Vật liệu cách nhiệt là gì? Tổng hợp các loại vật liệu cách nhiệt phổ biến hiện nay

Vật liệu cách nhiệt ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhà ở, nhà xưởng, hệ thống điều hòa không khí, kho lạnh, đường ống chiller và các ngành công nghiệp. Lựa chọn đúng vật liệu không chỉ giúp hạn chế thất thoát nhiệt mà còn tiết kiệm năng lượng, giảm hiện tượng đọng sương và nâng cao tuổi thọ công trình.

Vậy vật liệu cách nhiệt là gì? Trên thị trường hiện nay có những loại vật liệu bảo ôn nào? Đâu là lựa chọn phù hợp cho hệ thống HVAC, kho lạnh, mái nhà hay đường ống công nghiệp? Hãy cùng Thành Nam EC tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Vật liệu cách nhiệt là gì?

Vật liệu cách nhiệt là vật liệu hoặc tổ hợp vật liệu có khả năng làm giảm quá trình truyền nhiệt giữa hai môi trường có nhiệt độ khác nhau.

Vật liệu cách nhiệt thường có hệ số dẫn nhiệt thấp, cấu trúc chứa nhiều lỗ khí nhỏ hoặc bề mặt có khả năng phản xạ nhiệt. Sản phẩm được lắp đặt trên mái, tường, trần, sàn, đường ống, bồn chứa và thiết bị nhằm hạn chế nhiệt truyền từ bên ngoài vào trong hoặc từ bên trong ra môi trường.

Ba cơ chế truyền nhiệt chính gồm dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ nhiệt. Mỗi loại vật liệu có khả năng kiểm soát một hoặc nhiều cơ chế khác nhau. Vì vậy, không có một loại vật liệu duy nhất phù hợp với mọi công trình.

Vai trò của vật liệu cách nhiệt

Vật liệu cách nhiệt mang lại nhiều lợi ích thiết thực:

• Hạn chế thất thoát nhiệt trong hệ thống nóng và lạnh.
• Giảm điện năng tiêu thụ của điều hòa, kho lạnh và thiết bị công nghiệp.
• Hạn chế đọng sương trên đường ống nước lạnh và ống chiller.
• Hỗ trợ cách âm, tiêu âm cho nhà xưởng và hệ thống ống gió.
• Góp phần bảo vệ kết cấu và thiết bị khỏi tác động của nhiệt độ.
• Cải thiện điều kiện làm việc và sự thoải mái bên trong công trình.
• Hỗ trợ đáp ứng yêu cầu về chống cháy khi sử dụng đúng loại vật liệu.

Các loại vật liệu cách nhiệt phổ biến hiện nay

1. Bông thủy tinh

Bông thủy tinh, còn gọi là glass wool hoặc fiberglass, được tạo thành từ các sợi thủy tinh rất mảnh liên kết với nhau. Khoảng không khí nằm giữa các sợi giúp vật liệu hạn chế quá trình truyền nhiệt.

Sản phẩm thường có dạng cuộn, tấm, ống định hình hoặc bông thủy tinh phủ giấy bạc. Vật liệu được sử dụng cho mái nhà xưởng, trần, vách, ống gió HVAC và các khu vực cần kết hợp cách nhiệt với tiêu âm.

Bông thủy tinh có ưu điểm là nhẹ, dễ thi công, giá thành hợp lý và khả năng hấp thụ âm thanh tốt. Khi lắp đặt, người thi công cần sử dụng đầy đủ trang bị bảo hộ và có lớp bao che phù hợp.

2. Bông đá

Bông đá, còn gọi là rock wool hoặc stone wool, thường được sản xuất từ đá basalt nung chảy rồi kéo thành sợi.

Vật liệu có khả năng cách nhiệt, cách âm và chịu nhiệt tốt. Bông đá thường được sử dụng cho vách chống cháy, trần kỹ thuật, phòng máy, nhà xưởng, đường ống nhiệt, lò hơi và panel lõi bông khoáng.

