Tấm bông khoáng cách nhiệt – Cấu tạo và kích thước tiêu chuẩn cho công trình

Qua hơn 15 năm kinh nghiệm trong ngành vật liệu cách nhiệt, Bảo Sơn nhận thấy việc lựa chọn đúng vật liệu là yếu tố then chốt quyết định hiệu quả sử dụng năng lượng và tuổi thọ của công trình. Trong số các giải pháp cách nhiệt hiện đại, tấm bông khoáng cách nhiệt nổi lên như một lựa chọn ưu việt với nhiều đặc tính kỹ thuật vượt trội. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ về cấu tạo và kích thước tiêu chuẩn của loại vật liệu này.

Tấm bông khoáng là gì?

Tấm bông khoáng cách nhiệt là vật liệu được sản xuất từ đá bazan, đá vôi hoặc xỉ lò cao được nung chảy ở nhiệt độ cực cao (khoảng 1400-1600°C). Khối nóng chảy này sau đó được kéo thành sợi mỏng và ép thành dạng tấm cứng với độ dày và mật độ khác nhau. Quá trình sản xuất này tạo ra một cấu trúc sợi đan xen với hàng triệu túi khí nhỏ bên trong, mang lại khả năng cách nhiệt và cách âm vượt trội.

Khác với dạng cuộn thông thường, tấm bông khoáng cách nhiệt có độ cứng và ổn định kích thước cao hơn, giúp dễ dàng lắp đặt và duy trì hiệu quả cách nhiệt lâu dài. Dạng tấm cũng có khả năng chịu lực tốt hơn, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu khả năng chịu tải trọng như sàn kỹ thuật, vách ngăn chịu lực hoặc các khu vực có người đi lại.

Khi so sánh với các vật liệu cách nhiệt khác như bọt polyurethane (PU), polystyrene (EPS/XPS) hay bông thủy tinh, tấm bông khoáng có ưu điểm vượt trội về khả năng chống cháy, độ bền cơ học và tuổi thọ. Đặc biệt, với khả năng chịu nhiệt lên đến trên 1000°C mà không bị cháy hoặc sinh khói độc, tấm bông khoáng là lựa chọn an toàn cho các công trình có yêu cầu cao về phòng cháy chữa cháy.

Cấu tạo đặc biệt giúp cách nhiệt hiệu quả

Cấu tạo bông khoáng dạng tấm có đặc điểm độc đáo giúp nó trở thành vật liệu cách nhiệt hiệu quả. Về cơ bản, tấm bông khoáng có cấu trúc sợi đá đan xen theo nhiều hướng khác nhau, tạo nên một mạng lưới 3D phức tạp với vô số khoảng trống nhỏ chứa không khí – chất cách nhiệt tự nhiên tuyệt vời.

Mật độ của tấm bông khoáng là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả cách nhiệt và khả năng chịu lực. Tấm bông khoáng thông thường có mật độ từ 40kg/m³ đến 200kg/m³, tùy theo mục đích sử dụng. Mật độ càng cao, khả năng chịu lực càng tốt, nhưng hệ số dẫn nhiệt cũng có xu hướng tăng nhẹ. Ví dụ, tấm bông khoáng mật độ 80kg/m³ có hệ số dẫn nhiệt khoảng 0.035 W/mK, trong khi tấm mật độ 150kg/m³ có hệ số dẫn nhiệt khoảng 0.040 W/mK.

Quá trình định hình tấm bông khoáng thường sử dụng kết hợp nhiệt độ cao và áp lực để tạo ra độ cứng và ổn định kích thước. Một số loại tấm bông khoáng cao cấp còn được gia cường bằng lưới thủy tinh hoặc lưới kim loại để tăng cường độ bền cơ học và khả năng chịu rung động.

