922
.pdfСвободностоящие камины располагают обычно посередине помещения при общей площади квартиры не менее 150 м2. Открытые камины просты в изготовлении, но обяза-
тельно требуют дополнительных противопожарных устройств. Эти камины должны уста-
навливаться на круглой или квадратной площадке, приподнятой над полом на 35-50 см и над ними необходимо подвешивать на цепях или пружинах дымосборник.
Из дровяных каминов нужно постоянно удалять золу и чистить дымоход. Для них необходимо покупать дрова и где-то их хранить. В связи с этим большую популярность в последнее время приобрели так называемые камины - имитаторы (газовые очаги), в кото-
рых огонь поддерживают не дрова, а специальная газовая горелка, снабженная системой автоматического управления. Картину горения дополняют искусственными дровами – брусками из экологически чистых негорючих материалов, внешне похожими на дрова.
Такие камины особенно уместны в городских квартирах с газовым отоплением, хотя для горения можно использовать и газовые баллоны. Для установки такого камина обязатель-
но нужно получить разрешение газовой службы.
Самым простым компромиссным вариантом является установка электрокамина, в
котором огонь представлен эффектной картинкой, а вот электроэнергии такой камин по-
требляет очень много.
161
Глава 3 Повышение изоляционных качеств ограждающих конструкций зданий
Известно, что жилые здания, построенные в основном в послевоенное время, име-
ют низкую энергоэффективность по сравнению с жильем, возведенным в то же время в ряде зарубежных стран с аналогичными климатическими условиями.
В странах Западной Европы работа по энергосбережению в жилищном строитель-
стве является одним из основных направлений повышения эффективности экономики и возведена в ранг государственной политики. В результате проделанной работы в течение последних 30 лет по утеплению зданий в странах Западной Европы расход на их отопле-
ние сократился на 40-50% и составляет в настоящее время около 40-50 кВ ч / м3 в год, в
то время как для обогрева жилых зданий Российской Федерации расходуется от 80 до 100 кВ ч / м3 в год.
Основными причинами столь разительного отличия является низкая теплозащита наружных ограждающих конструкций, нерациональные архитектурно-планировочные решения жилых домов, значительные потери в сетях теплоснабжения и отопления, отсут-
ствие регулирования теплопотребления и несовершенство инженерного оборудования.
Тепловые потери через стены составляют 42-49%, через окна – 32-35% , через чердач-
ные и подвальные перекрытия – 11-18% , через входные двери – 5-8% от общего количе-
ства тепловой энергии на отопление здания.
3.1.Необходимость повышения тепловой защиты зданий
Вцелях экономии энергоресурсов за счет сокращения потерь тепла через огражда-
ющие конструкции зданий и сооружений Министерство строительства Российской Феде-
рации в июле 1999 г. внесло существенные изменения в строительные нормы и правила в сторону ужесточения по тепловой защите зданий. В результате этих изменений нормиру-
емые сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций повысились в 2-3,5 раза,
поэтому все здания, построенные до 1999 г., нуждаются в реконструкции тепловой защи-
ты наружных ограждающих конструкций. Кроме того, в ходе реформы жилищно-
коммунального хозяйства продекларирован принцип бездотационной оплаты тепловой энергии на отопление зданий, поэтому утепление жилых зданий является одной из важ-
нейших проблем строительства.
С целью повышения уровня гармонизации нормативных требований с европейски-
ми и международными нормативными документами, применения единых методов опреде-
ления эксплуатационных характеристик и методов оценки в 2012 г. разработан новый Свод правил (СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий, Актуализированная редакция СНиП 23-02 2003), введенный с 1 января 2012 г.
162
Взамен СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» с 01 января 2012 г. введен в
действие новый свод правил (СП 131.13330.2012 Актуализированная версия «СНиП 23- 01-99* Строительная климатология», в которой отражены изменения климатических па-
раметров, необходимых для проектирования тепловой защиты зданий, систем отопления и кондиционирования воздуха с учетом экономии энергетических ресурсов.
Таким образом, в последние годы произошли значительные изменения в норматив-
ных требованиях в сторону значительного повышения тепловой защиты наружных ограждающих конструкций зданий. В связи с этим здания, построенные до 1999 г., не от-
вечают нормативным требованиям тепловой защиты и нуждаются в дополнительном утеплении [46].
3.2. Определение дополнительной толщины утеплителя
Для того чтобы установить дополнительную толщину утепляющего слоя, необхо-
димо провести теплотехнический расчет в соответствии с требованиями свода правил СП
50. 13330.2012 Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».
