Bông cách nhiệt là gì? có những loại nào

Bông cách nhiệt là gì? Cơ chế chống truyền nhiệt

Bông cách nhiệt là một loại vật liệu được tạo thành từ các sợi nhỏ đan xen nhau, hình thành nên cấu trúc xốp với hàng triệu khoảng trống chứa khí. Chính những khoảng không microscopic này giúp ngăn cản quá trình truyền nhiệt. Khi nhiệt năng di chuyển qua vật liệu, nó phải vượt qua hàng loạt “rào cản” bao gồm các sợi và không khí tĩnh bị giữ lại giữa các sợi, từ đó giảm đáng kể tốc độ truyền nhiệt.

Cơ chế hoạt động của bông cách nhiệt dựa trên ba nguyên lý vật lý cơ bản:

• Dẫn nhiệt: Các sợi có độ dẫn nhiệt thấp (λ = 0.030-0.045 W/mK)
• Đối lưu: Cấu trúc xốp hạn chế chuyển động của không khí
• Bức xạ: Các sợi phản xạ và hấp thụ bức xạ nhiệt

Hiệu quả cách nhiệt của bông phụ thuộc chủ yếu vào mật độ sợi, độ dày của lớp vật liệu và các đặc tính của nguyên liệu được sử dụng để sản xuất.

Vai trò của bông cách nhiệt trong công trình công nghiệp và dân dụng

Trong tình hình chi phí năng lượng ngày càng tăng và yêu cầu về hiệu quả sử dụng năng lượng trở nên khắt khe hơn, bông cách nhiệt đóng một vai trò quan trọng trong các công trình công nghiệp và dân dụng.

Đối với các nhà máy và công trình công nghiệp, bông cách nhiệt mang lại nhiều lợi ích như: 

• Giảm tổn thất nhiệt trong hệ thống ống dẫn, lò hơi, đường ống
• Duy trì nhiệt độ ổn định cho quy trình sản xuất
• Bảo vệ thiết bị và kéo dài tuổi thọ máy móc
• Tiết kiệm 20-30% chi phí năng lượng vận hành

Trong các công trình dân dụng, bông cách nhiệt hỗ trợ: 

• Cải thiện hiệu quả điều hòa không gian
• Giảm hóa đơn điện năng cho hệ thống HVAC
• Tạo môi trường sống thoải mái với nhiệt độ ổn định
• Cách âm hiệu quả, đặc biệt với các loại bông có mật độ cao

Các loại bông cách nhiệt phổ biến hiện nay

Bông thủy tinh cách nhiệt (Glasswool)

Bông thủy tinh cách nhiệt được tạo ra từ cát silic nung chảy, sau đó kéo thành các sợi siêu mịn với đường kính từ 3-5 micromet và liên kết bằng nhựa phenolic. Vật liệu này nổi bật với trọng lượng nhẹ, khả năng chống cháy hiệu quả và đặc biệt là tối ưu chi phí. Bông thủy tinh cách nhiệt thường có độ dày phổ biến là 25mm và 50mm, với mật độ dao động từ 12kg/m³ đến 48kg/m³ tùy theo mục đích sử dụng. Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu nằm trong khoảng λ = 0.032-0.040 W/mK, cho phép chịu được nhiệt độ lên tới 250°C khi hoạt động liên tục.

Bông khoáng Rockwool cách nhiệt

Bông khoáng Rockwool được sản xuất từ đá bazan, đá vôi và các khoáng chất tự nhiên được nung chảy ở nhiệt độ 1400-1500°C, sau đó kéo thành sợi và liên kết bằng chất kết dính. Đặc tính nổi bật của Rockwool là khả năng chịu nhiệt cao, không cháy và độ bền cơ học vượt trội so với bông thủy tinh. Những  loại mật độ phổ biến của bông khoáng Rockwool nằm trong khoảng từ 40kg/m³ đến 120kg/m³. Kích thước tiêu chuẩn thường là 1200mm x 600mm hoặc dạng cuộn với chiều rộng 1000mm và chiều dài từ 5000-8000mm. Hệ số dẫn nhiệt λ dao động từ 0.035-0.045 W/mK và khả năng chịu nhiệt lên đến 750°C.

