Современные и перспективные технологии утепления зданий в XXI веке



Содержание


Введение.............................................................................................................. 3

1. Современные технологий утепления зданий в XXI веке......................... 4

2. Перспективные технологии утепления зданий в XXI веке.................... 17

Заключение...................................................................................................... 25

Список использованной литературы........................................................... 26



Введение

Вопрос утепления зданий в настоящее время весьма актуален. Существующие здания не отвечают техническим нормам по сохранению тепла через наружные стены и в результате промерзают. Затрачивается впустую финансирование на теплоэнергетические ресурсы. Вновь проектируемые здания, без специальных мероприятий по утеплению, в последствии потребуют значительных дополнительных финансовых затрат. Указанные проблемы предлагаем решать путем применения наружного утепления зданий.

Актуальность энергосбережения и экономии энергоресурсов в зданиях не вызывает сомнений. Переход к рыночной экономике сопровождается значительным ростом цен на топливо и энергию, а также ростом эксплуатационных расходов. Потребление энергии для отопления, кондиционирования и горячего водоснабжения истощает планетные запасы ее невозобновляемых источников топлива, оказывая дополнительное давление на экономику. Энергоэффективность зданий признается в качестве важнейшего инструмента, влияющего на глобальный энергетический рынок. Парламентом и Советом Европейского Союза разработан пакет законов, предназначенных для стандартизации в странах ЕС строительных нормативов по повышению энергоэффективности зданий. Главная цель этих законов – существенное снижение потребления первичной энергии в зданиях (до 30 %) по сравнению с ранее существующими нормами. В этих новых нормативах мероприятия по энергосбережению в отопительных системах (источники тепла) и системах теплоснабжения (включая системы регулирования и управления теплоснабжением) приравниваются к мероприятиям по сбережению энергии тепловой защитой зданий.

Цель работы: описать современные и перспективные технологии утепления зданий в XXI веке.

Данная цель решается с помощью раскрытия следующих основных задач:

1. Современные технологий утепления зданий в XXI веке

2. Перспективные технологии утепления зданий в XXI веке

1. Современные технологий утепления зданий в XXI веке


Новое строительство, реконструкция и капитальный ремонт зданий в Российской Федерации осуществляется в соответствии с новыми, повышенными требованиями к теплозащите ограждающих конструкций, определяемыми Изменением № 3 к СНиП II-3-79* “Строительная теплотехника”.

Введение новых, более жестких, нормативов по энергосбережению вызвало необходимость радикального пересмотра принципов проектирования и строительства зданий, т.к. применение традиционных для России строительных материалов и технических решений не обеспечивает требуемого по современным нормам термического сопротивления наружных ограждающих конструкций зданий.

В новом строительстве все большее распространение получают трехслойные конструкции стен из кирпича, легкобетонных блоков и панелей или монолитного железобетона, в которых предусмотрено применение эффективных утеплителей в качестве среднего слоя между несущей или самонесущей стеной и защитно-декоративной облицовкой.

Рациональным и эффективным способом повышения теплозащиты эксплуатируемых зданий является дополнительное наружное утепление их ограждающих конструкций.

При новом строительстве используется как наружное утепление, так и применение эффективных утеплителей в качестве среднего слоя в трехслойных ограждающих конструкциях из кирпича и бетона.

Существующие варианты утепления зданий отличаются как конструктивными решениями, так и используемыми в конструкциях материалами.

Необходимый уровень теплозащиты наружных ограждений зданий определяется требованиями СНиП II-3-79* в зависимости от продолжительности отопительного периода (ГСОП) для каждого региона.

В современной практике наибольшее применение получили следующие типы конструктивных решений по утеплению зданий: трехслойные стены с утеплителем в качестве среднего слоя и наружной облицовкой из кирпича. Различают конструкции с вентилируемым зазором и без него; наружное утепление зданий со штукатурным покрытием; наружное утепление стен с вентилируемым зазором и облегченной защитно-декоративной облицовкой изделиями типа “сайдинг”, “ранила”, “этернит” и др.

Физико-технические свойства используемых теплоизоляционных материалов оказывают определяющее влияние на теплотехническую эффективность и эксплуатационную надежность конструкций, трудоемкость монтажа, возможность ремонта в процессе эксплуатации и в значительной степени определяют сравнительную технико-экономическую эффективность различных вариантов утепления зданий.

Теплоизоляционные материалы в конструкциях утепления зданий должны соответствовать требованиям пожарной безопасности по СНиП 21-01-97, иметь гигиенические сертификаты, не выделять токсичные вещества в процессе эксплуатации и при горении.

На долговечность и стабильность теплофизических и физико-механических свойств теплоизоляционных материалов в конструкциях утепления зданий влияют как конструктивные особенности, так и эксплуатационные факторы, включая: знакопеременный температурно-влажностный режим теплоизоляционных конструкций; возможность капиллярного и диффузионного увлажнения теплоизоляционного материала в конструкции; воздействие ветровых нагрузок и температурных деформаций элементов ограждающих конструкций; механические нагрузки от собственного веса материала в конструкциях стен и внешние нагрузки (люди, оборудование при монтаже и ремонте) в конструкциях крыш и перекрытий.