С этой целью определяется нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограж-
дающей конструкции, Rонорм, (м2∙oC/Вт ), которое сравнивается с фактическим общим со-
противлением теплопередачи реконструируемой ограждающей конструкцией. В случае невыполнения условия ( R0 ) ≥ (Rонорм), следует в рассматриваемую ограждающую кон-
струкцию ввести дополнительный слой утеплителя.
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, Rонорм, (м2∙oC/Вт ), следует определять по формуле:
Rонорм = R
где R отр - базовое значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, м2 ·oC/Вт), устанавливается по табл.3 СП 50. 13330.2012 в зависимости от градусо-суток отопительного периода (ГСОП) и региона строительства;
mр – коэффициент, учитывающий особенности региона строительства. В расчете по вышеприведенной формуле принимается равным 1. Допускается снижение значения ко-
эффициента mр в случае, если при выполнении расчета удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания расчетная величина удельного рас-
хода тепловой энергии будет меньше нормируемой величины, то значения коэффициента mр должны быть не менее:
-mр = 0,63 для стен;
-mр = 0,95 для светопрозрачных конструкций;
-mр = 0,8. Для остальных ограждающих конструкций.
163
Для величин ГСОП, отличающихся от табличных, базовое значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, ( R отр ) определяется по фор-
муле
R отр = a ·ГСОП + b ,
где ГСОП - градусо-сутки отопительного периода ГСОП, oC сут/год, для конкрет-
ного места строительства;
а, b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным табл. 3 СП
50. 13330.2012 в зависимости от ограждающей конструкции.
Величина градусо-суток отопительного периода (ГСОП) определяется по формуле ГСОП = (tв – tот)· zот ,
где, tв – расчетная температура внутреннего воздуха здания, oC, принимаемая при расчете ограждающих конструкций жилых зданий в интервале 20-22 oC;
tот, zот – средняя температура наружного воздуха, oC, и продолжительность,
сут/год, отопительного периода, принимаемые по своду правил СП 131.13330. 2012 «Строительная климатология» Актуализированная версия СНиП 23-01-99* для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 oC.
В случаях реконструкции зданий, для которых по архитектурным или историче-
ским причинам невозможно утепление стен снаружи, нормируемое значение сопротивле-
ния теплопередаче стен допускается определять по формуле
Rонорм (tв tн ) ,
t н в
где в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции,
Вт/(м2 ∙°С), принимаемый по табл.4 СП 50. 13330.2012;
t н - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воз-
духа ( tв ) и температурой внутренней поверхности, ( в ), ограждающих конструкций, °С,
принимаемый по табл. 5;
tв - расчетная температура внутреннего воздуха, °С;
tн - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, принима-
емая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92
по СП 131.13330.
Для установления толщины дополнительного слоя утеплителя необходимо опреде-
лить величину сопротивления теплопередачи дополнительного слоя утеплителя Rут,
м2∙oC/Вт, для чего из расчетной величины нормируемого значения сопротивления тепло-
164
передаче ограждающей конструкции, Rонорм, вычесть расчетную величину фактического общего сопротивления теплопередачи реконструируемой ограждающей конструкции R0 :
Rдоп = Rонорм - R0 ,
а затем, задавшись эффективным материалом утеплителя, установить его коэффициент теплопроводности ут , Вт/м2 oC, по приложению (Т) СП 50. 13330.2012 и определить до-
полнительную толщину утепляющего слоя ут , м, по формуле
ут Rут ут .
После установления дополнительного слоя утеплителя осуществляется проверка выполнения санитарно - гигиенических требований тепловой защиты здания.
3.3. Теплоизоляционные материалы, рекомендуемые
для утепления зданий
При утеплении зданий основное внимание должно уделяться утепляющему мате-
риалу, так как от него в основном зависит тепловая защита здания. По количеству выпус-
каемых теплоизоляционных материалов Россия в 5-7 раз уступает Швеции, США и Фин-
ляндии.
В настоящее время на российском рынке широко представлены высококачествен-
ные теплоизоляционные материалы из стекловолокна зарубежных и отечественных про-
изводителей. Эти материалы несколько дороже, например, пенополистирольных, но зато с ними гораздо проще и удобнее, а главное, безопаснее работать. К ним относятся: «ISOVER» (Финляндия), «URSA» (Германия). Теплопроводность изделий «ISOVER»
очень низкая и находится в пределах 0,029 – 0,40 Вт/м ∙оС.
