Проблемът при избора на метода на изолация на фасадите на сградите (енергоспестяването не гарантира икономия на енергия)
Част 1
Въз основа на обобщението и анализа на числените резултати от изследването на ефективността на енергоспестяващите конструкции на сгради и конструкции са разгледани предимствата и недостатъците на приетите мерки и са направени предложения за тяхното подобряване.
Морозната зима на 2005-2006 г. показа: потребителят вече не желае да толерира ниския комфорт на условията на живот, което често се случва дори и в новопостроените жилища. Замразяването на стените, кондензацията в прозорците, гъбичките, разхерметизацията на фугите, разрушаването и корозията на конструктивните елементи - това е само един непълен списък от проблеми, които усложняват живота ни и понякога представляват заплаха за него. Те се основават на решението на проектанти за термична защита на сградата и качеството на изпълнение на тези решения от строители и експлоатационни организации.
В допълнение към изискванията за комфорт, необходимостта от контрол на термичната защита на сградите се дължи на постоянното повишаване на цените на енергията и на твърдостта на нормите за топлинни загуби чрез ограждащи конструкции. Следователно в сегашните условия качеството на термичната защита се е превърнало в значителна потребителска собственост на сградата и услугите за нейната експлоатация.
През 2003 г. СНиП 23-02-2003 "Термична защита на сгради" е установила нормативния импеданс на топлопреминаване в размер на 3.16 m 2 oC /W (за Московска област).
Въпреки това, за да се "вместят" в предписаните стандарти, нови ефективни изолационни материали идизайн. В противен случай, тъй като дебелината на външните ограждащи структури, както и тяхната цена ще бъде прекалено висока. Например, при поддържане на еднослойна конструкция на стени от пълна тухла, тяхната дебелина трябва да бъде около два метра.
Следователно, изпълнението на повишените изисквания за термична защита на сградите неизбежно води до нови подходи към строителството, използването на по-сложни проектни решения и технологии, и като следствие от това усложнение, засилване на контрола върху качеството на строителните продукти, например когато нарушенията на строителните технологии драматично намаляват ефективността топлинна защита
Освен това, ако конструкцията на покритията, таваните и таваните на мазетата не е сложна, тогава проектирането на външните стени изисква търсене на качествени нови технически решения.
Тези проблеми започват с въвеждането на енергийно ефективни прозорци. Нови проекти на прозорци, особено PVC, обикновено имат дебелина на прозорец кутии 70-90 мм, което е 2,5-3 пъти по-тънки от преди използваните. Отваря прозоречните склонове на стените на зоната с ниски температури и предизвиква образуването на обилен конденз върху тях и прехода му под формата на пара към въздушното пространство. На първо място, това се забелязва в сгради с повишена дебелина на стените. Увеличаването на влажността в помещението прави честото отваряне на прозорците, а 50-70% намалява ефекта от повишаване на термичните защитни свойства на прозорците.
Освен това при определени метеорологични условия, дори и постоянното отваряне на прозорците не води до намаляване на относителната влажност на въздуханормативни стойности. По този начин въвеждането на енергийно ефективни прозорци без конструктивно решение на отварянето на прозорците, като се вземе предвид конвекцията и организацията на въздушния обмен, често води до обратен ефект, т.е. до намаляване на топлинните защитни свойства на прозорците при експлоатация и влошаване на условията на живот. При полеви инспекции на сгради е установено, че се наблюдава благоприятен микроклимат в помещенията, където строителите са се отклонили от новите регулаторни изисквания в посока на по-голяма въздухопропускливост на прозорците и стените.
Външните стени, дължащи се на преобладаването на тяхната повърхност върху площта на всеки друг елемент на външните ограждащи конструкции, имат най-голям потенциал за енергоспестяване в абсолютно изражение. В сгради, построени в съветско време до 80-те години, с минимална енергийна ефективност на сградата (от 0.9 до 1.8 м2 /ч), делът на спестяванията поради изолацията на стените е повече от 70% от всички възможни икономии на топлина.
От гледна точка на топлотехниката, трите основни типа стени обикновено се отличават с броя на основните слоеве: еднослойни, двупластови и трислойни (последните се използват главно в новата конструкция, следователно, в този документ като метод на изолация не се вземат предвид).
Еднослойните стени са най-прости в изпълнение и когато са снабдени с необходимите топлоизолационни свойства - в експлоатация. Следователно този тип конструкция, изработена от структурни изолационни материали и продукти, които съчетават функции на лагерни и термични защити, може да бъде успешна.при модернизация и реконструкция на сгради.
От гледна точка на съвременните изисквания за топлинна защита най-подходящи са леките бетони, произведени с различни технологии. При плътност на лек бетон не повече от 500 kg /m3 и изчислената стойност на коефициента на топлопроводимост не повече от 0,15 W /(m2 oC), е възможно да се използват като топлоизолационен материал. Стените от лек бетон, в зависимост от плътността и издръжливостта, могат да бъдат проектирани самоносещи, със задължителна защита от външни атмосферни влияния (облицовка, мазилка, хидроизолационен слой и др.). Естествените проучвания на сгради с клетъчни бетонни стени показаха, че неспазването на изискванията за тяхната защита от външни атмосферни валежи води до намаление на реалното съпротивление на топлообмена почти 2 пъти.
Двуслойните стени съдържат носещи и топлоизолиращи слоеве. Това е най-често срещаният и "естествен" тип дизайн за изолация на съществуващи сгради. Но, в допълнение, той е бил широко използван в новата модерна конструкция, осигуряваща висока енергийна ефективност без значително увеличаване на дебелината на външните стени.