С учетом указанных факторов теплоизоляционные материалы для утепления зданий должны отвечать следующим общим требованиям: теплоизоляционный материал должен обеспечивать требуемое сопротивление теплопередаче при возможно минимальной толщине конструкции, что достигается применением материалов с расчетным коэффициентом теплопроводности 0,04–0,06 Вт/(м•К); 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 имеет значение не более 200–250 кг/м3; прочностные и деформативные характеристики материала, определяемые такими показателями, как сжимаемость, предел прочности на сжатие при 10% деформации, предел прочности на растяжение, прочность на отрыв слоев, должны обеспечивать формостабильность и эксплуатационную надежность материала в ограждающих конструкциях; морозостойкость; гидрофобность и водостойкость; биостойкость и отсутствие токсичных выделений при эксплуатации.

В отечественной практике в строительных конструкциях наибольшее применение нашли теплоизоляционные изделия из минеральной ваты, стекловолокна и пенополистирола.

Минераловатные изделия для применения в строительных конструкциях представлены на отечественном рынке продукцией предприятий АО “Термостепс”, АКСИ (г. Челябинск), АО “Тизол”, Назаровского ЗТИ и завода “Комат” (плиты теплоизоляционные на синтетическом связующем по ГОСТ 9573-96 и ТУ 5762-010-04001485-96, гофрированные плиты по ТУ 5762-001-05299710-94, плиты повышенной жесткости по ГОСТ 22950-95), теплоизоляционными изделиями ЗАО “Минеральная Вата”; импортными материалами фирм “Роквул”, “Партек”, “Изомат” и др.

Наиболее крупными производителями теплоизоляционных изделий из стекловолокна на территории России являются ОАО “Флайдерер-Чудово” и ЗАО “Мостермостекло”. Инофирмы представлены фирмой “Изовер”.

Теплоизоляционный пенополистирол выпускается предприятиями NESTE “ПеноПласт”(Санкт-Петербург), АО “Стройпластмасс” (Моск. обл.), СП “ТИГИ-Кнауф” (Моск. обл.). В г. Реж (Свердловская обл.) освоено производство экструдированного пенополистирола ЭППС ТУ 2244-002-17953000-95, который может применяться для устройства инверсионных кровель.

Эффективным материалом для утепления покрытий зданий является пока еще мало применяемое в отечественном строительстве пеностекло “Фомглас”, выпускаемое фирмой “Питтсбург Корнинг” (“Pittsburgh Corning”).

Преимуществом минераловатных материалов в строительных конструкциях является их негорючесть.

Теплоизоляционные материалы из стекловолокна относятся к категории НГ или Г1 по ГОСТ 30244 в зависимости от их плотности и количества связующего. Теплоизоляционные изделия из стекловолокна имеют хорошие деформативные характеристики и отличаются виброустойчивостью.

Повышенная упругость позволяет транспортировать маты из стекловолокна в виде рулонов. В развернутом виде они возвращаются практически к исходной толщине.

Теплоизоляционные пенопласты относятся к горючим или трудногорючим материалам (группы Г1 – Г4) по ГОСТ 30244, что ограничивает область их применения и требует принятия специальных технических решений, обеспечивающих пожаробезопасность зданий.

В 1999-2000 гг. институтом “Теплопроект” разработаны “Рекомендации по применению теплоизоляционных материалов в конструкциях наружного утепления зданий первых массовых серий”, “Рекомендации по применению минераловатных цилиндров ЗАО “Минвата” в конструкциях промышленной тепловой изоляции”, “Рекомендации по применению материалов “URSA” в ограждающих конструкциях зданий”. Институтом разработана компьютерная программа для расчета температурно-влажностного режима ограждающих конструкций зданий и сооружений.

В таблице приводится ориентировочная классификация по назначению представленных на отечественном рынке волокнистых теплоизоляционных материалов для использования в ограждающих конструкциях зданий, разработанная на основе анализа физико-технических свойств и эксплуатационных характеристик материалов с учетом рекомендаций производителей и специфики условий эксплуатации. Физико-технические характеристики указанных материалов приводятся в соответствующих государственных стандартах, технических условиях или рекламных проспектах.

Для теплоизоляционных материалов из минерального и стеклянного волокна, применяемых в наружных ограждающих конструкциях зданий, особенно важным является показатель водостойкости. Учитывая возможность периодического увлажнения теплоизоляционных материалов в конструкции, показатель водостойкости в значительной степени определяет их долговечность.

Водостойкость стеклянных волокон существенно зависит от химического состава и диаметра волокна. Увеличение содержания щелочных окислов и уменьшение диаметра волокна приводит к снижению водостойкости материала.

Учитывая негативное влияние влаги на долговечность минеральных волокон и стеклянных волокон щелочного состава, при разработке конструкций с применением теплоизоляционных материалов из минерального и стекловолокна необходимо предусматривать технические решения, ограничивающие деструктивное воздействие влаги на материал в процессе эксплуатации. К таким решениям относятся гидрофобизация материалов в процессе производства и применение конструктивных решений, предотвращающих или ограничивающих возможность конденсации влаги в конструкции.

