Vật liệu bảo ôn là gì? 06 loại phổ biến hiện nay

Trong lĩnh vực công nghiệp nhiệt và cơ điện, vật liệu bảo ôn giữ vai trò trọng yếu trong việc kiểm soát nhiệt độ, giảm tổn thất năng lượng và bảo vệ thiết bị vận hành.
Hiểu một cách đơn giản, bảo ôn là quá trình sử dụng vật liệu chuyên dụng để ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình truyền nhiệt giữa hai môi trường có chênh lệch nhiệt độ.

Nhiều người thường nhầm lẫn giữa khái niệm “cách nhiệt” và “bảo ôn”.

• Cách nhiệt chủ yếu đề cập đến khả năng ngăn dòng nhiệt truyền qua bề mặt.
• Bảo ôn có phạm vi rộng hơn: ngoài cách nhiệt, nó còn giúp duy trì nhiệt độ ổn định, chống cháy, chống ăn mòn, đồng thời đảm bảo an toàn cho người vận hành trong các hệ thống công nghiệp.

Khi được thi công bảo ôn đúng kỹ thuật, hệ thống có thể giảm đến 95% lượng nhiệt thất thoát, tương đương tiết kiệm 20–30% chi phí năng lượng cho doanh nghiệp.
Ví dụ, một đường ống hơi không được bảo ôn có thể làm tăng chi phí nhiên liệu lên tới 30% so với đường ống được bọc bảo ôn chuẩn. Điều này cho thấy bảo ôn cách nhiệt không chỉ là yêu cầu kỹ thuật mà còn là giải pháp đầu tư dài hạn.

Tiêu chí đánh giá một vật liệu bảo ôn hiệu quả

Khả năng cách nhiệt và chịu nhiệt

Yếu tố quan trọng nhất khi chọn vật liệu bảo ôn cách nhiệt là hệ số dẫn nhiệt (λ).
Hệ số này càng thấp, khả năng cách nhiệt càng cao.
Các vật liệu bảo ôn hiện đại thường có λ từ 0,023 – 0,045 W/mK ở điều kiện nhiệt độ phòng.
Bên cạnh đó, cần xem xét giới hạn nhiệt độ làm việc tối đa — tức mức nhiệt mà vật liệu vẫn giữ được tính ổn định, không bị biến dạng hay phân hủy.

Mật độ và độ dày vật liệu

Mật độ vật liệu bảo ôn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả cách nhiệt và độ bền cơ học.

• Mật độ thấp (12–40 kg/m³): cách nhiệt tốt nhưng chịu lực kém.
• Mật độ cao (80–200 kg/m³): bền chắc hơn nhưng khả năng cách nhiệt giảm.

Độ dày lớp bảo ôn được tính toán dựa trên nhiệt độ vận hành, môi trường xung quanh và yêu cầu tiết kiệm năng lượng.
Nguyên tắc chung: chênh lệch nhiệt càng lớn → lớp bảo ôn càng dày

Độ bền cơ học và tính ổn định dài hạn

Vật liệu bảo ôn cần chịu được va đập, rung động và nén ép trong quá trình sử dụng.
Đặc biệt, với các hệ thống hoạt động liên tục, vật liệu phải duy trì độ ổn định vật lý và nhiệt học lâu dài, không bị co ngót, xẹp lún hoặc hút ẩm theo thời gian.

Tính dễ thi công và bảo trì

Một vật liệu bảo ôn tốt cần dễ cắt, uốn và lắp đặt, thích hợp với cấu trúc phức tạp như đường ống, lò hơi, hoặc trần nhà xưởng. Ngoài ra, vật liệu phải chống ẩm, kháng nấm mốc, không bị ăn mòn kim loại, giúp giảm chi phí bảo trì định kỳ.