В последнее время широко начинают применяться «каменные» материалы на осно-
ве базальта - «ROCKWOOL» (Дания) и «PAROK» (Финляндия). Это негорючие экологи-
чески чистые материалы, обладающие водоотталкивающими свойствами, но в то же время паропроницаемые. Они выпускается в виде рулонов, мягких и жестких матов и плит. По своим теплоизоляционным свойствам базальтовые материалы превосходят стекловаты,
однако, они дороже последних.
В России налажен выпуск теплоизоляционных материалов под марками: «ТИСМА», «ТЕХНО», «ПЕНОПЛЭКС», «ИЗОРОК» и многие другие.
Чтобы теплоизоляция давала требуемый эффект, необходимо правильно подобрать утеплитель, так как от этого достигаются следующие преимущества:
- сокращаются расходы на отопление здания за счет повышения температуры внут-
ренней поверхности наружного ограждения;
- ликвидируются сквозняки;
165
- обеспечивается приятный и здоровый микроклимат в помещении благодаря рав-
номерности температуры.
Теплоизоляционные материалы делятся на несколько крупных групп:
-минераловатные;
-стекловатные и стекловолокнистые;
-газонаполненные полимеры (пенопласты): полистирольные и пенополистироль-
ные, полиуретановые и пенополиуретановые, полиэтиленовые, полиэфирные и из феноль-
ной пены;
-модифицированные бетоны: газобетон и пенобетон;
-из натуральных материалов и продуктов их переработки.
Кчислу наиболее высокоэффективных утепляющих материалов относятся стекло -
иминераловатные материалы, доля производства которых составляет в последние годы
40-60%. Они отличаются пожаробезопасностью, химической стойкостью, низким водопо-
глощением и хорошей звукоизоляцией. Типовые размеры: 1200х650; 1200х500; 1200х600.
Толщина плит - 50 - 200 мм.
Одним из самых эффективных видов теплоизоляции являются газонаполненные полимеры, среди которых наибольшее применение находит пенопласт и пенополистирол.
Пенополистирольные плиты имеют стандартные размеры: 1,0х1,0; 1,1,2 м. Толщи-
на плит - 30 - 200 мм (шаг 10 мм).
Пониженная теплостойкость и горючесть пенопластов не является помехой при ис-
пользовании их в слоистых конструкциях совместно с бетоном и кирпичом.
Разработанная в 1941 году технология получения экструзионного пенополистирола намного расширила границы его применения в строительстве. Обладая весьма низким во-
допоглощением (менее 0,3%) за счет замкнутой структуры ячеек размером 0,1-0,2 мм и высокой механической прочностью, плиты из экструзионного пенополистирола могут быть использованы для утепления инверсионных (перевернутых) плоских покрытий, в ка-
честве наружной теплоизоляции стен, для теплоизоляции подземных частей зданий, фун-
даментов, стен подвалов, где использование многих других утеплителей невозможно из-за капиллярного подъема грунтовых вод. Обладая низкими стабильными теплотехническими показателями, этот материал эффективно применяется в местах, называемых «мостиками холода». Это прежде всего места стыка ограждающих конструкций с перекрытиями и балками, которые особенно нуждаются в эффективной теплозащите. Стандартные разме-
ры: ширина 0,6 м; длина 1,2 - 4,5 м. Толщина плит: 20 - 100 мм (шаг 10 мм).
Недостатком экструзионного пенополистирола является его ограничение, связан-
ные с требованиями пожарной безопасности (категория Г1 по ГОСТ 30244-94), в случае
166
его использования при наружном утеплении фасадов. С целью повышения пожаростойко-
сти плиты из экструзионного пенополистирола, предназначенные для утепления зданий,
должны оштукатуриваться, что повышает их стойкость к горению.
Выпускаемые в нашей стране экструзионные плиты «Пеноплекс» характеризуются стабильными теплотехническими показателями и необычайно высокой прочностью на сжатие, которое зависит от плотности плит.
Плиты «Пеноплекс» имеют стандартные размеры: ширина - 600 мм, длина - 1200 и 2400 мм, толщина - 23, 30, 40, 50, 60, 80 и 100 мм.
Плиты выпускаются с добавками антипиренов, что повышает их стойкость к горе-
нию. Категория огнестойкости к огню для плит «Пеноплекс 35» и «Пеноплекс 45» состав-
ляет соответственно Г1 и Г4. Коэффицинты теплопроводности для этих марок плит равны
0,028 и 0,030 Вт/(м2 оС).