За счет гидрофобизации волокнистых материалов снижается их смачиваемость, т.е. уменьшается поверхность взаимодействия волокон с капельной влагой, что приводит к повышению водостойкости и, соответственно, долговечности материала.

Предотвращение конденсации паров воды в конструкции достигается конструктивными решениями, а именно – соответствующим расположением слоев материалов с различной паропроницаемостью и введением при необходимости дополнительных паровых барьеров, снижающих диффузионный поток влаги и предотвращающих или ограничивающих конденсацию.

Для обеспечения долговременной стабильности свойств теплоизоляционные материалы из стекловолокна и минеральной ваты, применяемые в наружных ограждающих конструкциях зданий, должны быть гидрофобизированы в процессе производства.

При выборе марки утеплителя для конкретной конструкции следует учитывать, что гидрофобизированные материалы большей плотности характеризуются более высокой долговечностью (т. е. сроком эксплуатации без разрушения) при одновременно более высокой стоимости, обусловленной повышенными затратами при производстве. Поэтому при проектировании руководствуются как ценовыми показателями материалов, так и расчетным сроком службы здания.

Значения теплотехнических характеристик строительных, в том числе теплоизоляционных, материалов в конструкциях под воздействием эксплуатационных факторов изменяются во времени и могут существенно отличаться от значений, получаемых при лабораторных испытаниях и указанных в технических условиях.

Поэтому при проектировании используют расчетные значения коэффициента теплопроводности материалов, учитывающие изменение этого показателя при увлажнении в конструкции в эксплуатационных условиях.

Значения расчетного коэффициента теплопроводности волокнистых теплоизоляционных материалов, включенных в приложение 3 СНиП II-3-79*, для условий эксплуатации А превышает его значение в сухом состоянии в 1,1–1,15 раза, а для условий эксплуатации Б в 1,2–1,25 раза.

Для новых в российской практике теплоизоляционных материалов значение расчетных коэффициентов теплопроводности при расчетной массовой влажности определяется при сертификационных испытаниях методом стационарного теплового потока по ГОСТ 7076-87 “Материалы и изделия строительные. Методы определения теплопроводности”.

Следует отметить, что использование этого метода для испытания влажных теплоизоляционных материалов является некорректным, т. к. при измерениях возникают значительные погрешности, обусловленные протеканием нестационарных процессов фазовых превращений и влагопереноса в испытуемых образцах.

Кроме того, для материалов плотностью менее 50 кг/м3 различие между теплопроводностью в сухом и увлажненном состоянии при расчетном массовом отношении влаги в условиях эксплуатации А и Б, соответственно, 2% и 5% часто не превышает погрешность измерений по ГОСТ 7076, составляющую 7%, что также исключает возможность применения этого метода для влажных теплоизоляционных материалов.

В зарубежной практике значения этого показателя принимаются методом экспертной оценки для групп материалов, близких по структурным и физическим характеристикам. Так, например, в Германии для волокнистых теплоизоляционных материалов расчетное значение коэффициента теплопроводности принимается с учетом его увеличения на 2% при увеличении влажности по массе на 1%. Аналогичный подход, учитывающий условия применения, принят и в Дании, являющейся крупнейшим производителем минераловатных теплоизоляционных материалов.

Представляется целесообразным в отечественной практике при определении расчетных коэффициентов теплопроводности теплоизоляционных материалов ввести аналогичный подход, что исключит необходимость проведения большого количества ненужных испытаний и повысит достоверность рекомендуемых для использования при проектировании данных. Практически этот подход может быть реализован при пересмотре в 2000 г. СНиП II-3-79* “Строительная теплотехника”.

Реализация новой для России концепции строительства с использованием эффективных утеплителей должна осуществляться на основе детального анализа как свойств, рекомендуемых к применению материалов, включая их долговечность и эксплуатационную надежность, так и применяемых конструктивных решений с учетом эксплуатационных особенностей конструкций, протекающих в них физических и химических процессов и требований экологической и пожарной безопасности.

Наименование материала

Марка

Нормативный документ или фирма-производитель

Материалы для конструкций с теплоизоляцией в качестве среднего слоя и с облицовкой кирпичом

Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем

П75 П125

ГОСТ 9573-96 ТУ 5762-010-04001485-96

Плиты из стеклянного волокна "URSA"

П-30, П-35, П-45, П-60, П-75, П-85

"Флайдерер-Чудово" ТУ 5763-002-00287697-97

Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты

"Кавити Баттс"

ЗАО "Минеральная Вата" ТУ 5762-009-45757203-99

Плиты из минеральной ваты "Isomat"

"Нобасил LF", "Нобасил LFK-NGR", "Нобасил М"

Фирма "Isomat" (Словакия)

Изделия из стеклянного волокна "Isover"

Плиты RKL, RKL-A OL-E, OL-A

"Изовер-Альстрем" (Финляндия)

Материалы для конструкций наружной теплоизоляции стен с вентилируемым зазором

Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем

П125, П175

ГОСТ 9573-96 ТУ 5762-010-04001485-96

Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты

"Венти Баттс"