Khả năng chống cháy là đặc tính nổi bật của tấm bông khoáng. Được sản xuất từ đá tự nhiên, vật liệu này không cháy và có thể chịu được nhiệt độ trên 1000°C trong thời gian dài mà không bị biến dạng hoặc mất đi tính năng cách nhiệt. Đây là lý do tại sao tấm bông khoáng chịu nhiệt, chống cháy được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống phòng cháy chữa cháy và các công trình có yêu cầu an toàn cháy nổ cao.

Ngoài ra, cấu tạo vô cơ của tấm bông khoáng cũng mang lại khả năng kháng nước, kháng mốc và kháng khuẩn tự nhiên. Vật liệu không thấm nước và không tạo điều kiện cho nấm mốc, vi khuẩn phát triển, giúp duy trì môi trường xây dựng lành mạnh và kéo dài tuổi thọ của công trình.

Kích thước phổ biến của bông khoáng tấm

Kích thước bông khoáng tấm trên thị trường khá đa dạng, đáp ứng nhu cầu cho nhiều loại công trình khác nhau. Tiêu chuẩn phổ biến nhất là tấm có kích thước 600mm x 1200mm, phù hợp với hầu hết các hệ khung thạch cao và panel công nghiệp. Tuy nhiên, một số nhà sản xuất cũng cung cấp các kích thước khác như 600mm x 1000mm hoặc 500mm x 1000mm tùy theo yêu cầu cụ thể của dự án.

Về độ dày, kích thước bông khoáng tấm thường dao động từ 25mm đến 100mm, với các mức phổ biến là 25mm, 50mm, 75mm và 100mm. Trong một số trường hợp đặc biệt, có thể đặt hàng tấm có độ dày lên đến 150mm hoặc 200mm cho các ứng dụng cách nhiệt đặc biệt như kho lạnh công nghiệp hoặc lò nhiệt độ cao.

Bảng kích thước tiêu chuẩn của tấm bông khoáng:

Việc lựa chọn kích thước bông khoáng tấm phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như yêu cầu cách nhiệt, không gian lắp đặt và loại kết cấu. Ví dụ, với kho lạnh duy trì nhiệt độ -18°C đến -25°C, thường cần sử dụng tấm bông khoáng dày 75mm đến 100mm với mật độ 100-120kg/m³ để đảm bảo hiệu quả cách nhiệt tối ưu.

Đối với nhà xưởng công nghiệp ở khu vực có khí hậu nóng như miền Nam Việt Nam, tấm bông khoáng dày 50mm với mật độ 80kg/m³ thường là lựa chọn cân bằng giữa hiệu quả cách nhiệt và chi phí đầu tư. Trong khi đó, với các vách ngăn văn phòng chủ yếu cần cách âm, tấm dày 25mm với mật độ 60-80kg/m³ là giải pháp phổ biến.

Ứng dụng thực tế của bông khoáng tấm

Tấm cách nhiệt cho trần, tường công nghiệp là một trong những ứng dụng phổ biến nhất của tấm bông khoáng. Khi lắp đặt dưới mái tôn hoặc trong hệ thống trần treo, tấm bông khoáng giúp giảm đáng kể lượng nhiệt truyền vào bên trong công trình, đặc biệt trong những ngày nắng nóng khi nhiệt độ mái tôn có thể lên tới 70-80°C.

Tại một nhà máy dệt may ở Bình Dương, sau khi lắp đặt tấm bông khoáng dày 50mm cho trần nhà xưởng, nhiệt độ trong xưởng sản xuất đã giảm từ 38°C xuống còn 28°C vào những ngày nắng nóng, giúp tăng năng suất lao động và giảm chi phí điều hòa không khí đáng kể.

Trong các hệ thống vách ngăn, tấm bông khoáng được lắp đặt giữa hai lớp thạch cao hoặc tấm xi măng sợi để tạo ra vách ngăn cách âm, cách nhiệt hiệu quả. Với khả năng hấp thụ âm thanh tốt, tấm bông khoáng giúp giảm đến 45-50dB tiếng ồn, tạo môi trường làm việc yên tĩnh, thoải mái.

