Анализ вариантов современного утепления ограждающих

АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ СОВРЕМЕННОГО УТЕПЛЕНИЯ
ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ
Уханов В.С., Уткина А.А., Соколова Е.С.
Оренбургский государственный университет, г. Оренбург
Как известно, одна из самых актуальных проблем строительства –
теплопотери зданий и инженерных систем. Наверное, всем знакомо, как
неприятно мерзнуть зимой в холодных квартирах, а летом, при отсутствии
отопления, бороться с сыростью в доме. И каким бы роскошным ни был
интерьер, некомфортные условия неизбежно будут делать дом неуютным.
Строя коттедж, можно максимально избежать теплопотерь, изолируя как
само здание, так и трубы водоснабжения и отопления. Хозяева городских же
квартир очень сильно зависят от жилищных служб, но в этом случае
теплоизоляция жилья приобретает еще большую актуальность.
В настоящее время, особенно после выпуска новых «Строительных норм
и правил» (СНИП), практически ни один дом не строится без применения
теплоизоляции.
При строительстве нового дома или капительном ремонте уже обжитого
следует более тщательно выбирать стройматериалы и оборудование.
Экономить деньги, отдавая предпочтение лучшему соотношению ценыкачества, мы уже научились. Теперь нужно взять за правило обращать
внимание не только на надёжность, долговечность и безопасность этих
продуктов, но и на их энергосберегающие характеристики, а также
экологическую безопасность.
Стены дома являются главным элементом, который в первую очередь
подвергается утеплению. Внутреннее утепление комнаты является ошибкой,
так как это зачастую приводит к образованию конденсата, который в свою
очередь влечет негативные последствия, как для людей, так и для отделки
помещения в целом. В этом случае оптимально фасадное утепление в паре с
пароизоляцией.
Утепление стен производят как снаружи, так и изнутри здания.
Достоинства наружной фасадной теплоизоляции:

утепленный фасад создает благоприятный температурный режим в
доме;

повышение теплозащиты здания позволяет снизить потери тепла
зимой и не допускать проникновения жары летом, что позволяет значительно
экономить энергию;

позволяет снизить затраты на отопление зданий до 60%;

уменьшает количество выбросов углекислого газа в атмосферу;

дает возможность применять легкие ограждающие конструкции без
потери теплоустойчивости, благодаря этому достигается экономия средств на
устройство фундаментов и стен до 40%.
Крыша так же является важным элементом дома, способным к потере
значительных объемов тепла. Если учитывать тот факт, что часто кровельная
конструкция содержит горючие материалы (дерево, рубероид), необходимо
применять негорючую изоляцию – оптимальным вариантом могут стать плиты
из каменной ваты, которые устанавливаются между стропилами крыши.
К изолированию бытового воздуховода и систем отопления необходимо
подойти со всей серьезностью, так как именно они обладают наиболее высоким
коэффициентом теплопотери в доме. Для решения этой задачи используют
различные термостойкие материалы.
Теплоизоляция —
это
элементы
конструкции,
уменьшающие
передачу тепла. Также термин может означать материалы для выполнения
таких элементов или комплекс мероприятий по их устройству.
Теплоизоляционными
называют
материалы,
применяемые
в
строительстве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и
трубопроводов с целью уменьшить тепловые потери в окружающую среду.
Теплоизоляционные материалы характеризуются пористым строением и, как
следствие
этого, малой плотностью (не более 600 кг/м3) и
низкой
теплопроводностью (не более 0,18Вт/(м*°С).
Использование теплоизоляционных материалов позволяет уменьшить
толщину и массу стен и других ограждающих конструкций, снизить расход
основных конструктивных материалов, уменьшить транспортные расходы и
соответственно снизить стоимость строительства. Наряду с этим при
сокращении потерь тепла отапливаемыми зданиями уменьшается расход
топлива. Многие теплоизоляционные материалы вследствие высокой
пористости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет
употреблять их также в качестве акустических материалов для борьбы с
шумом.
Теплоизоляционные материалы классифицируют по виду основного
сырья, форме и внешнему виду, структуре, плотности, жесткости и
теплопроводности.
Теплоизоляционные материалы по виду основного сырья подразделяются
на:

