Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Теплоизоляция ограждающих конструкций



 

3.4.1. Современные теплоизоляционные материалы

Требования к повышению тепловой защиты зданий и сооружений, основных потребителей тепловой энергии, являются объектом государственного регулирования как у нас в стране, так и в большинстве стран мира. В принятом в конце 2009 года федеральном законе «Об энергосбережении …» в статье 11 сказано: «Требования энергетической эффективности зданий, строений, сооружений должны включать в себя:

1) показатели, характеризующие удельную величину расхода энергетических ресурсов в здании, строении, сооружении;

2) требования к влияющим на энергетическую эффективность зданий, строений, сооружений архитектурным, функционально-технологическим, конструктивным и инженерно-техническим решениям;

3) требования к отдельным элементам, конструкциям зданий, строений, сооружений и к их свойствам, к используемым в зданиях, строениях, сооружениях устройствам и технологиям, а также требования к включаемым в проектную документацию и применяемым при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте зданий, строений, сооружений технологиям и материалам, позволяющие исключить нерациональный расход энергетических ресурсов как в процессе строительства, реконструкции, капитального ремонта зданий, строений, сооружений, так и в процессе их эксплуатации».

Новый закон, учитывающий проблемы низких теплозащитных характеристик устаревших жилых и общественных зданий со значительными затратами на отопление зданий и подогрев воды, позволяет плавно вводить более жесткие нормы теплоизоляции зданий, усиливать требования к комфортности жилья и качеству отделки, стимулировать появление новых технологий теплозащиты зданий и применение современных материалов для обеспечения теплоизоляции.

Одним из основных путей повышения энергоэффективности ограждающих конструкций жилых, общественных и производственных зданий является применение утеплителей в конструкциях наружных стен, покрытиях, перекрытиях и перегородках. Для эксплуатируемых зданий рациональным способом повышения теплозащиты может быть устройство дополнительного наружного утепления ограждающих конструкций. В новом строительстве используется как наружное утепление стен из монолитного железобетона, кирпича, бруса, мелкоштучных изделий, так и применение эффективных утеплителей в качестве среднего слоя в трехслойных стенах из бетона и кирпича.

Поэтому постоянно увеличиваются объемы потребления теплоизоляционных материалов по мере роста строительства в стране, достигая по оценкам экспертов 28-30 млн. м3 в год. Видно, что потребление на 1000 человек составляет порядка 200 м3 , в то время как в Норвегии этот показатель более 900 м3. Как следствие, дома усадебного типа, например, в Швеции затрачивают на отопление в среднем 135 КВт·ч/(м2 год), в Германии затрачивают в среднем 250 КВт·ч/(м2 год), а в России эта величина достигает 800 КВт·ч/(м2 год). Не меньшие расходы тепловой энергии идут на отопление более чем 5 тысяч домов усадебного типа вокруг города Иркутска со стеновыми ограждениями в кирпичном исполнении. В условиях роста цен на энергоресурсы очевидна актуальность утепления зданий не только на государственном уровне, но и на уровне частного домовладельца.

Перспективы использования теплоизоляционных материалов в России при планах строительства только жилья 100-150 млн м2 в год могут оцениваться для общественных и промышленных зданий в пределах 50-55 млн м3, а для жилых – более 30 м3. Структура потребления теплоизоляционных материалов близка к характерным для промышленно развитых стран, где волокнистые утеплители составляют 60-80% от общего производства. Так в 2008 году наблюдалась следующая структура потребления теплоизоляционных материалов: стекловолокно – 41%, каменная вата – 32%, вспененный пенополистирол (пенопласт) – 17%, экструзивный пенополистирол – 4%, пенополиуретан – 1%, другие материалы – 5%. Другие материалы включают: ячеистые бетоны, вспученный перлит, вермикулит, вспененные полиолефины. По данным различных изданий в настоящее время наиболее используемым теплоизоляционным материалом является минеральная вата (стекловолокно и каменная вата). Однако сравнительно большая стоимость сдерживает распространение качественных стекловатных материалов с высокими теплотехническими параметрами.

Теплоизоляционные материалы принято различать по их маркам или брендам, где возможно также выделение по следующим видам:

– минеральная вата на основе базальтового волокна – Роквул-Rockwool, Парок-Paroc, Термостек-Termostec, Изовол-Izovol, Изорок, Термостепс;

– стекловолокно на основе стеклянного штапельного волокна – Изовер-Isover, Урса-Ursa, Кнауф-Knauf Insolation, Термостек-Termostec;

– экструдированный пенополистирол – Урсафом-Ursafoam, Теплекс-Teplex, Стирофом-Styrofoam, Примаплекс-Primaplex, Кнауф-Knauf, Пеноплекс;

– отражающая теплоизоляция на основе вспененного полиэтилена – Изолон, Изоком, Тепофол, Пенофол.