ЗАО "Минеральная Вата" ТУ 5762-003-45757203-99

Изделия из минеральной ваты "Rockwool"

Плиты "Фасад Баттс", "Венти Баттс"

"Rockwool" (Дания)

Изделия из стеклянного волокна "URSA"

Маты М-25, плиты П20, П-30, П-35, П-45, П-60, П-75

"Флайдерер-Чудово" ТУ 5763-002-00287697-97

Изделия из стеклянного волокна "Isover"

Плиты RKL, RKL-A, OL-K

"Изовер-Альстрем" (Финляндия)

Изделия из минеральной ваты "Рагос"

Плиты TL, AKL, RAL-1 RAL-4

"Partec" (Финляндия)

Материалы для наружного утепления стен со штукатурным покрытием

Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем

П175, П225

ГОСТ 9573-96, ТУ 5762-010-04001485-96

Плиты пенополистирольные

Марка 35 - 50

ГОСТ 15588-86

Изделия из стеклянного волокна "URSA"

Плиты П-85

"Флайдерер-Чудово" ТУ 5763-002-00287697-97

Плиты из минеральной ваты

"Фасад Баттс"

ЗАО "Минеральная Вата" ТУ 5762-002-45757203-99

Плиты из минеральной ваты "Rockwool"

"Фасад Баттс"

"Rockwool" (Дания)

Плиты из стеклянного волокна "Isover"

OL-K, OL-A, OL-E

"Isover" (Финляндия)

Плиты из минеральной ваты

Нобасил-ТЕ, Нобасил-TFL

"Isomat" (Словакия)

Изделия из минеральной ваты "Рагос"

Плиты RAL4

"Partec" (Финляндия)

Материалы для конструкции утепления совмещенной крыши, чердачного перекрытия на проходном и полупроходном чердаке

Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем

П175, П225, П175, П200

ГОСТ 9573-96 ТУ 5762-010-04001485-96

Плиты минераловатные повышенной жесткости на синтетическом связующем

ППЖ-200

ГОСТ 22950-95

Плиты минераловатные гофрированной структуры

П175-ГС П200-ГС

ТУ 5762-001-05299710-94

Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты

"Руф Баттс"

ЗАО "Минеральная Вата" ТУ 5762-005-45757203-99

Плиты из минеральной ваты "Rockwool"

"Хардрок"

"Rockwoo" (Дания)

Изделия из минеральной ваты "Рагос"

TKL

"Partec" (Финляндия)

Плиты из минеральной ваты

"Нобасил JPS"

"Isomat" (Словакия)

Плиты из стеклянного волокна "Isover"

OL-KA, OL-LA, OL-K

"Isover" (Финляндия)

Допустим, что температура воздуха снаружи составляет -15С, а в помещении +20С (рис.1). В этом случае обычная кирпичная стена будет иметь снаружи температуру также -15С, а внутри помещения - около +14С за счет отвода тепла через поверхность стены наружу. Холодные стены создают дискомфорт, ощущение сквозняка. Если наружную поверхность стены покрыть теплоизоляцией картина изменится. В этом случае температура стены в помещении составит около +18С, что соответствует самым придирчивым санитарным нормам и субъективным требованиям. Кроме того для поддержания нужной температуры в помещении теперь понадобиться значительно меньше энергии. В качестве теплоизоляции КНАУФ предлагает использовать производимые в России на современном оборудовании по австрийской технологии пенополистирольные плиты.

Рис. 1

По своим теплоизоляционным свойствам пенополистирольная плита КНАУФ толщиной 10 см равнозначна стене из деревянного бруса в 38 см, кирпичной стене в 1м 75 см или бетонной стене толщиной 3м 50 см.

Метод напыления пенополиуретанами используется также при теплоизоляции стен и других элементов жилых, общественных и производственных зданий. При этом обеспечивается высокое качество работ и короткие сроки их выполнения в отличие от традиционных технологий. В комбинированной системе с другими материалами пенополиуретан признан строителями как один из самых эффективных утеплителей.

Применение пенополистирола при ремонте и реконструкции существующих зданий позволяет одновременно с обновлением фасадов зданий решать проблемы энергосбережения и повышения комфортности жизни людей.

Одним из экологически совершенных перспективных направлений энергосбережения является отражающая теплоизоляция (ОТИ) ПЕНОФОЛ. В пищевой и авиационной промышленностях, медицине, сельском хозяйстве, т. е. там, где большинство теплоизоляционных материалов запрещены санитарными нормами к использованию, а также в индивидуальном строительстве, Пенофол является наиболее эффективным средством энергосбережения. Следует отметить, что хотя идея (ОТИ) не нова, в полной мере она не была реализована. В последнее время ее реализация стала возможна благодаря успехам в развитии технологии вспененных полимеров и высокочистых тонких металлических пленок.