So với nhiều loại xốp polymer, bông đá có lợi thế trong các công trình yêu cầu cao về khả năng chịu nhiệt và phòng cháy. Tuy nhiên, vật liệu cần được bảo vệ khỏi hơi ẩm và tác động của môi trường.

3. Xốp EPS

EPS là xốp polystyrene giãn nở, được tạo thành từ nhiều hạt xốp liên kết với nhau. Đây là vật liệu phổ biến trong sản xuất panel và các giải pháp cách nhiệt xây dựng.

EPS được sử dụng cho panel cách nhiệt, tường, mái, sàn nâng, nhà lắp ghép, thùng bảo quản và bê tông nhẹ.

Ưu điểm của EPS là trọng lượng nhẹ, dễ gia công và giá thành cạnh tranh. Khả năng chịu lực, chống ẩm và phản ứng với lửa phụ thuộc vào tỷ trọng cũng như cấp chất lượng của từng sản phẩm.

4. Xốp XPS

XPS là polystyrene được sản xuất bằng công nghệ đùn, tạo thành cấu trúc ô kín tương đối đồng đều.

Vật liệu thường được dùng cho mái bê tông, tường ngoài, nền, tầng hầm, sàn kho lạnh và khu vực có độ ẩm cao. So với EPS thông thường, XPS thường có khả năng kháng ẩm và chịu nén tốt hơn.

XPS phù hợp với những vị trí cần khả năng cách nhiệt ổn định, hạn chế hút nước và chịu tải trọng trong thời gian dài.

5. PU foam

Polyurethane foam, viết tắt là PU foam, là vật liệu cách nhiệt có hiệu suất cao. Sản phẩm có thể được sản xuất dưới dạng tấm, panel, ống định hình hoặc phun trực tiếp lên bề mặt.

PU thường được sử dụng cho panel kho lạnh, tủ lạnh, mái nhà xưởng, bồn chứa, đường ống lạnh, thùng xe bảo ôn và thiết bị công nghiệp.

Ưu điểm của PU là hệ số dẫn nhiệt thấp, khả năng bám dính tốt và có thể tạo thành lớp cách nhiệt liên tục. Chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào tỷ trọng foam, công thức nguyên liệu và kỹ thuật thi công.

6. PIR foam

PIR là vật liệu được phát triển từ polyurethane với cấu trúc hóa học cải tiến. PIR thường được lựa chọn cho panel kho lạnh, phòng sạch, mái và vách nhà xưởng.

Vật liệu có hiệu suất cách nhiệt cao, độ ổn định tương đối tốt và khả năng phản ứng với lửa thường tốt hơn PU thông thường. Đổi lại, chi phí đầu tư ban đầu của PIR thường cao hơn EPS và một số dòng PU phổ thông.

7. Cao su bảo ôn NBR/PVC

Cao su bảo ôn NBR/PVC là vật liệu ô kín mềm, thường có màu đen và được sản xuất dưới dạng ống, tấm hoặc cuộn.

Đây là vật liệu phổ biến trong hệ thống điều hòa không khí, đường ống nước lạnh, hệ thống chiller, ống đồng máy lạnh và thiết bị cơ điện.

Cấu trúc ô kín giúp vật liệu hạn chế hơi ẩm xâm nhập và giảm nguy cơ ngưng tụ trên bề mặt đường ống. Khi lựa chọn cao su bảo ôn cần chú ý đến độ dày, kích thước ống, hệ số dẫn nhiệt, khả năng kháng hơi nước và tiêu chuẩn chống cháy.

8. Cao su EPDM

EPDM foam là cao su tổng hợp có khả năng chống lão hóa, ozone, tia UV và điều kiện thời tiết ngoài trời tương đối tốt.

Vật liệu phù hợp với đường ống lắp đặt ngoài trời, hệ thống năng lượng mặt trời, thiết bị hàng hải và hệ thống HVAC công nghiệp. EPDM thường có chi phí cao hơn NBR/PVC nhưng mang lại lợi thế trong môi trường khắc nghiệt.