Экструзионные плиты «Пеноплекс» относятся к экологически чистым материалам,
не подвержены гниению и распространению плесени и грибков, что особенно важно для применения их в инверсионных кровлях, поскольку утеплитель находится в замкнутом,
невентилируемом пространстве. Плиты легко обрабатываются обычным ножом и чрезвы-
чайно просты в монтаже. Температурный диапазон эксплуатации для плит - от минус 50
до плюс 75 о С. Технические характеристики плит «Пеноплекс» позволяют работать в зимнее время. Наличие в плитах ступечевого торца «в четверть» исключает возникнове-
ние мостиков холода.
Плитные утеплители упакованы в пачки, согласно спецификации, в полиэтилено-
вую термрусадочную пленку (рис.3.1).
Рис.3.1. Внешний вид плитных утеплителей
Другим эффективным теплоизоляционным материалом из группы газонаполненных полимеров является экструдированный пенополиэтилен (ППЭ). У ППЭ практически от-
сутствует влагопоглощение и при его использовании в качестве утеплителя не требуется
167
дополнительного пароизоляционного слоя.
Хорошими теплоизоляционными свойствами обладает изоляция на основе пенополи-
уретана (ППУ), который, имея высокую адгезию, под давлением напыляется практиче-
ски на любые строительные материалы любой конфигурации: металл, бетон, кирпич,
стекло, шифер и т.д. Пенополиуретан – это разновидность газонаполненных пластмасс
(пенопластов), структура которых представляет собой ячейки, наполненные воздухом.
При нанесении на поверхность данное вещество вспенивается, образуя однородный слой теплоизолирующего материала. На сегодняшний день, напыляемый пенополиуретан - это самая современная и эффективная тепло-, паро-, гидро-, и звукоизоляция, получаемая непосредственно на месте проведения работ. Пенополиуретан не подвержен воздействию грибков и сырости, хорошо сохраняется при любых температурах, не воспламеняется, не выделяет вредных веществ и аллергенов. Он биологически нейтрален и безопасен для здоровья.
Пенополиуретан наносится слоями толщиной 10-15 мм и затвердевает в течение 3-
20 сек при температуре для проведения работ по напылению от +10 до 0 оC. Плотность получаемого покрытия имеет диапазон от 30 до 200 кг/м3. Напыление пенополиурета-
на не требует подготовки поверхности и наносится на поверхности с абсолютно любой геометрией. Сам процесс непрерывного напыления приводит к образованию бесшовного,
изолирующего покрытия любой толщины. При этом отпадает необходимость крепления,
что экономит время и обеспечивает покрытие без мостиков холода.
Благодаря особой монолитной структуре обеспечивается высокий уровень тепло-
изоляции и шумоизоляции (коэффициент теплопроводности ППУ составляет всего лишь
0,02 Вт/мК), что позволяет снизить толщину утепляющего слоя - (50 мм ППУ заменяет
150 мм минеральной ваты). Расчеты эффективности его применения показывают более,
чем двухкратную экономию по сравнению с другими технологиями утепления зданий.
Кроме того, использование легкого пенополиуретана позволяет значительно снизить нагрузку на несущие конструкции здания. Срок службы такого покрытия составляет 25-30 и
более лет.
Новыми теплоизоляционными материалами являются пенофольгированные изде-
лия, представляющие собой слой полиэтиленовой пены, зажатой с двух сторон алюминие-
вой фольгой. Коэффициент теплопроводности этого материала равен 0,027 Вт/м2 0С, что почти в 1,5 раза меньше, чем у стеклянных и базальтовых утеплителей. Несомненное до-
стоинство - это простота монтажа такого материала: он крепится к стенам с помощью строительного степлера. Как недостаток стоит отметить то, что он абсолютно паро- и га-
168
зонепроницаем, т.е. помещение, утепленное этим материалом, перестает «дышать» и его необходимо периодически проветривать.
Уникальным теплоизоляционным материалом является пеностекло, состоящее на
100% из стеклянных ячеек. В настоящее время пеностекло является самым прочным из всех эффективных теплоизоляционных материалов. Этот показатель очень важен, так как чем прочнее материал, тем менее он подвержен сжатию под воздействием нагрузки. В то же время сжатие теплоизоляционного материала приводит к увеличению его теплопро-
водности и снижению теплозащитных свойств конструкции. Пеностекло является полно-
стью негорючим материалом, не разрушается химическими реагентами, не подвержено гниению, в нем отсутствует питательная среда для распространения плесени и грибков.