Bông gốm Ceramic chịu nhiệt cao:

Bông gốm Ceramic là vật liệu cách nhiệt chất lượng cao, được chế tạo từ sợi gốm alumina-silica tinh khiết. Điểm nổi bật nhất của loại vật liệu này là khả năng chịu nhiệt rất cao, từ 1260°C đến 1300°C, cùng với độ dẫn nhiệt cực thấp (λ = 0.028-0.035 W/mK ở nhiệt độ thường).

• • Dạng tấm: Kích thước tiêu chuẩn 600mm x 1200mm, độ dày từ 13mm đến 50mm
  • Dạng cuộn: Chiều rộng 610mm/1220mm, độ dày 13mm-25mm, chiều dài 7620mm-14640mm

Mật độ của bông ceramic thường dao động từ 64kg/m³ đến 160kg/m³, với các ứng dụng chủ yếu trong:

• • Lớp lót lò nung gốm sứ, thủy tinh
  • Cách nhiệt cho lò nhiệt luyện kim loại
  • Lớp cách nhiệt cho các thiết bị nhiệt độ cực cao
  • Lớp bảo vệ trong các hệ thống xử lý nhiệt công nghiệp

Phân loại bông cách nhiệt theo độ dày và mật độ

Độ dày của bông cách nhiệt là yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất cách nhiệt và khả năng chống truyền nhiệt của vật liệu. Tùy theo yêu cầu sử dụng, bông cách nhiệt được sản xuất với các độ dày phổ biến như 25mm, 50mm, 75mm và 100mm, mỗi loại phù hợp với từng ứng dụng cụ thể trong công nghiệp và dân dụng, giúp tối ưu hiệu quả bảo ôn và tiết kiệm năng lượng cho công trình.

• • Bông cách nhiệt độ dày 25mm: Sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu cách nhiệt ở mức cơ bản, đặc biệt là đường ống nhỏ, ống dẫn điều hòa và các vách ngăn nhẹ. Với độ dày vừa phải, vật liệu giúp giảm truyền nhiệt từ 40–45% so với bề mặt không cách nhiệt, đồng thời đảm bảo tính linh hoạt và dễ dàng thi công trong các không gian lắp đặt hạn chế. Đây là lựa chọn tối ưu cho các công trình cần hiệu quả bảo ôn trung bình nhưng vẫn ưu tiên yếu tố gọn nhẹ và tiết kiệm chi phí.
  • Bông cách nhiệt độ dày 50mm: Phổ biến trong các công trình mái tôn công nghiệp, vách ngăn và hệ thống đường ống lớn, nhờ khả năng cân bằng tốt giữa hiệu quả cách nhiệt và chi phí đầu tư. Với độ dày tiêu chuẩn này, vật liệu có thể giảm truyền nhiệt từ 60–65% so với bề mặt không cách nhiệt, giúp duy trì nhiệt độ ổn định, tiết kiệm năng lượng và nâng cao độ bền cho kết cấu công trình. Đây là giải pháp được ưa chuộng trong các nhà xưởng, kho lạnh và khu vực sản xuất có yêu cầu cách nhiệt ở mức cao.
  • Bông cách nhiệt độ dày 75mm: Sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng lò hơi, đường ống nhiệt độ cao và kho lạnh, nơi yêu cầu khả năng cách nhiệt vượt trội. Với độ dày lớn, vật liệu có thể giảm truyền nhiệt từ 75–80% so với bề mặt không cách nhiệt, giúp duy trì nhiệt độ ổn định và giảm thiểu thất thoát năng lượng. Đây là lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống công nghiệp có nhiệt độ vận hành cao hoặc môi trường cần kiểm soát nhiệt nghiêm ngặt, đảm bảo hiệu quả vận hành và độ bền lâu dài cho thiết bị.
  • Bông cách nhiệt độ dày 100mm: Là loại vật liệu chuyên dụng cho các hệ thống lò nung, thiết bị vận hành ở nhiệt độ cao và kho lạnh công nghiệp, nơi đòi hỏi khả năng cách nhiệt ở mức tối đa. Với cấu trúc sợi dày đặc, vật liệu có thể giảm truyền nhiệt từ 85–90% so với bề mặt không cách nhiệt, giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể và duy trì điều kiện nhiệt ổn định trong thời gian dài. Đây là lựa chọn tối ưu cho các công trình công nghiệp yêu cầu hiệu suất cách nhiệt cao nhất và độ an toàn nhiệt tuyệt đối.