9. PE, XPE và IXPE foam

PE foam là xốp polyethylene có trọng lượng nhẹ và khả năng cách nhiệt tương đối tốt. Khi polyethylene được liên kết chéo sẽ tạo thành XPE hoặc IXPE với cấu trúc ổn định hơn.

Các sản phẩm phổ biến gồm mút PE, tấm XPE, tấm IXPE, ống bảo ôn PE, tấm IXPE phủ bạc một mặt và hai mặt.

Nhóm vật liệu này được sử dụng cho mái tôn, sàn, tường, đường ống, hệ thống ống gió, cách âm và bao bì bảo quản hàng hóa.

10. Màng nhôm và vật liệu phản xạ nhiệt

Nhóm vật liệu phản xạ nhiệt gồm màng nhôm, giấy bạc kraft, màng PET mạ nhôm, túi khí phủ bạc và các loại xốp PE hoặc IXPE phủ nhôm.

Khác với vật liệu cách nhiệt dạng khối, màng nhôm chủ yếu làm giảm nhiệt truyền bằng bức xạ. Hiệu quả của sản phẩm phụ thuộc vào độ phát xạ bề mặt, khoảng không khí tiếp giáp, hướng lắp đặt và chất lượng mối nối.

Màng bạc mỏng không nên được xem là giải pháp thay thế hoàn toàn cho PU, PIR, XPS hoặc bông khoáng trong các công trình cần nhiệt trở cao.

11. Cellulose và vật liệu tự nhiên

Cellulose cách nhiệt thường được sản xuất từ giấy tái chế đã qua xử lý. Vật liệu có thể được thổi vào khoang tường, mái hoặc trần nhằm lấp đầy các khoảng trống.

Ngoài cellulose, thị trường thế giới còn phát triển nhiều loại vật liệu cách nhiệt tự nhiên như sợi gỗ, nút bần, sợi gai dầu, sợi lanh, cotton tái chế, xơ dừa, trấu, bã mía, rơm ép và lông cừu.

Nhóm vật liệu này có tiềm năng giảm tác động môi trường nhưng cần được kiểm soát về độ ẩm, độ bền, chống cháy, mối mọt và khả năng lún theo thời gian.

12. Perlite và vermiculite

Perlite và vermiculite là các khoáng chất có khả năng trương nở khi được xử lý ở nhiệt độ cao.

Sản phẩm có thể được sử dụng dưới dạng hạt cách nhiệt đổ rời, vữa cách nhiệt, bê tông nhẹ, tấm chịu nhiệt hoặc vật liệu bảo ôn cho thiết bị công nghiệp.

Hai vật liệu này có khả năng chịu nhiệt tương đối tốt nhưng cần được thiết kế và thi công đúng cấu tạo để kiểm soát độ ẩm.

13. Thủy tinh bọt

Thủy tinh bọt, còn gọi là cellular glass hoặc foam glass, là vật liệu vô cơ có cấu trúc chứa nhiều ô khí kín.

Vật liệu có khả năng kháng ẩm, không mục nát và thường được dùng cho kho lạnh, đường ống lạnh sâu, bồn chứa, công nghiệp dầu khí và hệ thống LNG.

Do chi phí tương đối cao, thủy tinh bọt chủ yếu được sử dụng trong các dự án chuyên dụng có yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt.

14. Canxi silicat

Canxi silicat là vật liệu vô cơ chịu nhiệt, thường được sản xuất dưới dạng tấm hoặc ống định hình.

Vật liệu được dùng cho đường ống hơi, lò hơi, thiết bị nhiệt, nhà máy điện và nhà máy hóa chất. Canxi silicat có độ cứng và khả năng chịu nhiệt tốt nhưng cần được bảo vệ khỏi nước và tác động cơ học.

15. Sợi gốm ceramic

Ceramic fiber được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao, nơi các vật liệu cách nhiệt xây dựng thông thường không đáp ứng được.

Các dạng sản phẩm phổ biến gồm chăn sợi gốm, tấm ceramic, giấy ceramic, dây chịu nhiệt và module lò. Vật liệu được ứng dụng trong lò nung, lò nhiệt luyện, nồi hơi và thiết bị công nghiệp.