06 loại vật liệu bảo ôn phổ biến nhất hiện nay

1. Bông thủy tinh 

Bông thủy tinh là vật liệu bảo ôn được sản xuất từ cát silic nung chảy, kéo sợi và liên kết bằng nhựa phenolic. Với mật độ 12–32 kg/m³, loại bông này mang lại hiệu quả bảo ôn cách nhiệt tốt với chi phí thấp.

Đặc điểm kỹ thuật:

• Hệ số dẫn nhiệt: 0,032 – 0,040 W/mK
• Nhiệt độ làm việc: -50°C đến 250°C
• Khả năng chống cháy: Cấp A1 (không cháy)
• Hấp thụ âm: NRC 0,85–0,95

Ứng dụng: Bông thủy tinh được dùng phổ biến trong ống gió điều hòa, trần nhà xưởng, vách ngăn.
Ưu điểm là trọng lượng nhẹ, dễ thi công, chi phí thấp, tuy nhiên khả năng chịu nhiệt hạn chế và dễ hút ẩm nếu không được bọc bảo vệ kỹ.

2. Bông khoáng Rockwool – Cách âm, chống cháy hiệu quả

Bông khoáng Rockwool được sản xuất từ đá bazan nóng chảy, kéo thành sợi và ép thành tấm, cuộn hoặc ống. Với mật độ 40–120 kg/m³, Rockwool cân bằng giữa khả năng cách nhiệt – cách âm – độ bền cơ học.

Đặc điểm kỹ thuật:

• Hệ số dẫn nhiệt: 0,035 – 0,045 W/mK
• Nhiệt độ làm việc: -50°C đến 750°C
• Khả năng chống cháy: Cấp A1 (không cháy, điểm nóng chảy >1000°C)
• Hấp thụ âm: NRC 0,90–0,95
• Khả năng chống nước: Kỵ nước >99%

Ứng dụng:Rockwool được dùng trong nhà xưởng, phòng máy, hệ thống HVAC, tường cách âm, mái chống cháy.
Ưu điểm vượt trội là khả năng chống cháy xuất sắc, bền cơ học cao, không bị ẩm mốc và tuổi thọ trên 25 năm nếu thi công đúng kỹ thuật.

3.Bông gốm Ceramic – Vật liệu bảo ôn chịu nhiệt cao đến 1300°C

Bông gốm Ceramic (Ceramic Fiber) là vật liệu bảo ôn cao cấp được sản xuất từ nhôm silicat nung chảy, kéo sợi và xử lý nhiệt đặc biệt. Nhờ cấu trúc sợi siêu mịn, nhẹ và bền, bông gốm mang lại khả năng chịu nhiệt vượt trội trong môi trường khắc nghiệt, đặc biệt trong các ứng dụng công nghiệp nặng.

Đặc điểm kỹ thuật:

• Mật độ: 64 – 128 kg/m³
• Hệ số dẫn nhiệt: 0,035 – 0,070 W/mK (tùy nhiệt độ)
• Nhiệt độ làm việc: Lên đến 1300°C (loại cao cấp)
• Khả năng chống sốc nhiệt: >30 chu kỳ nhiệt (1100°C → 20°C)
• Độ co ngót sau nung: <3% ở 1100°C

Bông gốm Ceramic được sử dụng trong lò nung, lò hơi, thiết bị luyện kim, xi măng, và nhà máy nhiệt điện, nơi yêu cầu khả năng chịu nhiệt và ổn định cấu trúc cao. Ưu điểm nổi bật là:

• Trọng lượng nhẹ, chỉ bằng 1/3 vật liệu chịu lửa truyền thống.
• Cách nhiệt tốt, nhờ độ dẫn nhiệt thấp và khả năng giữ nhiệt ổn định.
• Chống sốc nhiệt cực tốt, giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm chi phí bảo trì.

4. Tấm Panel Cách Nhiệt – Giải pháp hiện đại cho vách và mái công nghiệp

Tấm panel cách nhiệt là dạng cấu trúc “sandwich” gồm hai lớp vỏ kim loại (thường là tôn mạ kẽm hoặc tôn màu) và lõi cách nhiệt ở giữa. Lõi panel có thể làm từ PU, Rockwool hoặc EPS, tùy mục đích sử dụng.

