chúng thường được thấy ở nhà hàng, quán cafe, hay tòa nhà văn phòng,…
2.9 Thạch cao cách nhiệt
Thạch cao là vật liệu cách nhiệt giá rẻ, khá phổ biến trên thị trường. Thạch cao giúp điều hòa nhiệt độ hiệu quả, giữ có không gian bên trong luôn ở mức ổn định. Ngoài ra, thạch cao còn là vật liệu cách âm và chống cháy tốt. Người ta vẫn rất ưa chuộng vật liệu này, thường dùng thạch cao để làm trần hoặc vách ngăn cho nhà ở, hoặc dùng để chống cháy cho các công trình có kết cấu bằng thép.
2.10 Bông Polyester cách nhiệt
Bông Polyester được làm từ sợi tổng hợp có thành phần chính là ethylene. Vật liệu này rất nhẹ, không hút ẩm, không bị kéo giãn, không tan trong nước và không gây ngứa. Bông Polyester được dùng làm vật liệu cách nhiệt cho phòng chiếu phim, phòng họp, phòng thu âm, hội trường,…
2.11 Tấm cách nhiệt XPS
Tấm cách nhiệt XPS có độ dày từ 15mm – 18mm, là loại vật liệu cách nhiệt có độ bền cao. Vật liệu vẫn duy trì được khả năng cách nhiệt > 80% sau khoảng 50 năm sử dụng. Ngoài ra, tấm XPS còn có khả năng cách âm, chống ẩm khá tốt. Hiện nay, tấm cách nhiệt XPS được dùng nhiều trong các công trình dân dụng như lót trần nhà, lát sàn,…
3. Các lưu ý cần tránh khi mua vật liệu cách nhiệt
Vật liệu cách nhiệt góp phần quan trọng để tạo được sự thoải mái cho không gian sinh hoạt và làm việc. Theo các chuyên gia ước tính, việc sử dụng đúng vật liệu có khả năng cách nhiệt tốt sẽ giúp giảm tải khoảng 20% lượng điện năng tiêu thụ. Vì vậy, để cải thiện hiệu suất cách nhiệt, cần lưu ý những điều sau:
Chọn vật liệu cách nhiệt phù hợp với tính chất công trình
Mỗi công trình đều có những tiêu chuẩn và quy tắc riêng về yêu cầu khả năng cách nhiệt. Theo từng năm, các tiêu chuẩn này điều được cập nhật mới, chủ yếu do thay đổi của địa hình và khí hậu. Vì vậy, chủ đầu tư cần đặc biệt quan tâm đến những chỉ số cập nhật mới để lựa chọn vật liệu thích hợp.
Dùng sai loại vật liệu sẽ không thể ngăn chặn được sự truyền nhiệt giữa bên trong và bên ngoài. Nếu lượng nhiệt bị rò rỉ, thất thoát thì hệ thống điều hòa bên trong phải làm việc với hiệu suất cao hơn. Từ đó, dẫn đến điện năng lãng phí đáng kể.
Không nên chọn vật liệu cách nhiệt giá rẻ
Giá thành của vật liệu cách nhiệt thường sẽ phụ thuộc vào mức độ cách nhiệt và thương hiệu nhà sản xuất, đôi khi còn chịu ảnh hưởng của đơn vị trung gian. Có nhiều loại vật liệu giá rẻ, nhưng đi kèm với chất lượng thấp hơn. Tuy nhiên, trở ngại lớn nhất là chúng không thể thích ứng với nhiều địa hình thi công.
Đặc biệt, với các khu vực như trần nhà, tường bên ngoài hay tầng hầm sẽ luôn yêu cầu vật liệu đủ độ dày, kèm theo khả năng chống ẩm, chống thấm,… Vì vậy, hãy luôn ưu tiên lựa chọn vật liệu cách nhiệt có chất lượng cao.
Căn cứ theo chỉ số cách nhiệt R để lựa chọn vật liệu phù hợp
Chỉ số R thể hiện khả năng cách nhiệt của vật liệu dành cho công trình. Thực tế thì rất ít người quan tâm đến chỉ số này, thường bỏ qua chúng khi xem xét vật liệu. Hệ số R càng cao thì hiệu quả cách nhiệt của vật liệu càng tốt. Theo các chuyên gia, bạn nên xác định giá trị R của công trình, từ đó lựa chọn vật liệu có chỉ số từ bằng hoặc hơn giá trị đó.