По новым энергосберегающим нормативам c 1995 г. (I этап) и с 2000 (II этап) нормы теплозащитных характеристик ограждающих конструкций зданий увеличены в 2-3 раза (тепловое сопротивление R увеличено до 2 м2 K/Вт (I этап) и 3.5 м2 K/Вт (II этап) на широте г. Екатеринбурга). Однако основная часть жилого фонда, административных и производственных зданий построено до 2000 г. и для них величина R ~ 1,5 м2 K/Вт. Утепление таких зданий традиционными теплоизолирующими материалами ТИМ (80% выпускаемых ТИМ составляют минеральная вата и пенопласт, срок службы которых ~ 6-7 лет) потребует огромных материальных затрат и большой трудоемкости строительного процесса. Кроме того, за 30 лет их придется переложить пять раз. Утепление с помощью пенобетонов с плотностью ~ 500 кг/м3 и толщиной более 150 мм приведет к дополнительной весовой нагрузке на “изношенные” (без капитального ремонта) здания. Компенсация огромных теплопотерь изношенных теплопроводов и зданий за счет увеличения энергомощностей (увеличения температуры и расхода теплоносителя) не эффективна и ограничена предельно-допустимыми нормами и ростом цен на энергоносители (электроэнергия, газ и жидкое топливо) по мере истощения их запасов. Таким образом, утепление построенных до 2000 г. зданий является одной из основных проблем успешного реформирования ЖКХ, конечной целью которого является все-таки обеспечение установленной санитарными нормами температуры в жилых помещениях 18-20 оС, а не экономия ради экономического эффекта. В то же время, технологическим решением этой проблемы может быть применение новых ТИМ в том числе на основе отражательной изоляции (ОИ).

ПЕНОФОЛ объединяет теплоизолирующие свойства “захваченного” воздушного пространства с высокой отражающей способностью алюминиевой фольги, являясь тем самым новым уникальным продуктом, который останавливает тепло на всех трех путях его распространения от “горячего” тела к “холодному”. Т.к. Пенофол непроницаем для конвекции и влаги, он является совершенным паровым и воздушным барьером и, следовательно – совершенным (эффективным) теплоизолирующим продуктом.

Пенофол имеет малый вес (плотность ~ 40 кг/м3) и настолько легко устанавливается, что стоимость труда будет на 50% меньше, чем стоимость установления обычной массивной изоляции. Пенофол, однажды установленный, непроницаем к влаге, и строителям не нужно беспокоиться о его порче из-за дождя или течи в крыше. В дождь или снег Пенофол сохраняет свои теплоизолирующие свойства. Металлические строения особенно чувствительны к изменениям температуры. Способность Пенофола отражать в обоих направлениях придает всем металлическим строениям дополнительную термоустойчивость, которую не может дать обычная массивная изоляция. Пенофол настолько прочен и легок, что во многих применениях может быть легко встроен в металлические строения путем крепления его прямо к обрамляющим элементам (или каркасу). Это устраняет необходимость дополнительных затрат, потребность во временных конструкциях или решетках для крепления изоляции. При этом дополнительная весовая нагрузка незначительна.

На животноводческих фермах ОТИ Пенофол дает возможность создания саморегулирующегося отопления за счет собственного тепла животных. При понижении температуры окружающей среды он обеспечивает незначительную потерю тепла, по сравнению с обычными стенами и потолками, и тем самым существенно снижая потребление энергии. Т.к. Пенофол непригоден для гнезд различных грызунов и вредителей, то такие строения уменьшают потребление корма и болезни. Пенофол прочен и влагонепроницаем, что позволяет очищать его струей высокого давления и тем самым проводить дезинфекцию помещения для животных. ПЕНОФОЛ (полиэтиленовая пена + Al фольга) является экологически чистым продуктом (это упаковка для продуктов питания).

Главной причиной конденсации водяных паров является понижение температуры воздуха ниже температуры точки росы. Из этого факта следует, что изоляция любого вида будет способствовать конденсации. Конденсация водяных паров происходит на любой поверхности. Металлические поверхности (напр., Al фольга) лучше обнаруживают конденсацию, чем пористые материалы массивной изоляции (стекловолокно, пена и т.д.). Это не означает, что массивная изоляция (МИ) не испытывает конденсации, а означает то, что конденсация на ней происходит не настолько быстро, как на металлической поверхности, которая рассеивает выделяемую при конденсации теплоту. Скорость конденсации зависит от скорости рассеяния теплоты, выделяемой при конденсации, а количество конденсата – от наличия барьера для диффузии пара. Если количество насыщенных паров, независящее от типа поверхности, в воздушных порах МИ достигается, то в них также происходит конденсация. Эта невидимая конденсация приводит к деградации теплоизолирующих свойств МИ, а также к ее разрушению.

Таким образом, различие между типами изоляции состоит в скорости рассеяния тепла, выделяемого при конденсации. Заблуждение в том, что “проблема влажности” касается только отражательной изоляции (ОИ), является результатом плохого контроля влажности, а не недостатком отражательной изоляции. ОИ позволяет создать отдельные температурные режимы и устранить выпадения конденсата.