Đặc điểm kỹ thuật:

Loại lõi	Mật độ (kg/m³)	Hệ số dẫn nhiệt (W/mK)	Ghi chú
PU (Polyurethane)	38–42	0,022–0,026	Cách nhiệt tốt nhất
Rockwool	100–120	0,038–0,042	Chống cháy vượt trội
EPS (Polystyrene)	15–20	0,035–0,040	Giá rẻ, nhẹ

Độ dày phổ biến: 50mm, 75mm, 100mm

Tấm panel được ứng dụng trong nhà xưởng, kho lạnh, phòng sạch và công trình lắp ghép nhanh. Ưu điểm:

• Thi công nhanh hơn 50–70% so với tường gạch.
  Cách nhiệt – cách âm hiệu quả, tuổi thọ cao.
• Panel lõi PU phù hợp cho kho lạnh, Rockwool thích hợp cho khu vực yêu cầu chống cháy.

5. Gạch và Bê Tông Cách Nhiệt – Lựa chọn cho công trình chịu tải

Gạch và bê tông cách nhiệt là vật liệu xây dựng cải tiến, trong đó thêm phụ gia nhẹ như perlite, vermiculite hoặc cốt liệu rỗng nhằm giảm hệ số dẫn nhiệt và tăng khả năng bảo ôn.

Đặc điểm kỹ thuật:

• Gạch cách nhiệt: Mật độ 700–900 kg/m³, λ = 0,15–0,25 W/mK
• Bê tông cách nhiệt: Mật độ 300–1600 kg/m³, λ = 0,08–0,30 W/mK
• Cường độ nén: 5–25 MPa
• Nhiệt độ làm việc: Lên đến 1100°C (với gạch chịu lửa cách nhiệt)

Ứng dụng: tường, nền móng, buồng đốt, lò công nghiệp.
Ưu điểm: chịu lực tốt, chống cháy tuyệt đối, độ bền >50 năm.
Nhược điểm: hiệu quả cách nhiệt thấp hơn các vật liệu bảo ôn chuyên dụng như bông Ceramic hay Rockwool.

6. Mút Xốp PE-OPP, EPS, PU – Giải pháp bảo ôn dân dụng hiệu quả

Nhóm mút xốp cách nhiệt là vật liệu bảo ôn nhẹ, được sản xuất từ polymer như polyethylene (PE), polystyrene (EPS) hoặc polyurethane (PU). Cấu trúc tế bào kín chứa khí giúp giảm truyền nhiệt và chống ẩm hiệu quả.

Đặc điểm kỹ thuật:

Loại mút	Mật độ (kg/m³)	Hệ số dẫn nhiệt (W/mK)	Nhiệt độ làm việc (°C)
PE-OPP	25–45	0,035–0,040	-40 đến +80
EPS	15–30	0,033–0,040	-50 đến +75
PU	30–60	0,023–0,028	-200 đến +110

Ưu điểm:

• Nhẹ, dễ cắt và thi công.
• Cách nhiệt – cách âm tốt, chống ẩm cao.
• Chi phí thấp, phù hợp dân dụng.

Nhược điểm:

• Chịu nhiệt kém, dễ cháy, độ bền cơ học thấp.
  Ứng dụng: bảo ôn đường ống lạnh, điều hòa, vách ngăn tạm, mái nhà dân dụng.