Минеральная вата – волокнистый теплоизоляционный материал, получаемый в результате расплава горных базальтовых пород при температуре около 1500 ˚C. Основные достоинства – негорючесть (материал выдерживает температуру до 1000 ˚C, не плавясь), высокая теплоизолирующая способность, хорошая паропроницаемость (влага испаряется, не скапливаясь в толще утеплителя), устойчивость к температурным колебаниям и воздействию воды (для повышения водоотталкивающих свойств применяются гидрофобизаторы). Минеральная вата характеризуется незначительной усадкой и, соответственно, сохранением изначальных геометрических размеров в течение всего периода эксплуатации постройки и отсутствием температурных деформаций. Благодаря этому удается избежать появления тепловых мостов, неизбежно возникающих в местах стыков в случае подвижек теплоизоляционных плит. Минераловатный утеплитель достаточно прост в монтаже: мягкие изделия легко режутся ножом, а более плотные – ножовкой. Обычно минеральная вата выпускается в виде эластичных или жестких плит (в зависимости от сферы применения), прошивных матов. Теплоизоляция из минеральной ваты применяется в системах наружного утепления, в качестве теплоизоляционного слоя в навесных вентилируемых фасадах и фасадах со штукатурным покрытием, а также для теплоизоляции скатных и плоских кровель.

Стекловолокнистые изделия изготавливаются из силикатного расплава с высоким содержанием кремнезема. Основные компоненты шихты – кварцевый песок, доломит и глинозем. Длина его волокон около 15 см, в то время как длина каменного волокна обычно не превышает 1.5 см, а диаметр волокна не более 4-5 мкм. Стекловолокно, в отличие от минеральной ваты довольно упругий материал. Повышенная упругость стекловолокна позволяет транспортировать его в рулонах на значительные расстояния, складировать на стройплощадках – при вскрытии упаковки материал быстро возвращается к исходным параметрам. Стекловолокно выпускается в виде матов (свернутых в рулоны) и плит. Основное отличие матов от плит связано с возможностью установки изоляции на большей площади без разрывов и без тепловых мостов за счет уменьшения числа стыков между теплоизоляционными материалами. Стекловолокно обладает хорошей паропроницаемостью, не позволяя влаге скапливаться внутри, что, соответственно, увеличивает долговечность ограждения. Теплоизоляционные изделия из стекловолокна применяются, в основном, при утеплении так называемых ненагруженных конструкций (скатные кровли, навесные вентилируемые фасады и т.д.), а также при устройстве полов по лагам, потолков подвалов, перекрытий, внутренних перегородок. В силу высокой сжимаемости и упругости стекловолоконная теплоизоляция особенно удобна при утеплении труднодоступных мест, узлов сопряжения элементов конструкций.

Пенополистирол (пенопласт) – полимерный материал, исходным сырьем которого служит стирол. При производстве пенополистирола не применяют связующие. Сырье перерабатывается под действием повышенных температуры и давления за счет спекания гранул друг с другом. Пенополистирол химически стоек, не подвержен гниению и разложению, не меняет своих свойств на протяжении десятков лет даже при многократных воздействиях знакопеременных температур. В качестве утеплителя пенополистирол применяется в системах наружного утепления, в системах с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции, в системах с утеплителем внутри ограждающей конструкции. Используют его и для термоизоляции стеновых панелей, перекрытий, подвалов, кровель. Из пенополистирола изготовляются и теплоизоляционные фасадные плиты, представляющие собой трехслойную конструкцию из двух слоев полистиролбетона и среднего слоя из пенополистирола.

В отличие от систем утепления фасадов, в которых применяются минераловатные или пенополистирольные плиты, оштукатуриваемые по сетке с последующей отделкой, плиты «Симпролит» готовы к отделке сразу же после закрепления на фасаде. Причем первоначальная отделка (грунтовка, шпаклевка) может выполняться еще до монтажа.

Экструдированный пенополистирол производится из обычного гранулированного пенополистирола (пенопласт). В процессе переработки его смешивают с различными ингредиентами, повышающими прочность и снижающими горючесть материала. Затем в однородную массу под давлением подается вспенивающий агент (например, углекислый газ). В результате получается материал, образованный из мелких не сообщающихся друг с другом наполненных газом ячеек, обладающий нулевой капиллярностью и не пропускающий воду и ее пары. Закрытая ячеистая структура обеспечивает незначительное изменение теплопроводности в условиях повышенной влажности, что позволяет применять его в качестве наружной теплоизоляции в подвалах даже без использования гидроизоляционных материалов.

