WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Новые технологии тепловой защиты зданий: проблемы и решения

Ю. Матросов, И. Бутовский, НИИСФ, РААСН

 

Высокие требования к тепловой защите зданий, соответствующие современным задачам энергосбережения и отраженные в новых нормативах тепловой защиты зданий, диктуют необходимость разработки и внедрения энергоэффективных ограждающих конструкций с использованием высококачественных эффективных теплоизоляционных материалов.

Основные принципы нормирования теплозащиты зданий сформулированы в СНиП II379*. Если при изменении норм и правил по проектированию покрытий, чердачных и цокольных перекрытий проблем не возникает, то проектирование наружных стен требует поиска качественно новых технических решений.

Проектирование наружных стен с учетом новых требований к теплозащите Как известно, с теплотехнической точки зрения условно различают три основных вида наружных стен по числу основных слоев: однослойные, двухслойные и трехслойные. Теплозащитные свойства стен, определяющие в конечном счете расход тепла на отопление здания, связаны с климатической характеристикой местности, выражаемой в градусосутках отопительного периода (ГСОП). Возможность применения той или иной конструкции ограничивается наибольшим значением ГСОП, при котором эта конструкция обеспечивает необходимый уровень теплозащиты и имеет разумную толщину.

Однослойные стены Однослойные стены наиболее привычны для российских проектировщиков и строителей и наиболее просты в исполнении, а при обеспечении необходимых теплозащитных свойств – и в эксплуатации. Однослойные стены выполняют из конструкционнотеплоизоляционных материалов и изделий, совмещающих несущие и теплозащитные функции. Требуемые параметры микроклимата в помещениях, то есть необходимые комфортные условия, обеспечиваются при соответствующем качестве материалов стен.

С учетом современных требований к теплозащите наиболее приемлемы стены из ячеистобетонных блоков, изготавливаемых по различным технологиям. При плотности этого материала не более 500 кг/м3, толщине стены 500 мм и расчетном значении коэффициента теплопроводности не более 0,15 Вт/(мЧоС) возможно его использование в районах с ГСОП до 60006500. Расширение области применения ячеистобетонных материалов для районов с ГСОП более 6500 также возможно, но при увеличении толщины стены до 700750 мм. Как правило, стены из ячеистобетонных блоков проектируют как самонесущие с поэтажным опиранием на элементы перекрытия, с обязательной защитой от внешних атмосферных воздействий (облицовка, штукатурный слой и т.п.).

Производство конструкционнотеплоизоляционных блоков из ячеистых бетонов налажено на Тобольском, Оренбургском, Голицынском заводах, Калужском ДСК и других предприятиях, а блоков из особо легкого полистиролбетона (плотностью 150550 кг/м3) – на 10 предприятиях строительной индустрии.

Для однослойных стен также целесообразно применение и других бетонных материалов плотностью не более 600700 кг/м3 (легкие бетоны, пенобетоны и т.п.), однако их применение при толщине стены 500 мм ограничивается районами с ГСОП 2000.

В определенных условиях эффективны однослойные стены из глинистого пустотелого кирпича.

Двухслойные стены Двухслойные стены содержат несущий и теплоизоляционные слои, которые могут быть расположена как снаружи, так и изнутри. Внутренняя теплоизоляция должна обеспечивать защиту от увлажнения и накопления влаги в толще утеплителя, что требует специального теплотехнического расчета и тщательного изготовления. Системы с наружной теплоизоляцией имеют ряд существенных преимуществ (высокая теплотехническая однородность, ремонтопригодность, разнообразие архитектурных решений фасада, предпочтительность при реконструкции стен) и начали широко применяться в строительной практике. В настоящее время применяют, в основном, два варианта таких систем: вариант 1 – системы с наружным штукатурным слоем; вариант 2 – системы с воздушным зазором.