неорганические, изготовляемые на основе различных видов
минерального сырья (горных пород, шлаков, стекла, асбеста);

органические, сырьем для производства которых служат природные
органические материалы (торфяные, древесноволокнистые) и материалы из
пластических масс.
По форме и внешнему виду различают теплоизоляционные материалы:

штучные жесткие (плиты, скорлупы, сегменты, кирпичи, цилиндры)
и гибкие (маты, шнуры, жгуты);

рыхлые и сыпучие (вата, перлитовый песок, вермикулит).
По структуре теплоизоляционные материалы классифицируют на:

волокнистые (минераловатные, стекло - волокнистые),

зернистые (перлитовые, вермикулитовые),

ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло).
По плотности теплоизоляционные материалы делят на марки: 15, 25,
35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.
В зависимости от жесткости (относительной деформации) выделяют:

материалы мягкие (М) - минеральная и стеклянная вата, вата из
каолинового и базальтового волокна,

полужесткие (П) - плиты из шпательного стекловолокна на
синтетическом связующем и др.,

жесткие (Ж) -плиты из минеральной ваты на синтетическом
связующем,

повышенной жесткости (ПЖ),

твердые (Т).
По теплопроводности теплоизоляционные материалы разделяются на
классы:
А - низкой теплопроводности до 0,06 Вт/(м-°С),
Б - средней теплопроводности - от 006 до 0,115 Вт/(м-°С),
В - повышенной теплопроводности -от 0,115 до 0,175 Вт/(м.°С).
По назначению теплоизоляционные материалы бывают:
теплоизоляционно-строительные
(для
утепления
строительных
конструкций);
теплоизоляционно- монтажные (для тепловой изоляции промышленного
оборудования и трубопроводов).
Теплоизоляционные материалы должны быть биостойкими т. е. не
подвергаться загниванию и порче насекомыми и грызунами, сухими, с малой
гигроскопичностью так как при увлажнении их теплопроводность значительно
повышается, химически стойкими, а также обладать тепло и огнестойкостью.
Теплопроводность — одно из ключевых свойств теплоизоляционных
материалов. Хорошие показатели теплопроводности позволяют сократить
толщину утеплителя, необходимую для обеспечения нужного уровня тепла, а
значит, и затраты на сам материал.
Материал стены
Коэф.
теплопроводн.
Требуемая толщина в
метрах
Вспененный пенополистирол
0,039
0,12
Минеральная вата
0,041
0,13
Железобетон
1,7
5,33
Кладка из силикатного
полнотелого кирпича
0,76
2,38
Кладка из дырчатого кирпича
0,5
1,57
Клееный деревянный брус
0,16
0,5
Керамзитобетон
0,47
1,48
Газосиликат D500
0,12
0,385
Пенобетон D600
0,14
0,45
Шлакобетон
0,6
1,88
Аспекты экологической безопасности использования
Материал
Происхождение
Энергия,
потребляе
Зелёны
мая для Теплопроводн
й
производст ость (Вт/м•К) рейтинг
ва
BRE*
(МДЖ/кг)
комментарии
пропитывается химическими антипиренами;
возобновляемый
Овечья шерсть Овцеводство
20.90
0.036-0.040
A
пеностекло
переработка
стекла
27.00
0.042
от A+ до рейтинг зависит от прочности;поддается
C
рециклингу; высокая прочность на сжатие
Стекловата
на 30-60 %
процентов из
промышленных
отходов
0.032-0.040
рейтинг зависит от прочности; потенциально
поддается рециклингу;высокий процент
от A+ до
вторично переработанных веществ;
A
связующие могут быть токсичными;
раздражитель
0.036
рейтинг зависит от прочности; потенциально
поддается рециклингу;связующие могут быть
от A+ до
токсичными; раздражитель; в процессе
C
производства выделяются токсичные
вещества;
0.039
A+
продукт нефтепереработки; энергозатратен;
антипирены могут быть токсичными;
потенциально поддается рециклингу;высокая
прочность на сжатие; водостойкий;не
биоразлагаемый;
E
чрезвычайно энергозатратен;продукт
нефтепереработки;антипирены могут быть
токсичными;потенциально поддается
рециклингу;высокая прочность на