Đối với các hệ thống lò hơi, lò nhiệt và đường ống dẫn nhiệt, tấm bông khoáng chịu nhiệt cao được sử dụng để giảm tổn thất nhiệt và bảo vệ người vận hành. Tấm bông khoáng mật độ cao (150-200kg/m³) có thể chịu được nhiệt độ lên đến 750°C trong vận hành liên tục và trên 1000°C trong thời gian ngắn.

Trong hệ thống thông gió và điều hòa không khí (HVAC), tấm bông khoáng được sử dụng để bọc các ống dẫn khí, giúp duy trì nhiệt độ không khí và giảm tiếng ồn từ hệ thống. Tấm bông khoáng còn được phủ một lớp nhôm hoặc vải thủy tinh để tăng cường khả năng chống thấm và bảo vệ bề mặt.

Một ứng dụng đặc biệt của tấm bông khoáng là trong các hệ thống phòng cháy chữa cháy. Với khả năng chống cháy tuyệt vời, tấm bông khoáng được sử dụng để bảo vệ các kết cấu thép, đường cáp điện và các lỗ xuyên tường chống cháy, giúp tăng thời gian chịu lửa của công trình lên đến 4 giờ theo tiêu chuẩn.

Ưu điểm khi sử dụng tấm bông khoáng

Tấm bông khoáng cách nhiệt mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với các vật liệu cách nhiệt khác trên thị trường.

Đầu tiên là tính dễ thi công. Tấm bông khoáng có thể dễ dàng cắt gọt bằng dao hoặc cưa thông thường để tạo ra kích thước và hình dạng phù hợp với từng vị trí lắp đặt. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí thi công, đặc biệt là với các công trình có nhiều góc cạnh phức tạp.

Khả năng chống cháy vượt trội là một trong những ưu điểm nổi bật nhất của tấm bông khoáng chịu nhiệt, chống cháy. Được phân loại là vật liệu không cháy (Euroclass A1 theo tiêu chuẩn EN 13501-1), tấm bông khoáng không chỉ không bắt lửa mà còn có thể ngăn chặn sự lan rộng của đám cháy, bảo vệ kết cấu công trình và tạo thời gian cho việc sơ tán người và tài sản.

Hiệu quả cách âm cao là một ưu điểm khác của tấm bông khoáng. Với cấu trúc sợi đan xen, tấm bông khoáng có thể hấp thụ đến 95% năng lượng âm thanh ở tần số 1000Hz, giúp giảm đáng kể tiếng ồn truyền qua tường, trần và sàn. Chỉ số giảm âm (Rw) của một vách ngăn sử dụng tấm bông khoáng dày 50mm có thể đạt 40-50dB, đáp ứng các tiêu chuẩn cách âm nghiêm ngặt nhất.

Độ bền theo thời gian là một ưu điểm quan trọng khác. Với cấu trúc vô cơ, tấm bông khoáng không bị phân hủy theo thời gian, không bị mối mọt, côn trùng phá hoại và có tuổi thọ lên đến 50 năm nếu được lắp đặt đúng kỹ thuật. Điều này giúp tiết kiệm chi phí bảo trì, bảo dưỡng trong suốt vòng đời của công trình.

Tính thân thiện với môi trường cũng là một ưu điểm đáng kể. Tấm bông khoáng được sản xuất từ đá tự nhiên, có thể tái chế và không chứa các chất độc hại như CFC, HCFC hay formaldehyde. Nhiều sản phẩm tấm bông khoáng hiện đại còn được chứng nhận về khả năng tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính.

Lưu ý khi lựa chọn độ dày

Lựa chọn độ dày phù hợp cho tấm bông khoáng là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả cách nhiệt và tính kinh tế của giải pháp. Độ dày cần được tính toán dựa trên nhiều yếu tố như chênh lệch nhiệt độ giữa hai bên vật liệu, yêu cầu cách nhiệt, không gian lắp đặt và ngân sách đầu tư.