Bảng so sánh nhanh: độ dày – mật độ – khả năng chịu nhiệt của các vật liệu cách nhiệt

Dưới đây là bảng so sánh tổng hợp giữa các loại vật liệu phổ biến hiện nay:

Vật liệu	Mật độ (kg/m³)	Độ dày phổ biến (mm)	Nhiệt độ làm việc tối đa (°C)	Hệ số dẫn nhiệt ở 100°C (W/mK)
Bông thủy tinh	12–32	25, 50, 75, 100	250	0.040–0.045
Rockwool dạng tấm	80–120	30, 50, 75, 100	750	0.037–0.042
Rockwool dạng cuộn	40–60	50, 100	650	0.040–0.045
Bông gốm Ceramic	64–128	25, 50, 100	1000–1300	0.035–0.040
Panel PU	40–42	50, 75, 100, 150, 200	80	0.023–0.025
Panel Rockwool	100–120	50, 75, 100, 150, 200	750	0.037–0.042

Lưu ý: Độ dày cần thiết để đạt cùng hiệu quả cách nhiệt sẽ khác nhau tùy vật liệu. Ví dụ, khi cần giảm 80% tổn thất nhiệt ở 150°C, bông gốm ceramic dày 50mm cho hiệu quả tương đương Rockwool dày 75mm hoặc bông thủy tinh dày 100mm.
Điều này cho thấy bông ceramic có khả năng cách nhiệt vượt trội trong cùng điều kiện sử dụng.

 

Ứng dụng thực tế của vật liệu bảo ôn trong nhà máy và công trình

1. Bảo ôn đường ống trong nhà máy

Hệ thống đường ống trong các nhà máy thường vận chuyển môi chất ở nhiệt độ rất cao (hơi nước, dầu nhiệt) hoặc rất thấp (nước lạnh, NH₃). Vì vậy, việc bảo ôn đường ống không chỉ giúp duy trì nhiệt độ ổn định mà còn đảm bảo an toàn vận hành và giảm thất thoát năng lượng.

• Đường ống hơi nước cao áp (>10 bar, 180–250°C):
  Giải pháp tối ưu là sử dụng bông khoáng Rockwool dạng ống dày 50–100mm kết hợp lớp vỏ bọc inox hoặc tôn mạ kẽm. Hệ thống này giúp giảm đến 95% lượng nhiệt thất thoát, tương đương tiết kiệm 20–30% chi phí nhiên liệu lò hơi.
• Đường ống lạnh (2–10°C):
  Thường sử dụng mút PE-OPP hoặc mút PU kết hợp lớp chống thấm để ngăn ngưng tụ hơi nước, hạn chế ăn mòn và kéo dài tuổi thọ hệ thống.

2. Bảo ôn lò hơi và thiết bị HVAC

Các lò hơi công nghiệp hoạt động ở mức nhiệt từ 800–1200°C, đòi hỏi hệ thống bảo ôn nhiều lớp để đảm bảo an toàn và tiết kiệm năng lượng:

• Lớp trong cùng: dùng gạch chịu lửa cao nhôm (Al₂O₃ >60%) hoặc bông gốm ceramic mật độ cao – vật liệu chịu nhiệt vượt trội.
• Lớp giữa: bông ceramic mật độ trung bình giúp hạn chế truyền nhiệt.
• Lớp ngoài cùng: bông khoáng Rockwool kết hợp lớp kim loại bảo vệ, giúp tăng độ bền.

Nhờ cấu trúc này, nhiệt độ bề mặt ngoài có thể giảm xuống dưới 50°C, trong khi bên trong lò vẫn đạt hơn 1000°C — giúp tiết kiệm 15–25% nhiên liệu đốt.

Với thiết bị HVAC (như AHU), sử dụng bông thủy tinh hoặc Rockwool mật độ thấp (25–40 kg/m³) là giải pháp phổ biến, giúp cách âm – cách nhiệt hiệu quả và nâng cao hiệu suất năng lượng.

3. Lắp đặt bảo ôn cho tường và mái nhà xưởng

Tường và mái là hai khu vực ảnh hưởng lớn đến nhiệt độ và chi phí năng lượng trong nhà xưởng.