Xem thêm: Các mẫu gạch ốp gạch giả đá mặt tiền nhà ống đẹp, giá tốt 2024
Không nên sử dụng quá nhiều vật liệu cách nhiệt trên cùng một khu vực thi công
Một lỗi thường hay mắc phải của các chủ thầu đó là sử dụng quá nhiều vật liệu cùng lúc, đặc biệt là khu vực mái và trần nhà. Chưa bàn đến yếu tố trọng lượng, dùng quá nhiều như vậy sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc của trần nhà.
Một ví dụ khác là nếu dùng nhiều vật liệu có thành phần cấu tạo gần giống nhau, chẳng hạn như sợi thủy tinh và xenlulozo. Đây là các vật liệu có túi khí nhỏ liên kết lại với nhau. Trường hợp khi bị nén quá chặt, các túi khí sẽ làm chậm dòng nhiệt, không còn hiệu quả cách nhiệt như mong đợi.
Chỉ tập trung cách nhiệt cho trần và mái nhà
Trần và mái nhà là nơi tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ từ mặt trời, việc ưu tiên xử lý cách nhiệt khu vực này là lẽ đương nhiên. Tuy nhiên nếu bỏ qua các vị trí khác thì hiệu quả cách nhiệt không đồng bộ, cũng không thể tối ưu được hiệu suất sử dụng năng lượng. Vì vậy, cần xử lý cách nhiệt ở tất cả các khu vực, bao gồm trần, mái, tường, vách.
Lựa chọn đúng vật liệu cách nhiệt phù hợp với công trình sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất sử dụng điện năng. Khi công trình được xử lý cách nhiệt tốt cũng giữ cho môi trường sinh hoạt và làm việc bên trong luôn được thoải mái dưới mọi thay đổi của thời tiết.
Mong rằng, bài viết đã cung cấp thêm cho bạn những thông tin về các loại vật liệu cách nhiệt phổ biến hiện nay. Hãy truy cập Kobler để tìm hiểu thêm các phương pháp lựa chọn vật liệu phù hợp với từng loại công trình khác nhau nhé.
Quá trình vận chuyển nhiệt lượng từ một lưu thể này sang lưu thể khác qua 1 tường ngăn cách gọi là truyền nhiệt. Truyền nhiệt bao gồm cả dẫn nhiệt, cấp nhiệt và bức xạ nhiệt. Việc nắm vững khái niệm và cơ bản về truyền nhiệt giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các quá trình nhiệt và ứng dụng chúng vào cuộc sống hàng ngày và công việc.
Dẫn nhiệt
Định nghĩa
Dẫn nhiệt là quá trình truyền nhiệt khi có 2 điều kiện:
Từ vùng có To cao đến vùng có To thấpVà giữa các phần của 1 vật hay giữa các vật tiếp xúc nhau.
Ta lấy thí dụ một thanh thép, một đầu có nhiệt độ cao, một đầu có nhiệt độ thấp. Như vậy có sự truyền nhiệt từ đầu có nhiệt độ cao đến đầu có nhiệt độ thấp. Nếu ta chia thanh thép thành nhiều phần, thì giữa hai phần kế tiếp nhau có sự tiếp xúc và liên kết rất chặt chẽ. Như vậy sự truyền nhiệt trong thanh thép này là “dẫn nhiệt”.
Hiện tượng này xảy ra cho vật chất ở cả ba trạng thái rắn, lỏng và khí. Tuy vậy, trong thực tế, sự dẫn nhiệt trong chất rắn được lưu ý hơn cả.
Cơ chế truyền nhiệt
Bức xạ là một cơ chế truyền nhiệt quan trọng trong tự nhiên và có ứng dụng rộng rãi trong đời sống và công nghiệp. Khi nhiệt được truyền qua bức xạ, không cần có chất truyền nhiệt vật lý, mà nhiệt được truyền qua không gian trống.
Cách thức truyền nhiệt qua bức xạ dựa trên nguyên lý phát xạ và hấp thụ nhiệt của các vật thể. Các vật thể có khả năng phát xạ nhiệt sẽ tỏa ra năng lượng dưới dạng sóng điện từ, gồm cả ánh sáng và nhiệt. Các vật thể khác có thể hấp thụ năng lượng phát xạ này, làm tăng nhiệt độ của chúng.
Bức xạ nhiệt có thể xảy ra trong môi trường chân không hoặc trong chất khí. Ánh sáng mặt trời là một ví dụ điển hình của truyền nhiệt bằng bức xạ, khi nhiệt từ Mặt Trời được truyền đến Trái Đất thông qua không gian trống.
Ứng dụng của bức xạ nhiệt rất phong phú. Chúng ta sử dụng bức xạ nhiệt trong các thiết bị như lò vi sóng, lò sưởi điện, bóng đèn, và các thiết bị điện tử khác.