Công thức tính độ dày tối thiểu của tấm bông khoáng:

d = λ × ΔT / q

Trong đó:

• d: Độ dày tấm bông khoáng (m)
• λ: Hệ số dẫn nhiệt của tấm bông khoáng (W/mK)
• ΔT: Chênh lệch nhiệt độ giữa hai bên vật liệu (°C)
• q: Mật độ dòng nhiệt cho phép (W/m²)

Ví dụ, với tấm bông khoáng có λ = 0.035 W/mK, chênh lệch nhiệt độ ΔT = 30°C và mật độ dòng nhiệt cho phép q = 10 W/m², độ dày tối thiểu cần thiết là:

d = 0.035 × 30 / 10 = 0.105 m = 105 mm

Trong thực tế, thường làm tròn lên đến độ dày tiêu chuẩn gần nhất, trong trường hợp này là 100mm hoặc 120mm tùy theo sản phẩm có sẵn.

Đối với các ứng dụng khác nhau, có thể tham khảo các gợi ý về độ dày và mật độ như sau:

• Vách ngăn văn phòng (chủ yếu cách âm): Dày 25-50mm, mật độ 60-80kg/m³
• Trần nhà xưởng (cách nhiệt mái tôn): Dày 50-75mm, mật độ 80-100kg/m³
• Kho lạnh (0°C đến +8°C): Dày 75-100mm, mật độ 100-120kg/m³
• Kho đông (-18°C đến -25°C): Dày 100-150mm, mật độ 120-150kg/m³
• Lò hơi, lò nhiệt (nhiệt độ bề mặt >300°C): Dày 75-100mm, mật độ 150-200kg/m³

Ngoài độ dày, mật độ của tấm bông khoáng cũng là yếu tố quan trọng cần xem xét. Mật độ càng cao, khả năng chịu lực càng tốt, nhưng chi phí cũng tăng theo. Vì vậy, cần cân nhắc kỹ lưỡng giữa yêu cầu kỹ thuật và ngân sách đầu tư.

Một lưu ý quan trọng khác là điều kiện lắp đặt và bảo vệ tấm bông khoáng. Trong môi trường ẩm ướt hoặc ngoài trời, tấm bông khoáng cần được bảo vệ bằng lớp chống thấm phù hợp như màng nhôm, vải thủy tinh hoặc lớp phủ bitum. Điều này giúp duy trì hiệu quả cách nhiệt và kéo dài tuổi thọ của vật liệu.

Cuối cùng, khi lựa chọn tấm bông khoáng, nên ưu tiên các sản phẩm có chứng nhận chất lượng từ các tổ chức uy tín như ASTM, ISO, EN hoặc TCVN. Các chứng nhận này đảm bảo sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về hiệu suất cách nhiệt, khả năng chống cháy và độ an toàn cho sức khỏe.

Tấm bông khoáng cách nhiệt đang ngày càng khẳng định vị thế là vật liệu cách nhiệt, cách âm hiệu quả và an toàn cho các công trình xây dựng hiện đại. Với cấu tạo đặc biệt từ sợi đá tự nhiên, kích thước đa dạng và nhiều ưu điểm vượt trội, tấm bông khoáng là lựa chọn lý tưởng cho các nhà thầu và chủ đầu tư muốn xây dựng công trình bền vững, tiết kiệm năng lượng và an toàn.

Khi lựa chọn và sử dụng tấm bông khoáng, việc hiểu rõ cấu tạo, kích thước tiêu chuẩn và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả cách nhiệt là vô cùng quan trọng. Hy vọng những thông tin trên đây sẽ giúp bạn có cái nhìn tổng quan và đưa ra quyết định đúng đắn cho dự án của mình.

Công ty chúng tôi luôn sẵn sàng tư vấn chi tiết về các giải pháp cách nhiệt, cách âm sử dụng tấm bông khoáng phù hợp với từng loại công trình cụ thể. Hãy liên hệ với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi để được hỗ trợ tốt nhất.