В настоящее время на основе вспененного полиэтилена ЗАО «завод ЛИТ», совместно с ЗАО «Уралпластик», разработана и производится серия новых ТИМ: Пенофол, Армофол, Лимофол и т.д. ПЕНОФОЛ представляет собой вспененный полиэтилен, покрытый с одной (или двух) сторон алюминиевой фольгой. АРМОФОЛ – фольга, армированная полимерной сеткой. ЛИМОФОЛ – фольга + пена + пузырьковая основа. На базе этих материалов предложены конструктивные варианты внутреннего и наружного утепления зданий, в т.ч. и комбинированные с использованием традиционных ТИМ. В частности, применение минераловатных матов в системе вентилируемых фасадов многоэтажных зданий является недопустимым по их эксплуатационной надежности. В сочетании с Пенофолом устраняется основной их недостаток – низкая надежность вследствие выветривания минеральной ваты по высоте вентилируемой воздушной прослойки. Кроме того, комбинированное утепление позволяет выполнить новые нормативные требования и по I и по II этапу. По своим теплоизоляционным свойствам ОИ конкурирует с ППУ изоляцией и эффективней традиционных ТИМ, чтобы обеспечить сопротивление теплопередаче 1,2 м2 K/Вт при толщине утепляющей конструкции с применением Пенофола 20-30 мм, требуется толщина: пенополистирола ~ 60 мм, минваты ~ 70 мм, пенобетона ~ 160 мм, керамзитобетона ~ 300 мм, кирпича ~ 600-900 мм.

2. Перспективные технологии утепления зданий в XXI веке


Полистиролбетон – новейший строительный материал относящийся к классу сверхлёгких бетонов.

Таблица 1

Основные технические характеристики полистиролбетона

Плотность (кг/м3)

150

200

250

300

350

400

450

500

Прочность на сжатие мин. (МПа)

0,2

0,4

0,5

0,75

1

1,25

1,5

2

Теплопроводность (Вт/м град)

от 0,055

0,065

0,073

от 0,081

0,093

0,103

0,111

0,119

для условий А









для условий Б

от 0,060

0,075

0,09

от 0,103

0,12

0,133

0,144

0,155

Морозостойкость

не нормируются

не нормируются

25

30

50

75

100

100

Сорбционная влажность

4-6 %                    4-6%

Модуль упругости полистиролбетона при сжатии и растяжении Е б 10 -3 Мпа

От 0,35 ( D 250) до 2,1 ( D 600) .

Удельная теплоемкость 1,06 кДж/кг С.

Паропроницаемость от 0,12 (D 200) до 0,068 (D 600) мг/м ч Па).

Изделия из Полистиролбетона обладают высочайшими теплозащитными свойствами при низкой плотности (от 150 кг/м3), сорбционной влажности (4-6%).

У материала высокая морозостойкость (до F 100) и как следствие - долговечность.

Для утепления зданий разработаны целые системы, среди них следует выделить такие как:

Многослойная теплоизоляционная система «ПОЛИДОМ» – "легкий мокрый" метод с жестким закреплением утеплителя. Техническое свидетельство Госстроя России N ТС - 07-0537-02 от 18.06.2002г Владелец технологии ООО "НЭСТстрой" г. Санкт-Петербург

Многослойная теплоизоляционная система «ТЕРМОФАСАД» с подвижными элементами крепления утеплителя. Техническое свидетельство Госстроя России N ТС - 07-0596-02 от 07.10.2002г. Владелец технологии ЗАО "ХАНТЕР СТАР" г. Москва.

Навесной вентилируемый фасад – система «КРАСПАН». Техническое свидетельство Госстроя России ТС – 07-0540-02 от 25.07.2002 г. Владелец технологии ООО "Профис" завод "КРАСПАН" г. Красноярск.

Компания «ТЕРРАКО» предлагает систему теплоизоляции «мокрого типа», предназначенную для утепления и декоративной отделки фасадов вновь строящихся и реконструируемых зданий с помощью высококачественных материалов «ТЕРРАКО». Система разработана с учетом самых прогрессивных технологий в строительстве. Производителем системы является фирма «ТЕРРАКО» (Россия).

Система «ТЕРРАКО» относится к тонкослойным системам, суммарная толщина штукатурного слоя 7/8 мм. При антивандальном исполнении (для дополнительной защиты фасада от механических повреждений), толщина штукатурного слоя увеличивается до 10/12 мм, с добавлением второй армирующей стеклосетки или с использованием одного слоя более плотной «панцирной» стеклосетки, в качестве армирующей основы.

Системы утепления «ТЕРРАКО»: «ТЕРРАКО-ТМ», в качестве утеплителя применяются жесткие минераловатные плиты «ТЕРРАКО-ТП», в качестве применяется пенополистирол ПСБС/25Ф.

