В статье рассмотрены теплоизоляционные материалы систем ограждающих конструкций, используемых в нашей стране. Каждый материал имеет свои особенности, достоинства и недостатки, имеет области наиболее эффективного применения. Проведена выборка современных теплоизоляционных материалов и их основных характеристик. Выбор теплоизоляционных материалов для наружных систем утепления проводится на основе сравнительного анализа показателей свойств, значимых для конкретной ограждающей конструкции.
Ключевые слова: теплоизоляционные материалы, утеплитель, штукатурные системы, вентилируемый фасад, эксплуатация зданий
Сроки эксплуатации зданий определяются сроком службы:
— материалов, из которых они построены;
— материалов-утеплителей, использованных в ограждающих конструкциях;
— самих ограждающих конструкций.
По ГОСТ 27751–2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения» рекомендуемые сроки службы зданий и сооружений для:
— — массового строительства в обычных условиях эксплуатации — не менее 50 лет;
— — уникальные — 100 лет и более.
Проблема массового производства эффективного, долговечного и безопасного материала для ограждающей конструкции с приемлемой себестоимостью требует определенного решения.
Роль теплоизоляционного материала постоянно повышается, в связи с общей тенденцией к снижению тепловых потерь и экономии энергоресурсов.
Опыт строительства и эксплуатации зданий последних лет показал, что наименее изученным является вопрос долговечности теплоизоляционного материала в многослойном ограждении.
По возможности нужно отказаться от трехслойных панелей с внутренним расположением утепляющего слоя, так как расположение утеплителя внутри ограждающей конструкции, требует устройства вентилируемой воздушной прослойки между утеплителем и наружным слоем стены, для обеспечения отвода влаги от несущей части ограждающей конструкции [1].
У утеплителя нет установленного нормативного срока службы для конкретных климатических условий и заданных режимов эксплуатации.
Еще с середины прошлого века в России применяли теплоизоляцию ограждающих конструкций, используя в качестве утеплителя: мох, торф, опилки, керамзит, шлак и полистирол. В настоящее время их заменили современные утеплители: минеральная вата, пеностекло, экструдированный пенополистирол.
На российском рынке широко известны строительные теплоизоляционные материалы на основе минеральных волокон и плиты теплоизоляционные из пенопласта. В РФ работает более 200 предприятий по производству теплоизоляционных материалов мощностью около 15 млн. м 3 в год.
Теплоизоляционные материалы из пенопласта обладают хорошими теплотехническими показателями, но имеют весьма низкий коэффициент паропроницаемости, а проблемы долговечности, пожарной и экологической безопасности ставят под сомнение целесообразность его применения [2]. Отсутствие паропроницаемости ведет к повышению влажности материалов, из которых состоит ограждающая конструкция, вызывает повышение ее теплопроводности и исключает сохранении ее во времени [3].
Требования по долговечности, пожарной и экологической безопасности удовлетворяют теплоизоляционные материалы на основе минеральных волокон, но они имеют высокую стоимость.
Соблюдение норм проектирования ограждающих конструкций не является гарантией их эксплуатационной надежности.
Эксплуатация теплоизоляционных материалов накладывает на утеплитель дополнительные ограничения, определяемые как нормирующие показатели. Например, содержание влаги в теплоизоляционном материале активно влияет на его эксплуатационные характеристики и долговечность [4].
В ограждающих конструкциях применяют следующие системы утепления:
— наружное утепление (вентилируемые фасады, оштукатуренные фасады)
— утепление внутри конструкции (трехслойные панели, сэндвич панели)
— внутреннее утепление стен (пеностекло, маты и плиты из штапельного волокна, штукатурка из цементно-перлитового раствора и др.)
К системам наружного утепления ограждающей конструкции относятся:
— Система с оштукатуриванием фасада (рис. 1).
Рис. 1. Основные элементы штукатурной системы: 1 — кирпичная стена; 2 — упрочняющая грунтовка; 3 — клеящий состав; 4 — утеплитель; 5 — фасадный дюбель; 6 — защитное покрытие; 7 — армирующая сетка; 8 — декоративное покрытие
Легко монтируется на зданиях сложных архитектурных форм, более экономичная, позволяет разнообразить внешний декоративный слой цветом и фактурой.
— Система вентилируемого фасада (рис. 2).