Việc lựa chọn phải dựa trên nhiệt độ làm việc liên tục, nhiệt độ giới hạn và yêu cầu an toàn trong quá trình thi công.

16. Aerogel

Aerogel là vật liệu siêu nhẹ có cấu trúc rỗng ở cấp độ nano và hệ số dẫn nhiệt rất thấp.

Aerogel thương mại thường được sản xuất dưới dạng chăn cách nhiệt có sợi gia cường. Vật liệu được sử dụng cho đường ống dầu khí, nhà máy hóa chất, thiết bị công nghiệp và những khu vực có không gian lắp đặt hạn chế.

Ưu điểm lớn nhất của aerogel là hiệu suất cách nhiệt cao ở độ dày nhỏ. Hạn chế chính là giá thành cao hơn nhiều vật liệu truyền thống.

17. Tấm cách nhiệt chân không

Vacuum Insulation Panel, viết tắt là VIP, gồm lõi vật liệu xốp được hút chân không và bọc bằng lớp màng kín khí.

VIP có khả năng cách nhiệt rất cao nhưng không được cắt, khoan hoặc làm thủng trong quá trình lắp đặt. Khi lớp vỏ mất độ kín, hiệu suất của tấm có thể suy giảm đáng kể.

Vật liệu thường được sử dụng trong tủ lạnh cao cấp, thùng vận chuyển dược phẩm, chuỗi cung ứng lạnh và công trình có không gian cách nhiệt hạn chế.

18. Vật liệu chuyển pha

Vật liệu chuyển pha, hay Phase Change Material, có khả năng hấp thụ và giải phóng nhiệt trong quá trình chuyển trạng thái.

PCM không phải vật liệu cách nhiệt thuần túy. Sản phẩm giúp giảm dao động nhiệt độ và hỗ trợ điều hòa nhiệt cho tường, trần, tấm thạch cao, bê tông hoặc panel.

Bảng so sánh các vật liệu cách nhiệt thông dụng

Cách lựa chọn vật liệu cách nhiệt phù hợp

Khi lựa chọn vật liệu cách nhiệt, chủ đầu tư và đơn vị thi công cần xem xét đồng thời các yếu tố sau:

• Nhiệt độ làm việc thấp nhất và cao nhất của hệ thống.
• Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu.
• Độ dày cần thiết để chống thất thoát nhiệt hoặc đọng sương.
• Khả năng kháng hơi nước và hút ẩm.
• Yêu cầu về chống cháy và giới hạn chịu nhiệt.
• Khả năng chịu lực và ổn định kích thước.
• Điều kiện lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời.
• Yêu cầu cách âm và tiêu âm.
• Chi phí đầu tư, vận hành và bảo trì.
• Hồ sơ kỹ thuật, nguồn gốc và chứng nhận chất lượng.

Với đường ống lạnh, độ dày bảo ôn cần được tính toán dựa trên nhiệt độ lưu chất, nhiệt độ môi trường và độ ẩm không khí. Không nên chỉ lựa chọn độ dày theo kinh nghiệm hoặc dựa hoàn toàn vào giá bán.

Vật liệu cách nhiệt nào phổ biến tại Việt Nam?

Các nhóm vật liệu đang được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam gồm:

• Bông thủy tinh và bông đá.
• Xốp EPS và XPS.
• PU và PIR.
• Cao su bảo ôn NBR/PVC.
• PE, XPE và IXPE.
• Màng nhôm phản xạ nhiệt.
• Panel sandwich.
• Sợi gốm ceramic.
• Canxi silicat.
• Gối đỡ cách nhiệt cho đường ống.

Các vật liệu như aerogel, VIP, cellular glass và EPDM foam đã xuất hiện tại Việt Nam nhưng chủ yếu phục vụ dự án chuyên dụng hoặc phân khúc có yêu cầu kỹ thuật cao.

Câu hỏi thường gặp về vật liệu cách nhiệt

Vật liệu cách nhiệt nào tốt nhất?