Трябва да се има предвид, че преходът в строителството от еднослойни стени към многослойни с висока термична устойчивост води до увеличаване на температурните напрежения в възлите на ставите на различните външни слоеве на стените.
По правило като топлоизолационен материал се използва нагревател, защитен от външни разрушителни влияния. Основният вид на използваната топлоизолация еПродуктите от минерална вата (повече от 65%), стъклените материали представляват 8%, други 20% от пяна, делът на топлоизолационния бетон не надвишава 3%.
Съществуват и топлоизолационни мазилки и бояджийски покрития с пенополистирол ("Radiopor") или вакуумно-керамичен ("Thermo-Shield") пълнител.
Напоследък за целите на изолацията на къщи са започнали да се използват материали, които отразяват топлинно излъчване, най-разпространеното от които е алуминиево фолио. Въпреки това, изчисленията показват, че реалният ефект от използването на топлопреносни свойства на тези материали при изграждането на стени е много малък (увеличаване на съпротивлението на топлопредаване до 0.2-0.3 m2 oC /W). Следователно, те често се предлагат на пазара в състава на нагревателите (например фолио с разпенен полиетилен). Най-целесъобразно е тези материали да се използват в онези части от външни строителни конструкции, където има най-голяма разлика в температурата вътре и извън сградата, по-специално за изолация на тавана и покрива, зони за радиатори на отоплителни системи и др.
Трябва да се помни, че коефициентите на топлопроводимост на материалите в сухо състояние и тези материали в ограждащата структура са значителна разлика. Например, пенополистиролни плочи с плътност от 40 kg /m3 имат топлопроводимост 0,038 W /(m2 oC) в сухо състояние, а в ограждащата структура на къщата, разположена в централната лента на Русия, като се взема предвид влажността на стената по време на работа, същият коефициент е равен на 0,05 W /(m2 oC). Въпреки това, когато проектирането на слой на топлоизолация честоПогрешно са положени данните за свойствата на топлоизолационните материали, избрани за реклама или резултатите от лабораторните тестове на материала в сухо състояние. В този случай, използвайки същия пенополистирен, действителният ефект ще бъде по-нисък с 30%.
В двуслойни стени топлоизолационният слой може да бъде разположен външно или вътрешно.
Вътрешната топлоизолация отваря основния носещ слой на конструкцията на стената на цикличното действие на замразяване-размразяване, което води до ускорена загуба на неговите якостни свойства, което трябва да се има предвид при изчисляване на издръжливостта на сградата. Във вътрешния метод на изолация съществува проблем с ясно изразената термична хетерогенност на външната конструкция на заграждението със студени мостове в местата на съединенията на външната стена с таваните и вътрешните стени. След него студът влиза в стаята, създавайки местни неудобни условия. Недостатъците на този метод могат да включват и намаляване на вътрешното пространство на помещенията.
И накрая, основният проблем на вътрешния метод на изолация е необходимостта от осигуряване на надеждна защита на изолационния слой от натрупване на влага и влага в дебелината на нагревателя, което изисква специален топлотехнически изчисления и задълбочена подготовка.
Поради разликата в налягането на водните пари извън и вътре в къщата през камерата, дифузията на водните пари винаги е външна. При проектирането на ограждащи конструкции от няколко слоя на задачата се криеотслабването на дифузията на водни пари във вътрешните слоеве на стената и отстраняването на влага, която е проникнала вътре в оградата. За тази цел се проектират защитните слоеве от пара, които трябва да бъдат разположени възможно най-близо до вътрешната повърхност на носещия слой на стената. Прилагането на топлоизолация от вътрешната страна е приемливо само ако на практика е трудно да се приложи надежден пароизолационен слой от страната на помещението.
При вътрешната топлинна защита обаче съществуват значителни технологични предимства. При прилагане на спрей нагревател от полиуретанова пяна с една операция, четири задачи се решават наведнъж:
осигуряване на висока якост на сцепление с носещ слой (тухли, бетон, дърво, метал и др.) На ниво 2-3 kg /cm2;
постижения с висока точност на изчислените нормирани характеристики на топлоизолационния слой;
образуване на пароизолационния слой, ако е необходимо регулиран;
незначителна дебелина на изолационния слой в сравнение с други топлоизолационни материали.
Използването на топлоизолационни материали за плочи и ролки не им позволява да решават тези проблеми едновременно. В допълнение, както е показано от проучването, вътрешната изолация на фасадите на тези материали води до масовата поява на мухъл в нови сгради поради наличието на достатъчно въздух между изолацията на плочата (ролката) и носещата конструкция.
По този начин, в случай на спрей-изолирана отвътре, е предвидено основното изискване - съпротивлението на пароизолацията е в съответствие с точка 5.3 от SP 23-101-2000 "Проектиране на термична защита на сгради".В същото време се увеличава степента на затихване на амплитудата на флуктуациите на температурата на външния въздух в такава структура, тъй като отвътре се намира по-устойчив на топлина материал (клауза 9.1, SP 23-101-2000).
При прилагане на вътрешната разпръсната топлоизолация се създава твърд и надежден пароизолиращ слой, който гарантира, че няма да се натрупва влага в изолиращия слой (точка 5.10 от SP 23-101-2000).
Общите предимства на вътрешната топлоизолация включват практическата невъзможност да се позволи технологичен брак. По принцип тук е необходим само контрол на дебелината на покритието, който лесно се постига в строителната среда. Зависимостта от човешкия фактор е минимална. Вътрешното затопляне може да се осъществи по всяко време на годината, докато външната изолация може да се извърши само 7-8 месеца годишно. И накрая, производството на вътрешна топлоизолация е много по-евтино от външните разходи за материали, труд, монтаж на скъпи строителни скелета.