В варианте 1 применяются теплоизоляционные материалы, отвечающие специальным требованиям; толщина утеплителя из минераловатных плит – до 150 мм, из пенополистирольных плит – до 250 мм; они закрепляются на стене дюбелями со стальными распорными элементами и гильзами из полиамида. Утеплитель от внешних атмосферных воздействий защищают базовым клеевым слоем, армированным стеклосеткой, и декоративным слоем (штукатурка, окраска). Необходимо применять безопасные, долговечные и совместимые компоненты, исключающих частичное или полное растрескивание или обрушение теплоизоляционных слоев фасадов зданий. В связи с этим компоненты и применяемые материалы и изделия должны обязательно пройти техническую оценку пригодности. Рекомендации по выбору материалов и изделий, содержащиеся в СП 1210198, необходимо откорректировать с учетом этой оценки.



В настоящее время по результатам соответствующей проверки 20 зарубежных и отечественных фирм получили технические свидетельства Госстроя России на применяемые ими изделия и системы, которые работают в различных регионах страны с ГСОП 6000.

Вариант 2 отличается от варианта 1 отсутствием ограничений на толщину применяемого утеплителя – минераловатных плит, также закрепляемых на стене дюбелями. Теплоизоляционный слой защищают фасадными плитами из различных материалов, устанавливаемыми на крепящихся к стене легких конструкциях из металлических профилей (стальных, из алюминиевых сплавов и их комбинации). Дополнительно утеплитель защищают паропроницаемой пленкой, устанавливаемой в заводских или построечных условиях. Кроме того, между фасадными плитами и утеплителем предусмотрен воздушный зазор толщиной 60 мм.

Безопасность и долговечность этого варианта зависит от многих факторов, в том числе от обеспечения требований антикоррозионной защиты крепежных элементов и их соединений.

В настоящее время 12 организаций представили в Госстрой России материалы для технической проверки пригодности своих систем.

При использовании дюбелей длиной 400450 мм для крепления минераловатных плит к стене вариант 2 может найти применение в районах с ГСОП > 9000.

В настоящее время системы с наружной теплоизоляцией реализуются на большинстве строящихся зданий с монолитным железобетонным каркасом и при реконструкции панельных и кирпичных зданий.

Трехслойные стены Трехслойные стены, возводимые на строительной площадке с применением различных видов мелкоштучных изделий и расположенного между наружным и внутренним слоями утеплителя, применялись и раньше в строительстве в виде колодцевой кладки. Невысокая теплотехническая однородность (менее 0,5), вызванная рассекающими утеплитель кирпичными перемычками, а также проблемы контроля исполнения кладки сильно ограничивают ее применение при новых требованиях к энергосбережению.

Кладка с применением мелкоштучных изделий должна обеспечивать большую теплотехническую однородность стен – до 0,640,74. Для гибких связей в таких стенах используется стальная арматура с соответствующими антикоррозионными свойствами стали или защитных покрытий. Применение таких конструкций ограничено толщиной стен в 2,53 кирпича.

Довольно давно в индустриальном домостроении применяются бетонные трехслойные стены, но они обладают более низким приведенным сопротивлением теплопередаче, чем это необходимо по современным требованиям. Для повышения теплотехнической однородности жесткие связи между наружным и внутренним слоями были заменены гибкими стальными связями в виде отдельных стержней или их комбинаций. Для той же цели применяются плитнозаливочные или заливочные утеплители. Многочисленные расчеты по определению приведенного сопротивления теплопередаче, выполненные в НИИСФ, ЦНИИЭП жилища и других организациях с учетом трехмерных температурных полей, показали, что коэффициент теплотехнической однородности таких конструкций составляет 0,670,8, что уже вполне приемлемо для решения поставленной задачи.

Трехслойные стены толщиной 350450 мм с утеплителем толщиной 200300 мм из пенополистирола и минеральной ваты на гибких связях могут применяться в регионах, где показатель ГСОП достигает 60007000.