• Nhà xưởng thông thường: sử dụng panel lõi PU hoặc EPS dày 50–75mm, vừa cách nhiệt tốt, vừa tiết kiệm chi phí.
• Nhà xưởng yêu cầu chống cháy: nên chọn panel lõi Rockwool dày 75–100mm, an toàn hơn, dù chi phí cao hơn khoảng 30–40%.
• Kho lạnh: thường dùng panel PU dày 100–150mm kết hợp hệ thống chống thấm và cửa cách nhiệt. Cấu trúc này giúp duy trì nhiệt độ từ -20°C đến +5°C, tiết kiệm 40–60% chi phí điện năng so với hệ thống không được bảo ôn đúng cách.

Lựa chọn vật liệu bảo ôn hiệu quả – tối ưu chi phí

Việc chọn vật liệu bảo ôn phù hợp cần cân nhắc nhiều yếu tố như nhiệt độ vận hành, không gian lắp đặt, ngân sách và yêu cầu về an toàn. Với các thiết bị hoạt động ở nhiệt độ trên 400°C, bông gốm Ceramic là sự lựa chọn tối ưu dù chi phí cao hơn. Trong khi đó, đối với các ứng dụng có nhiệt độ trung bình từ 100-400°C, bông khoáng Rockwool mang lại sự cân bằng tốt giữa hiệu quả và chi phí.

Một lưu ý quan trọng để giảm thiểu thất thoát nhiệt là đảm bảo tính liên tục của lớp bảo ôn, đặc biệt tại các mối nối, van và phụ kiện. Những điểm gián đoạn này dù chỉ chiếm 5-10% diện tích bề mặt nhưng có thể gây ra 20-30% tổng lượng nhiệt thất thoát. Việc sử dụng các hộp bảo ôn có thể tháo rời ở các vị trí van và phụ kiện không chỉ giúp dễ dàng bảo trì mà còn đảm bảo hiệu quả cách nhiệt.

Quy trình bảo trì định kỳ lớp bảo ôn cũng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hiệu suất lâu dài. Hàng năm cần kiểm tra để phát hiện các vết nứt, hư hỏng hoặc sự xê dịch của lớp bảo ôn, đặc biệt sau khi thực hiện các đợt bảo trì lớn. Việc thay thế kịp thời các đoạn bảo ôn bị hư hỏng không chỉ giúp duy trì hiệu quả cách nhiệt mà còn ngăn ngừa hiện tượng ăn mòn dưới lớp bảo ôn (CUI – Corrosion Under Insulation), một nguyên nhân phổ biến gây hư hỏng đường ống trong công nghiệp.

Kết luận

Đầu tư vào vật liệu cách nhiệt chất lượng cao ngay từ đầu là quyết định kinh tế khôn ngoan.
Một hệ thống bảo ôn được thiết kế và thi công chuẩn có thể giúp:

• Tiết kiệm 30–40% chi phí vận hành
• Kéo dài tuổi thọ thiết bị
• Tăng hiệu quả năng lượng và an toàn sử dụng

Đôi khi, đầu tư thêm 10–15% cho vật liệu cao cấp như bông gốm ceramic hoặc Rockwool lại mang về lợi ích kinh tế gấp nhiều lần trong suốt vòng đời công trình.
Hãy tính toán kỹ độ dày tối ưu và vật liệu phù hợp, tránh chọn loại quá mỏng để tiết kiệm trước mắt nhưng khiến chi phí vận hành tăng cao về sau.

Bạn đang tìm giải pháp bảo ôn – cách nhiệt hiệu quả cho nhà máy, kho lạnh, đường ống hay lò hơi, việc lựa chọn đúng vật liệu và cấu trúc bảo ôn ngay từ đầu sẽ giúp giảm đáng kể chi phí năng lượng, nâng cao an toàn vận hành và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Bảo Sơn cung cấp dịch vụ tư vấn kỹ thuật chuyên sâu, đề xuất vật liệu phù hợp như bông khoáng Rockwool, bông gốm Ceramic, panel cách nhiệt và hỗ trợ báo giá – mẫu thực tế theo từng hạng mục công trình.