Теплоизоляция стен зданий: Выбираем теплоизоляцию для стен

виды и материалы, технологии, можно ли построить стены дома без утеплителя?

Утепление стен дома актуально не только для сурового климата. Собственник или арендатор здания, периметр которого утеплен, несет меньше издержек при оплате отопления в холодное время года. Летом, напротив, можно сэкономить на климатическом оборудовании, поскольку в помещениях будет лучше сохраняться прохлада. При этом, проектируя тепловую защиту, необходимо уделить внимание таким параметрам, как пожарная безопасность, вентилируемость пространства и экологичность материалов. Но учитывая, что существует множество технологий утепления дома, возникает логичный вопрос: какую из них выбрать?

Сегодня требования к утеплению регулируются сводом правил «СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003», а также стандартом «СТО 00044807-001-2006. Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий». Документами установлен ряд параметров, в том числе санитарно-гигиенические нормы, условия энергосбережения и долговечности, расчетные параметры температуры и влажности воздуха в помещениях[1].

Технологии утепления дома

Тепловая защита ограждающих конструкций потребуется, если дом возведен из следующих материалов:

• кирпича;
• бревен;
• каркаса и панелей;
• монолитных блоков;
• клееного бруса.

Здания и сооружения из перечисленных выше материалов имеют значительные теплопотери. Через наружные стены может уходить до 30–45% тепла, и только 10–15%[2] — сквозь оконные и дверные проемы.

Согласно ГОСТ 16381-77 (СТ СЭВ 5069-85), строительные теплоизоляционные материалы классифицируют по следующим признакам:

• горючесть — несгораемые, трудносгораемые или сгораемые;
• вид исходного сырья — органическое или неорганическое;
• структура — волокнистые, ячеистые или зернистые, то есть сыпучие;
• форма — рыхлые, плоские, фасонные или шнуровые;
• наличие связующего вещества — содержащие или не содержащие связующее вещество.

Для волокнистых по структуре материалов разработан отдельный стандарт — «ГОСТ 31309-2005. Материалы строительные теплоизоляционные на основе минеральных волокон. Общие технические условия», который устанавливает внутривидовую классификацию и требования к параметрам.

Как можно понять, строительный рынок предлагает множество типов утеплителей, однако технология их монтажа приблизительно одинакова. Условно ее можно разделить на сухую и мокрую.

Второй вариант является более распространенным, поскольку обеспечивает идеальное прилегание утеплителя к стене. Но есть и минус — утепление дома нельзя проводить при отрицательных температурах. В этом случае больше подойдет сухой способ. Он не предполагает использования клеевых составов. Однако и энергосберегающие параметры постройки, утепленной таким образом, будут несколько ниже.

Утепление дома проводится в несколько этапов. К моменту начала работ здание или сооружение должны иметь полностью возведенные стены, установленные окна и двери. Необходимо дождаться окончательной усадки фундамента.

Начинаются работы с подготовки стен. Стыки и трещины замазывают герметиком. Крупные неровности могут усложнить работы, поэтому поверхность сглаживают. После того, как стены подготовлены, на них крепят направляющие. Толщину рейки, которая будет держать утеплитель, подбирают под материал, который планируется использовать. Сам утеплитель крепят по направляющим. Его могут прибивать дюбелями или сажать на клей. Каждый стык важно качественно загерметизировать. Если утеплитель хорошо впитывает влагу (яркий пример — минеральная вата), то необходимо положить слой пароизоляции. Чтобы не нарушать естественную циркуляцию воздушных масс, между рейками и материалом утеплителя следует оставлять небольшой зазор.

Утепление стен снаружи

Эта мера позволит защитить стены от перепадов температур. Один из очевидных плюсов наружного утепления стен: работы не нарушают привычный уклад жизни обитателей дома. Не нужно убирать мебель из комнат и проводить генеральную уборку. Кроме того, наружное утепление сохраняет площадь помещения. Если работы проводить внутри, размер комнаты уменьшится на толщину утеплителя по всему периметру. В итоге разница между исходной площадью помещения и той, что получилась после утепления комнаты изнутри, может оказаться существенной.

Выбирая материал для фасада здания, следует обратить внимание на:

• Особенности климата. Здесь необходимо учитывать уровень осадков, минимальные показатели температур, максимальную силу ветра… Для правильного учета параметров следует обратиться к своду правил «СП 131.13330.2018. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99».
• Состояние стен. Трещины, выступы, зазоры, наличие металлических элементов — все это может снизить способность стен аккумулировать тепло даже после проведения работ.
• Назначение помещений. Требования к утеплению дома, гаража и бани разные. Даже в жилой постройке нужно учитывать, что утепление спален и, например, предбанника — не одно и то же.