Mật độ của bông cách nhiệt là yếu tố quan trọng quyết định trực tiếp đến hiệu quả cách nhiệt, độ bền cơ học và khả năng chịu lực của vật liệu. Với các mức mật độ tiêu chuẩn từ 40kg/m³ đến 120kg/m³, mỗi loại sẽ phù hợp với từng ứng dụng cụ thể, giúp tối ưu khả năng bảo ôn, đảm bảo độ ổn định và tuổi thọ cho công trình.

• • Mật độ 40kg/m³: Là loại vật liệu nhẹ, thích hợp cho các ứng dụng không chịu lực như trần nhà, mái tôn và vách ngăn. Với hệ số dẫn nhiệt λ ≈ 0.040 W/mK, vật liệu mang lại khả năng cách nhiệt hiệu quả, giúp giảm thất thoát nhiệt năng trong các công trình dân dụng. Đồng thời, với cường độ nén khoảng 5–8 kPa, loại bông này vẫn đảm bảo độ bền cơ học cơ bản, dễ thi công và là lựa chọn tối ưu cho các công trình yêu cầu trọng lượng nhẹ, chi phí hợp lý nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả bảo ôn.
  • Mật độ 60-80kg/m³: Với hệ số dẫn nhiệt λ ≈ 0.037 W/mK, mang lại hiệu quả cách nhiệt cao hơn so với các loại mật độ thấp. Với cường độ nén đạt 10–15 kPa, vật liệu này có độ bền cơ học tốt, thích hợp sử dụng cho đường ống, thiết bị công nghiệp và các vách ngăn chịu lực nhẹ. Đây là lựa chọn phổ biến trong các công trình công nghiệp và dân dụng cần sự cân bằng giữa hiệu suất cách nhiệt, độ bền và chi phí đầu tư.
  • Mật độ 100-120kg/m³: Được thiết kế cho các ứng dụng yêu cầu khả năng chịu nhiệt và chịu lực cao, như lò hơi, thiết bị nhiệt độ cao và sàn chịu tải. Với hệ số dẫn nhiệt λ ≈ 0.035 W/mK, vật liệu mang lại hiệu suất cách nhiệt tối ưu, giúp giảm thất thoát năng lượng trong môi trường khắc nghiệt. Đồng thời, cường độ nén đạt 20–30 kPa giúp bông giữ vững hình dạng, không bị lún hay biến dạng trong quá trình sử dụng, đảm bảo độ bền cơ học và tuổi thọ lâu dài cho công trình.

Mặc dù mật độ cao hơn không luôn đồng nghĩa với khả năng cách nhiệt tốt hơn, nhưng lại giúp tăng độ bền cơ học và khả năng chịu nhiệt của vật liệu. Việc lựa chọn mật độ và độ dày phù hợp cần dựa trên yêu cầu kỹ thuật của từng công trình. Bảng dưới đây cung cấp cái nhìn tổng quan để so sánh nhanh hiệu suất theo từng mức mật độ và độ dày.

Nên chọn bông cách nhiệt dạng tấm hay dạng cuộn?