Рис. 2. Конструкция вентилируемого фасада: 1 — облицовка; 2 — металлический каркас; 3 — утеплитель; 4 — вентиляционный зазор
Легко исправить повреждения, возникающие при монтаже и эксплуатации зданий и сооружений. Данная система позволяет производить монтаж круглогодично, без применения систем подогрева
Для наружных систем утепления толщина ограждающей конструкции назначается, исходя из требований прочности. Толщина утеплителя должна быть такой, чтобы зоны конденсации влаги и основного перепада температуры находились внутри теплоизоляционной плиты.
Таблица 1
Теплоизоляционные материалы, используемые в системах вентилируемых и штукатурных фасадов
|
№ п/п |
Наименование и производитель материалов |
коэффициент паропроницаемости, мг/м*ч*Па |
λ, Вт/м·°С |
Горючесть |
Размеры изделий, мм |
|
штукатурные фасады |
|||||
|
1 |
Isover Штукатурный фасад (Сен-Глобен) |
0,4 |
0,038 |
КМ0 (НГ) |
1200*600*150 |
|
2 |
Рокфасад (ROCKWOOL) |
0,3 |
0,04 |
КМ0 (НГ) |
1000*600*100 |
|
3 |
пенополистирол KNAUF THERM Фасад PRO (KNAUF) |
0,026 |
0,041 |
Г3(КМ3) |
1000*1200*100 |
|
4 |
пенополистирол WX-Фасад (WOOLEX) |
0,05 |
0,037 |
Г3(КМ3) |
600*1200*100 |
|
вентилируемые фасады |
|||||
|
5 |
Венти баттс д оптима (ROCKWOOL) |
0,3 |
0,036 |
КМ0 (НГ) |
1000*600*(100–200) 1200*1000*(100–200) |
|
6 |
Экофасад (Эковер) |
0,3 |
0,039 |
КМ0 (НГ) |
1000*600* (100–250) |
|
7 |
URSA GEO Фасад (URSA) |
0,52 |
0,036 |
Г1(КМ1) |
1250*600*100 |
|
8 |
Техновент Оптима (Технониколь) |
0,3 |
0,038 |
КМ0 (НГ) |
1200*600*100 |
Нормируемым показателем для систем штукатурных фасадов является прочность при отрыве слоев утеплителя (15 кПа). Утеплитель воспринимает нагрузки, действующие в направлении перпендикулярном плоскости теплоизоляции.
В системе штукатурных фасадов не рекомендуется использовать экструзионный пенополистирол или пеностекло, так как они обладают низкой паропроницаемостью. Применение плит вспененного пенополистирола допускается (таблица 1, п.3,4), но с обязательными противопожарными рассечками на высоте перекрытий и защитными вставками по периметру проемов. Наиболее предпочтительным теплоизоляционным материалом являются плиты из минеральной ваты (таблица 1, п.1,2). Они имеют плотную структуру, что обеспечивает надежное сцепление теплоизоляции и штукатурного слоя [5].
Нормируемым показателем для теплоизоляции вентилируемых фасадов является стойкость плит из минеральной ваты к эрозии волокна, которая зависят от диаметра и длины волокна, числа точек контакта связующего. Минераловатная теплоизоляция (плиты) воспринимает: сжатие под точечной нагрузкой, отрыв слоя, эрозию волокон за счет воздушных потоков в материале, вибрации. Применяется только негорючая и паропроницаемая теплоизоляция (таблица 1, п.5–8).
Литература:
- Федосов С. В., Ибрагимов А. М., Гнедина Л. Ю. Проблемы трехслойных ограждающих конструкций // Жилищное строительство. 2012. № 7. –С.9–12.
- Давидюк А. Н., Несветаев Г. В. Эффективные материалы и конструкции для решения проблемы энергосбережения зданий // Жилищное строительство. 2010. № 3. С.16–20.
- Моргун В. Н., Моргун Л. В., Черенкова И. А. К вопросу об эффективности теплоизоляции фасадов гражданских зданий // Жилищное строительство. 2015. № 4. С.21–24.
- Мамонтов А. А., Ярцев В. П., Струлев С. А. Анализ влажности различных утеплителей в ограждающих конструкциях здания при эксплуатации в отопительный период // Academia. Архитектура и строительство. 2013. № 4.-С.117–119.
- Жуков А. Д., Боброва Е. Ю., Бессонов И. В. Строительные системы и особенности применения теплоизоляционных материалов // Жилищное строительство. 2015. № 7. C.49–51