сжатие;водостойкий;не биоразлагаемый;
эмиссии могут разрушать озоновый слой
до 23 %
Каменная вата промышленных
отходов
Пенополистир
Нефтепродукты
ол
Экструдирован
ный
Нефтепродукты
пенополистиро
л
28.00
16.80
88.60
109.20
0.032
В строительной отрасли тепловизоры нашли очень широкое применение.
С их помощью определяется теплоизоляция возводимых объектов.
Тепловизионную диагностику можно проводить относительно любого объекта.
Чаще всего тепловизоры используются для определения теплопотерь в жилых
зданиях и помещениях - частных домах, коттеджах, а также на промышленных
объектах. В целом, спектр использования тепловизора для теплоаудита зданий
и сооружений не ограничивается ничем.
Тепловизор также широко используется в электротехнике, позволяя
выявлять места повреждений электропроводки и своевременно их устранять, не
допуская развития аварийной ситуации.
Обследование зданий и сооружений с помощью тепловизора - один из
самых простых и надежных методов контроля и устранения недостатков в
работе тепломеханического и электрического оборудования. Своевременно
проведенная тепловизионная съемка позволяет вовремя выявить и устранить
различные дефекты, предотвращая тем самым развитие пожароопасных или
аварийных ситуаций.
Суммировав все теплопотери дома, Вы определите, какой мощности
генератор тепла (котел) и отопительные приборы необходимы для комфортного
обогрева дома в самые холодные и ветряные дни. Также, расчеты подобного рода
покажут, где «слабое звено» и как его исключить с помощью дополнительной
изоляции.
Рассчитать расход тепла можно и по укрупненным показателям. Так, в однои двухэтажных не сильно утепленных домах при наружной температуре –25 °С
требуется 213 Вт на один квадратный метр общей площади, а при –30 °С – 230 Вт.
Для хорошо утепленных домов – это: при –25 °С – 173 Вт на кв.м. общей площади,
а при –30 °С – 177 Вт.
1.
Стоимость теплоизоляции относительно стоимости всего дома
существенно мала, однако при эксплуатации здания основные затраты
приходятся именно на отопление. На теплоизоляции ни в коем случае нельзя
экономить, особенно при комфортном проживании на больших площадях.
Цены на энергоносители во всем мире постоянно повышаются.
2.
Современные строительные материалы обладают более высоким
термическим сопротивлением, чем материалы традиционные. Это позволяет
делать стены тоньше, а значит, дешевле и легче. Все это хорошо, но у тонких
стен меньше теплоемкость, то есть они хуже запасают тепло. Топить
приходиться постоянно – стены быстро нагреваются и быстро остывают. В
старых домах с толстыми стенами жарким летним днем прохладно, остывшие
за ночь стены «накопили холод».
3.
Утепление
необходимо
рассматривать
совместно
с
воздухопроницаемостью стен. Если увеличение теплового сопротивления стен
связано со значительным уменьшением воздухопроницаемости, то не следует
его применять. Идеальная стена по воздухопроницаемости эквивалентна стене
из бруса толщиной 15…20 см.
4.
Очень часто, неправильное применение пароизоляции приводит к
ухудшению санитарно-гигиенических свойств жилья. При правильно
организованной вентиляции и «дышащих» стенах она излишня, а при плохо
воздухопроницаемых стенах это ненужно. Основное ее назначение это
предотвращение инфильтрации стен и защита утепления от ветра.
5.
Утепление стен снаружи существенно эффективнее внутреннего
утепления.
6.
Не следует бесконечно утеплять стены. Эффективность такого
подхода к энергосбережению – не высока.
7.
Вентиляция – вот основные резервы энергосбережения.
8.
Применив современные системы остекления (стеклопакеты,
теплозащитное стекло и т.п.), низкотемпературные обогревающие системы,
эффективную теплоизоляцию ограждающих конструкций, можно сократить
затраты на отопление в 3 раза.