Ưu điểm bông cách nhiệt dạng tấm trong hệ thống cách nhiệt:

• • Dễ cắt, định hình theo kích thước cụ thể
  • Độ ổn định kích thước cao, ít biến dạng khi lắp đặt
  • Phù hợp với bề mặt phẳng, đều đặn
  • Độ cứng cơ học tốt, chịu được áp lực nén
  • Thời gian thi công nhanh hơn với diện tích lớn

Ưu điểm bông cách nhiệt dạng cuộn trong hệ thống cách nhiệt:

• • Linh hoạt, dễ uốn cong theo bề mặt không đều
  • Giảm thiểu mối nối, tăng hiệu quả cách nhiệt
  • Phù hợp với bề mặt cong, đường ống, bồn chứa
  • Vận chuyển, lưu trữ thuận tiện hơn (tiết kiệm không gian)
  • Chi phí thường thấp hơn so với dạng tấm cùng loại

Lựa chọn bông cách nhiệt theo loại công trình

• • Trần nhà, mái tôn: Thường được cách nhiệt bằng bông thủy tinh dạng cuộn có lớp bạc phản xạ, giúp giảm bức xạ nhiệt và giữ không gian mát mẻ hơn. Vật liệu dày 50mm mang lại hiệu quả cách nhiệt tối ưu, trong khi mật độ 16–24kg/m³ là mức phù hợp để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo khả năng cách nhiệt tốt, trọng lượng nhẹ và dễ thi công cho các công trình dân dụng và nhà xưởng.
  • Ống gió và hệ thống HVAC: Nên sử dụng bông thủy tinh dạng cuộn hoặc dạng tấm có lớp bạc nhằm tăng khả năng phản xạ nhiệt và hạn chế thất thoát năng lượng. Với độ dày 25mm cho ống nhỏ và 50mm cho ống lớn, vật liệu đảm bảo hiệu quả cách nhiệt đồng đều trên toàn hệ thống. Mật độ 24–32kg/m³ được khuyến nghị để duy trì độ bền cơ học tốt, hạn chế xẹp lún và đảm bảo tuổi thọ lâu dài trong điều kiện vận hành liên tục.
  • Tường lò và các thiết bị nhiệt độ cao: Nên sử dụng bông khoáng Rockwool dạng tấm hoặc bông ceramic để đảm bảo khả năng chịu nhiệt và cách nhiệt vượt trội. Tùy theo điều kiện làm việc, nên chọn độ dày từ 50–100mm nhằm tối ưu hiệu suất bảo ôn. Về mật độ, Rockwool thích hợp ở mức 80–120kg/m³, trong khi bông ceramic đạt 96–128kg/m³, giúp vật liệu duy trì hình dạng ổn định, chống co ngót và đảm bảo an toàn trong môi trường có nhiệt độ cực cao.
  • Kho lạnh và phòng đông: nên sử dụng bông khoáng Rockwool dạng tấm nhờ khả năng cách nhiệt ổn định và chịu ẩm tốt. Độ dày 75–100mm giúp đạt hiệu quả bảo ôn tối ưu, giảm thất thoát nhiệt và duy trì nhiệt độ ổn định trong không gian làm lạnh. Vật liệu có mật độ 60–100kg/m³, kết hợp cùng lớp chống thấm bề mặt, đảm bảo độ bền cao, chống ngưng tụ hơi nước và kéo dài tuổi thọ cho hệ thống kho lạnh.

Tổng kết

Bông cách nhiệt là vật liệu quan trọng giúp giảm truyền nhiệt, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ thiết bị trong cả công trình công nghiệp lẫn dân dụng. Tùy theo yêu cầu sử dụng, có thể lựa chọn các loại vật liệu như Glasswool, Rockwool hoặc Ceramic, với độ dày và mật độ khác nhau để đạt hiệu quả bảo ôn tối ưu. Việc chọn đúng loại, đúng thông số kỹ thuật giúp công trình vận hành ổn định, an toàn và bền bỉ hơn. Nếu quý khách hàng cần tư vấn kỹ thuật hoặc báo giá vật liệu cách nhiệt, hãy liên hệ Công ty TNHH Công Nghiệp Bảo Sơn. Đội ngũ kỹ thuật viên chuyên môn cao của Bảo Sơn sẽ hỗ trợ tận nơi, giúp lựa chọn giải pháp cách nhiệt phù hợp, tiết kiệm chi phí và đạt hiệu quả cao nhất cho từng loại công trình.