Không có một vật liệu tốt nhất cho tất cả ứng dụng. Cao su bảo ôn phù hợp với ống lạnh; PU và PIR phù hợp với kho lạnh; bông đá phù hợp với công trình cần chống cháy; ceramic fiber phù hợp với lò nhiệt độ cao.

Vật liệu cách nhiệt và vật liệu chống nóng có giống nhau không?

Hai khái niệm có liên quan nhưng không hoàn toàn giống nhau. Vật liệu cách nhiệt hạn chế quá trình truyền nhiệt nói chung, còn vật liệu chống nóng thường được sử dụng để giảm nhiệt từ mái hoặc môi trường bên ngoài truyền vào công trình.

Màng nhôm có thể thay thế bông hoặc xốp cách nhiệt không?

Thông thường là không. Màng nhôm chủ yếu phản xạ bức xạ nhiệt và cần khoảng không khí phù hợp. Trong nhiều công trình, màng nhôm nên được kết hợp với bông, xốp hoặc lớp bảo ôn dạng khối.

Nên dùng vật liệu gì cho ống điều hòa và chiller?

Cao su bảo ôn NBR/PVC, EPDM hoặc các dòng bảo ôn ô kín phù hợp thường được sử dụng. Việc lựa chọn cần căn cứ vào nhiệt độ đường ống, độ ẩm môi trường và độ dày cần thiết để chống đọng sương.

Nên sử dụng vật liệu nào cho mái nhà xưởng?

Có thể sử dụng bông thủy tinh phủ bạc, bông đá, PU, PIR, EPS, XPS hoặc IXPE phủ nhôm. Phương án phù hợp phụ thuộc vào kết cấu mái, yêu cầu chống cháy, ngân sách và hiệu suất cách nhiệt cần đạt.

Mua vật liệu cách nhiệt ở đâu uy tín?

Công ty TNHH Thương mại Dịch vụ Thành Nam EC chuyên sản xuất và phân phối vật tư cơ điện, HVAC, cách nhiệt, cách âm và bảo ôn cho công trình dân dụng và công nghiệp.

Các nhóm sản phẩm nổi bật gồm:

• Tấm và ống cao su bảo ôn.
• Tấm PE, XPE và IXPE.
• Tấm bảo ôn có mặt nhôm và keo dán.
• Băng keo nhôm, băng keo bạc và băng keo bảo ôn.
• Keo dán bảo ôn chuyên dụng.
• Gioăng ống gió.
• Gioăng sợi thủy tinh và sợi gốm chịu nhiệt.
• Gối đỡ ống EPS và PU.
• Vật liệu cách nhiệt, cách âm và chống cháy.
• Phụ kiện phục vụ thi công hệ thống HVAC, PCCC và M&E.

Thành Nam EC hỗ trợ tư vấn lựa chọn vật liệu theo yêu cầu kỹ thuật, quy cách thi công và điều kiện sử dụng thực tế. Hàng hóa được cung cấp từ hệ thống kho tại Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh và Đà Nẵng, đáp ứng nhu cầu giao hàng toàn quốc.

Thông tin liên hệ Thành Nam EC

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ THÀNH NAM EC

Trụ sở Hà Nội: Số 106 Hoàng Quốc Việt, Nghĩa Đô, Hà Nội
Địa chỉ TP.HCM: 111/24 Tây Lân, Bình Tân, TP.HCM
Hệ thống kho: Hà Nội – TP.HCM – Đà Nẵng
Hotline: 0889.833.393
Ngọc Huyền: 0816.833.393
Anh Quân: 0929.833.393
Bộ phận kỹ thuật: 0923.833.393
Bộ phận giao vận – 0825.833.393
Email: thanhnam@thanhnamec.com
Website: www.thanhnamec.com

Liên hệ ngay với Thành Nam EC để được tư vấn lựa chọn vật liệu cách nhiệt phù hợp, kiểm tra quy cách và nhận báo giá tốt cho công trình, đại lý hoặc đơn hàng số lượng lớn.