В настоящее время имеются многочисленные примеры изготовления трехслойных ограждающих конструкций, отвечающих требованиям второго этапа внедрения СНиП II379*. Так, например, московские ДСК и предприятия промышленности строительных материалов на основе энергосберегающих проектных решений успешно освоили производство жилых домов серий П44Т, П3М, КОПЭ, П46М, Пд4 общей площадью более 2,2 млн м2 в год, с приведенным сопротивлением теплопередаче стеновых панелей 3,163,28 м2ЧoC/Вт, что выше требований для второго этапа (3,15 м2ЧoC/Вт). Аналогичные трехслойные панели применяют при возведении зданий домостроительные комбинаты в Подольске, Щелково, Тучково, Электростали, ОреховоЗуеве, Челябинске, Республике Татарстан, Бурятии, Карелии, Хабаровском крае, Свердловской, Ленинградской, Архангельской, Орловской, Псковской, Новгородской, Томской и Самарской областях.





Для оценки безопасности и долговечности дискретных связей (шпонок) различных модификаций и стеклопластиковых гибких связей требуется получение дополнительной информации и их одобрение техническим свидетельством Госстроя России.

Очевидно, что отсутствие новой редакции ГОСТ 11024 “Панели наружные бетонные и железобетонные для жилых и общественных зданий. Общие технические условия” сдерживает развитие этого перспективного направления.

Стены из трехслойных легких сэндвичпанелей продолжают широко применяться, прежде всего, в промышленном строительстве. Здесь так же, как и в предыдущем случае, решающее слово за нормативной базой, и, прежде всего, это разработка стандарта на сэндвичпанели с минераловатным утеплителем.

Применение расчетных теплофизических характеристик строительных материалов Как известно, имеется существенное различие в коэффициентах теплопроводности материалов в сухом состоянии и этих же материалов в ограждающей конструкции. Например, пенополистирольные плиты плотностью 40 кг/м3 имеют коэффициент теплопроводности в сухом состоянии 0,038 Вт/(мЧoC), а в ограждающей конструкции здания, расположенного в центральной полосе России, с учетом увлажнения стены при эксплуатации тот же коэффициент имеет значение 0,05 Вт/(мЧoC), т.е. на 30% выше. Зарубежные и отечественные производители теплоизоляционных материалов при продаже часто сообщают данные, полученные при лабораторных испытаниях своего материала в сухом состоянии, и эта величина по ошибке и в нарушение СНиП II379* иногда используется при проектировании.

СНиП II379* требуют при проектировании использовать только расчетные (применяемые при проектировании) значения коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов при условиях эксплуатации А и Б. Табличные значения в этих СНиП установлены на базе материалов, выпускаемых отечественной промышленностью. Поскольку на рынке стройматериалов России появились теплоизоляционные материалы, производимые по новейшим технологиям и с улучшенными теплоизоляционными свойствами, возникла необходимость в разработке стандартизованной методики определения расчетных значений для этих материалов в эксплуатационных условиях. Такая методика разработана и приведена в принятом Госстроем России СП 231012000 “Проектирование тепловой защиты зданий”. Методика предназначена для аккредитованных Госстроем России испытательных лабораторий, устанавливает процедуру определения расчетных значений для конкретных марок и типов строительных материалов, в том числе и зарубежных.

Аналогичный подход при определении расчетных значений используется и за рубежом. Так, например, Международная организация по стандартизации (ИСО) разработала стандарт 10456 “Определение декларированных и расчетных теплофизических характеристик теплоизоляционных материалов”. В ФРГ действует стандарт DIN 4108, ч.4, содержащий таблицу расчетных значений коэффициентов теплопроводности строительных материалов и изделий. В Дании ведущими производителями теплоизоляционных материалов, научных и других организаций в 1997 г. создана независимая организация (VIK), которая контролирует применение расчетных значений теплопроводности при проектировании на базе датского стандарта DS 418. Аналогичные подходы использованы в стандартах Норвегии (NS 3031), Швеции (BBR 99), Эстонии (EVS 724:1996), Литвы ((STR 2.01.03:1999) и других стран.

Утепление наружных стен Существует мнение, что расположение утеплителя снаружи несущей части стены вызывает снижение ее долговечности за счет скапливания влаги у наружного отделочного слоя и попеременного замораживания и оттаивания ее в процессе эксплуатации в холодный и переходный периоды года.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.