Основные элементы системы: СТАЙРОФИКС – клеящий состав для теплоизоляционных панелей, расход 6/8 кг/м2; теплоизоляционный слой (жесткие минераловатные плиты плотностью 145/150 кг/м3 или пенополистирол ПСБС 25Ф); фасадный дюбель из полиамида (нейлона) или полиэтилена; СТАЙРОБОНД DP – армирующий клеевой состав (базовый), расход 4,5/5 кг/м2; армирующая стеклосетка с щелочестойкой пропиткой; ТЕРРАГРУНТ – акриловая грунтовка или СИЛПРАЙМ – силиконовая грунтовка; специальные профили, используемые в системе для устройства различных узлов и деталей; ТЕРРАКОАТ – акриловая декоративная штукатурка (7 видов текстур); ТЕРРАКОАТ Sil – силиконовая декоративная штукатурка (7 видов текстур); ТЕРОЛ + СИЛТОП – минеральная штукатурка (3 вида текстуры) и силиконовая краска.

Все материалы входящие в систему (грунтовка, клеевой состав, армирующий слой, финишные покрытия) должны поставляться одним производителем «ТЕРРАКО» иначе возможны несовместимости материалов, что в свою очередь приведет к некачественному монтажу системы и, следовательно, сократит срок ее службы. Работы по монтажу системы производятся при температуре выше +5oС. С поверхности стен должны быть демонтированы все элементы, мешающие монтажу (водосточные трубы, кондиционеры, выступающие детали и т.п.). В новых зданиях должны быть завершены внутренние отделочные работы и установлены окна. Инструмент, применяемый при монтаже должен быть изготовлен из нержавеющей стали.

Основные преимущества утепления фасадов системой «ТЕРРАКО»: сокращает потерю тепла, что снижает расходы на отопление и электроэнергию; предохраняет от проникновения дождевой воды, благодаря применению декоративных водостойких покрытий «Террако»; в системе используются силиконовые, акриловые или минеральные финишные покрытия; обеспечивает выход водяных паров (влагоперенос) и тем самым противостоит образованию плесени в стенах; увеличивает звукоизолирующие свойства; обладает высокой механической прочностью и трещиноустойчивостью; в системе используются только экологически чистые материалы; применяются новые технологии в работе с декоративными элементами; имеется техническое свидетельство, подтверждающее пригодность применения системы наружной теплоизоляции на территории Российской Федерации, выданное Госстроем России.

Cистема SNIEZKA является реализацией легкого мокрого метода - утепление здания осуществляется путем приклеивания к наружным стенам легких изоляционных материалов (пенополистироловых плит), а затем покрытие их поверхности тонкослойными декоративными штукатурками. Как применяемый для клейки плит клей, так и штукатурка изготовлены на водяной базе - отсюда слово мокрый в наименовании метода.

Рис. 2


Система состоит из трех основых слоев:

Изоляционный слой - к стене с помощью специального клеющего раствора крепятся стиропоровые плиты (пенополистирол). Стиропор характеризуется одним из самых низких коэффициентов теплопроводности. К сожалению, этот материал отличается низкой атмосферостойкостью и механической прочностью, поэтому его следует предохранять так называемым армированным слоем.

Армированный слой - выполняется из подобного клеющего раствора, как для крепления стиропоровых плит. Кроме этого в раствор погружается специальная ткань – сетка из пропитанного стекловолокна. Армированный слой имеет непривлекательный серый вид и также не устойчивый на длительное воздействие атмосферных факторов. Поэтому последним слоем является штукатурка.

Штукатурка - последний слой в системе утепления - является декоративным слоем, устойчивым к воздействию атмосферных факторов - солнца и дождя. В отличие от традиционных известково-цементных штукатурок, она значительно легче накладывается – с помощью полутерка, можно ей также придавать любую фактуру.

В состав системы входят следующие изделия: Укрепительно-грунтовочная пропитка UNI-SNIEZKA GRUNT; Клеевой раствор для стиропора ACRO-KLEJ S; Клеевой раствор для системы утепления ACRO-KLEJ; Грунтовочная краска ACRO-GRUNT; Минеральная штукатурка ACRO TYNK S; Акрил-силиконовая штукатурка ACRO-TYNK A; Мозаичная штукатурка ACRO-TYNK M.

Мировая практика говорит о том, что теплоизоляция изготовленная методом экструзии ЭППС «ЭКСПОЛ» – это единственный вид строительного материала, который окупается в ближайшие 2-3 года эксплуатации.

Постройка любого жилья- деревянного домика, коттеджа или шикарного особняка начинается с закладки фундамента, стоимость которого сегодня оценивается примерно в четверть от общих затрат на строительство.

Известно, что основным отрицательным фактором, влияющим на долговечность возведенного фундамента является содержание в грунте воды, которая при промерзании увеличивается в объеме на 9%, что приводит к возникновению сил разрушающих конструкцию фундамента. Кроме того, грунтовые воды, в большинстве своем, химически агрессивны. Избежать пагубных последствий вышеперечисленных явлений возможно при обустройстве утепления фундамента теплоизоляцией «ЭКСПОЛ» с внешней стороны по всему периметру и в зоне отмостки, что дает сразу несколько неоспоримых преимуществ, в том числе экономических:

1. Выводятся пучинистые грунты из зоны промерзания и улучшается температурно-влажностный режим грунта в пристенном слое фундамента. Экономия- уменьшение глубины промерзания.

2. Механическая защита гидроизоляции. Экономия – существенное продление срока эксплуатации несущей части здания.