Вспененный полиэтилен (более известный как изолон) обеспечивает тепло-, гидро- и звукоизоляцию одновременно. Изолон с низкой плотностью обычно применяется в фундаментах, разделяющих перегородках, для теплоизоляции стен домов, гаражей, лоджий, труб горячего и холодного водоснабжения. Изолон с высокой плотностью используется как тепло-, гидро- и звукоизоляционная прокладка в полах, уплотнитель стыков сборных элементов зданий, срубов, утеплитель для окон. Выпускается изолон и с металлизированным покрытием. Благодаря отражающим свойствам фольги, он удерживает внутри помещения инфракрасные лучи, что позволяет использовать его в саунах, банях. Материал легко монтируется: сваривается, клеится, крепится мебельными скобами и строительными скотчами. В зависимости от технологии производства изолон бывает сшитым и несшитым. Поставляется он в рулонах длиной до 200 м, толщиной от 2 до 12 мм, шириной от 0.55 м до 1.5 м, а также в листах размерами 1.4 х 2.0 м и толщиной до 15 мм.

Таким образом, современные теплоизоляционные материалы, используемые в промышленном строительстве, общественных и жилых зданий, можно условно разделить на несколько видов: минеральные (минеральная вата и стекловолокно), пенополистиролы (гранулированный пенополистирол-пенопласт и экструдированный пенополистирол), а также вспененный полиэтилен.

 

3.4.2. Примеры устройства теплоизоляции ограждений

Проектирование утепления ограждений с использованием современных теплоизоляционных материалов осуществляется на основе известных строительных технологий, а также рекомендаций производителей теплоизоляционных материалов, которые стараются сопровождать внедрение своей продукции. Информация об устройстве теплоизоляции в ограждающих конструкциях зданий с детальными альбомами чертежей и сборниками технических решений и рекомендаций находится на сайтах большинства фирм производителей продукции, например: www.rockwool.ru, www.isover.ru, www.ursa.ru, www.teplex.ru, www.izolaciya.ru и многих других.

Ниже приводятся примеры проектирования наружной теплоизоляции ограждающих конструкций, которые являются типичными и принципиально не отличающимися практически для всех представленных в сети альбомах технических решений.

Физико-технические свойства используемых теплоизоляционных материалов оказывают влияние на теплотехническую эффективность и эксплуатационную надежность конструкций, трудоемкость монтажа, возможность ремонта в процессе эксплуатации и в значительной степени определяют сравнительную эффективность различных вариантов утепления зданий. На долговечность и стабильность теплофизических и физико-механических свойств теплоизоляционных материалов в конструкциях утепления зданий влияют многие эксплуатационные факторы, включая:

– знакопеременный температурно-влажностный режим теплоизоляционных конструкций;

– возможность капиллярного и диффузионного увлажнения теплоизоляционного материала в конструкции;

– воздействие ветровых нагрузок;

– механические нагрузки от собственного веса в конструкциях стен и нагрузки при перемещении людей в конструкциях крыш и перекрытий.

С учетом указанных факторов теплоизоляционные материалы для утепления зданий должны отвечать следующим основным требованиям:

– теплоизоляционный материал должен обеспечивать требуемое сопротивление теплопередаче при возможно минимальной толщине конструкции, что достигается применением материалов с расчетным коэффициентом теплопроводности в пределах 0.035-0.05 Вт/(м×˚C);

– паропроницаемость материала должна иметь значения, исключающие возможность накопления влаги в конструкции в процессе ее эксплуатации;

– плотность теплоизоляционных материалов для утепления зданий ограничивается допустимыми нагрузками на несущие конструкции и составляет 200-250 кг/м3.

Преимуществом систем наружного утепления ограждений является:

– защита ограждающих конструкций (стен, покрытий, чердачных перекрытий) от воздействий переменных температур наружного воздуха, что способствует улучшению их температурно-влажностного режима, исключает появление трещин, увеличивает срок службы конструкций;

– смещение точки росы к внешней стороне теплоизляционного слоя, способствуя улучшению влажностного режима внутренних частей ограждающих конструкций;

– обеспечение благоприятного режима по условиям паропроницаемости;

– сохранение исходной площади помещения в условиях реконструкции с наружным утеплением стен.

При наружной теплоизоляции зданий возрастает теплоаккумулирующая способность утепляемых ограждений. В случае изменения условий отопления и даже его отключение становится существенной емкостная составляющая теплоизоляции, например, для кирпичной стены, остывающей значительно медленнее.




Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.