Этот материал не впитывает влагу и не пропускает ее. При повреждении гидроизоляции не допускает распространение воды, как в вертикальном, так и в горизонтальном направ-
лении.
Пеностекло выпускается в виде теплоизоляционных блоков толщиной 30, 40, 50, 60, 80, 100 и 120 мм с размерами сторон 400 х 475; 475 х 200; 400 х 250; 400 х 200; 400 х 125 и 250 х 200 мм. Коэффициент теплопроводности – не менее 0,076 Вт/м0С, плотность – не более 180 кг/м3; предел прочности на сжатие – не менее 0,7 МПа.
В настоящее время разработаны утеплители на основе ячеистого бетона
плотностью от150 до 400 кг/м3 с коэффициентом теплопроводности от 0,08 до 0,15 Вт/м2 0С, которые являются экологически чистыми, пожаробезопасными и долговечными ма-
териалами. Эти теплоизоляционные изделия вполне могут заменить теплоизоляционные изделия из минеральной ваты и пенополистирола. Они с успехом могут применяться для наружной теплоизоляции существующих зданий, подлежащих реконструкции. Стоимость теплоизоляционных изделий на основе ячеистого бетона в 2-3 раза ниже, чем у минерало-
ватных плит, а капитальные затраты на организацию производства, примерно, в 5-10 раз ниже, чем на организацию производства традиционных видов теплоизоляционных мате-
риалов.
Одним из самых эффективных теплоизолируемых материалов является карбамид-
ный пенопласт - «Пеноизол», обладающий высокими теплоизоляционными свойствами
(коэффициент теплопроводности – 0,03 Вт/м2 0С ), низкой плотностью (15 кг/м3), рабочим диапазоном температур от – 500С до + 1200С, большой сопротивляемостью огню, стойко-
стью к действию микроорганизмов. Одним из преимуществ пеноизола, по сравнению с другими утеплителями, является его крайне низкая стоимость и простота получения. На данный момент «Пеноизол» – это самый дешевый из известных теплоизоляционных мате-
риалов. «Пеноизол» может применяться в виде блоков или плит, а также путем заливки в
169
опалубку или набрызга теплоизоляционного слоя на стены за штукатурную сетку непо-
средственно на строительной площадке. Для этого штукатурная сетка крепится к стене на расстоянии соответствующем заданной толщине теплоизоляционного слоя. После высы-
хания пеноизола осуществляется его оштукатуривание известными способами.
Для эксплуатации в условиях повышенной температуры и влажности разработана отражающая теплоизояция «Пенотерм НПП ЛФ», которая незаменима в помещениях бань и саун. «Пенотерм НПП ЛФ» - мтериал, изготовленный из вспененного полипропилена марки НПП с поседующим ламинированием алюминиевой фольгой.
Рис.3.2. Внешний вид теплоизоляции «Пенотерм НПП ЛФ» Уникальным прогрессивным теплоизолирующим материалов является жидкий ке-
рамический материал («Thermal-Coat»), состоящий из микроскопических вакуумизиро-
ванных керамических и силиконовых шариков. Российская версия – «ИЗОЛАТ-2», выпус-
каемая в г. Екатеринбурге. Такая композиция делает материал легким, гибким, пластич-
ным, обладающим высокой адгезией к покрываемым поверхностям. Уникальность тепло-
изоляционных свойств этого материала заключается в создании практически не проводя-
щего тепло слоя. Его теплопроводность (коэффициент теплопроводности – =0,001 Вт/(м
оС) на порядок ниже всех известных теплоизоляторов, поэтому толщина теплозащитного слоя имеет всего лишь считанные миллиметры.
При нанесении теплоизоляционного слоя толщиной 0,38 мм толщина наружной стены здания при расчетной температуре наружного воздуха – 250С может составлять:
-из кирпича – 280 мм;
-из керамзитобетона – 240 мм;
-из дерева – 75 мм.
Ктеплоизоляционным материалам из натурального сырья относится «СОФТБОРД»
-это экологически чистый материал со свойствами древесины. Этот материал изготов-
лен из волокон древесины хвойных пород без связующего. Обладая небольшим коэффи-
циентом теплопроводности в сухом состоянии, равным 0,047 Вт/м С, плиты «СОФТ-
БОРД» являются эффективным теплоизоляционным материалом. При использовании
170