3. Создание эффективной гидро-, морозо- и биостойкой теплоизоляции. Экономия- сокращение теплопотерь здания (15-20% тепла теряется зданием через полы и фундаменты.)

Обустроив эффективно и экономно фундаментную часть здания Вы переходите к решению задачи утепления ограждающей конструкции.

Известно, что потери тепла через стены достигают 25 % от общих потерь, поэтому актуальной является проблема их утепления, которая может быть решена при помощи эффективного теплоизоляционного материала – экструзионного пенополистирола «ЭКСПОЛ»».

Осуществляется защита стен от переменного замерзания и оттаивания, также и других атмосферных воздействий; выравниваются температурные колебания основного массива стены; увеличивается долговечность конструкций стены; температурный ноль сдвигается во внешний теплоизоляционный слой; возрастает теплоаккумулирующая способность массивной стены.

При внутреннем утеплении несущая стена и часть теплоизоляции промерзают, что способствует появлению избытка влаги, образованию грибка и ускоренному старению ограждающей конструкции.

Рис. 3 Устройство фундамента

Рис.4. Кривые изменения температуры ограждающих конструкций: а) неутепленных; б) утепленных изнутри; в) утепленных снаружи при условии поддержания внутри помещения одинаковой плюсовой температуры.


Полное отсутствие теплоизоляции -не допустимо.

Как видно из представленных температурных кривых на рис.6, наибольшего эффекта можно добиться путем утепления плитами «ЭКСПОЛ» снаружи (вариант в). При этом:

Завершающим этапом утепления здания является решение задачи правильного выбора места теплоизоляции на крыше и ее вида.

Существуют два способа устройства теплых кровель :традиционный и инверсионный. Наиболее прогрессивным является инверсионный, где гидроизоляция является нижним слоем. (Рис. 5)

Рис. 5 Теплая кровля; а) инверсионная кровля; б) кровля + (реконструкция традиционной)


В конструкциях инверсионных кровель за счет того, что теплоизоляция «ЭКСПОЛ» находится сверху и имеет нулевую капиллярность увеличивается безремонтный срок эксплуатации до 30 и более лет. Преимущества такого расположения очевидны, это: защита от механических повреждений; защита гидроизоляционной мембраны от перепада температур (Рис. 4); возможность быстрого монтажа при любой погоде; легкость кровельных конструкций.

Все вышеизложенные примеры утепления зданий справедливы в случае применения теплоизоляционного материала , который имеет высокие физико-механические свойства Sсж от 2,5 до 4 кг/см2; коэффициент теплопроводности менее 0,034 Вт/м К в условиях эксплуатации; водопоглощение менее 0,4% по объему и нулевую капиллярность.

Этим свойствам отвечает только экструзионный пенополистирол, выпускаемый отечественной промышленностью по ТУ 2244-001-1795300-97 «Плиты пенополистирольные экструзионные «ЭКСПОЛ». По оценке Восточноевропейского Союза Экспертов эксплуатационные свойства «ЭКСПОЛА» соответствуют эксплуатационным свойствам экструзионного пенополистирола фирмы «Dow Chemical».

Заключение

Теплоизоляция здания - важнейшее условие оптимизации энергопотребления, защищенности несущих и ограждающих конструкции дома.

Наиболее эффективной теплоизоляцией является наружное утепление здания мокрого типа. При таком утеплении точка росы всегда находится в теплоизолирующем слое, при этом ограждающие конструкции (кирпичи, бетон, дерево) накапливают (аккумулируют) тепло, вне зависимости от сезона, температурные колебания в стенах минимальны и близки к комнатной температуре. При определении толщины утеплителя, в соответствии с теплотехническим расчетом, потери тепла через наружные стены минимальны.

Наружная теплоизоляция кроме утепления защищает здание от проникновения влаги, дает широкие возможности в декоративной отделке фасада здания (декоративная штукатурка, лепной декор, мозаика, декоративный камень). В качестве утеплителя используются плиты из минеральной ваты или пенополистирола.

Еще недавно идеи экономии энергии были для большинства людей в России абстрактным понятием. Однако объективные процессы постоянного роста цен, изменение политики государства в области коммунальных услуг, а также трансформация взглядов общества на охрану природы переводят проблему энергосбережения в практическую плоскость.

Чрезмерное потребление энергии для отопления домов истощает запасы ее невозобновляемых источников топлива, оказывая дополнительное давление на экономику, и часто превосходит возможности энергетического пояса удовлетворить растущие потребности. Выход - применение новых ТИМ (ОИ для утепления домов, ППУ для теплосетей) - наиболее эффективный путь энергосбережения. Причем там где теплосети не совсем изношены в первую очередь проводить утепление домов ОИ, а не проводить одновременно и утепление домов и замену теплосетей. Это позволит в 2 раза сократить и затраты и время (вместо 20-30 лет – 10-15) на реформирование ЖКХ (выход из кризиса) и в конечном итоге спасти людей от замерзания.

Список использованной литературы


Шойхет Б.М., Ставрицкая Л.В. Эффективные утеплители в ограждающих конструкциях зданий// Энергосбережение. – 2000. – №3.