На заметку

Общие требования к утеплительным материалам согласно ГОСТ 16381-77:

• теплопроводность — не более 0,175 Вт/(м × К) (0,15 ккал) (м × ч × °С) при 25°С;
• плотность — не более 500 кг/м³;
• выделение токсических веществ и пыли — в концентрациях, не превышающих предельно допустимые значения[3].

Утепление изнутри

Наружное утепление стен — более практичное решение. Но при некоторых обстоятельствах проведение работ внутри помещений является единственным выходом. К таким случаям можно отнести необходимость утепления старых зданий. Это может быть актуально для жителей домов, которые находятся под наблюдением архитектурного управления. Если дом считается историческим памятником, утепление его фасадной части означает порчу внешнего вида. Препятствием к наружному утеплению является и наличие деформационного шва. Прятать его за утеплителем нельзя, поскольку это сделает невозможным контроль над общим состоянием здания.

Одним из очевидных плюсов внутреннего утепления дома является возможность проводить работы в любое время года. Независимо от того, какая погода на улице, технология остается неизменной. Вместе с утеплением жильцы получат и дополнительную звукоизоляцию помещений. За материалами можно спрятать коммуникации, тем самым улучшив внешний вид комнат. Наконец, главным плюсом работ по внутреннему утеплению помещения является возможность выполнить их своими руками. Они не требуют применения сложной техники и навыков промышленного альпинизма, а необходимые материалы сравнительно недорогие.

Не стоит забывать и об особенностях, с которыми сопряжен данный вид работ. Например, в случае с внутренним утеплением к выбору материала стоит отнестись особенно тщательно, в то время как с наружными работами все обстоит куда проще. Обратить внимание нужно на такие параметры, как:

• Экологичность. Производители некачественных ват, карбамидного пенопласта, пеноизола обрекают жильцов вдыхать вредные испарения формальдегида.
• Стандарты качества. Разрушение утеплителя, который находится под сложной отделкой, тяжело заметить. Чтобы этого не произошло, работы необходимо проводить с полным соблюдением всех рекомендаций.
• Теплопроводность. Чем этот показатель ниже, тем более тонкий слой материала можно будет уложить для теплоизоляции комнаты.

Материалы для утепления стен

На рынке существует широкий выбор материалов для работ как с фасадной, так и с внутренней частью здания. Но технологии не стоят на месте, и ассортимент постоянно обновляется. Соответственно, и некоторые материалы сегодня уже можно назвать устаревшими. Например, стекловату. Ею утепляли крыши и внутренние перекрытия. Но несоблюдение техники безопасности при монтаже может повлечь серьезные проблемы со здоровьем: хрупкие и очень тонкие волокна материала опасны. Для работ со стекловатой необходимо использовать респиратор, исключить контакт с открытыми участками тела. Что касается чисто технических минусов, то материал дает сильную усадку и крошится, является влагоемким и тяжелым.

К устаревшим утеплителям можно отнести и вспененный полистирол. Его применение как для внешнего, так и для внутреннего утепления довольно спорно. На воздухе полистирол быстро окисляется, а использовать его в помещении небезопасно. Сразу после укладки он выделяет в воздух вредное вещество — стирол.

Замыкает тройку ДВП. Некоторое время материал пользовался популярностью и позиционировался как экологически чистый, но связующие вещества, благодаря которым происходит спрессовка волокон материалов, далеки от натуральных. Кроме того, использование ДВП как единственного утеплителя неоправданно — материал обладает слабыми теплоизоляционными характеристиками.

Впрочем, и без указанных утеплителей на рынке существует множество предложений. Рассмотрим особенности наиболее популярных из них.

• Эковата и минеральная вата. Эковата — это негорючий легкий материал с высокими тепло- и звукоизоляционными показателями. Он изготавливается путем переработки обычной целлюлозы. Материал экологичен и пригоден для внутреннего утепления стен. Минеральную вату производят путем переработки базальтовых волокон. Материал больше подходит для утепления фасада дома, поскольку внутри помещений его высокая паропроницаемость может способствовать образованию конденсата на стенах.
• Экструдированный пенополистирол (ЭПП). Один из наиболее популярных материалов. Он с одинаковым успехом используется и при наружных, и при внутренних работах. Обладает большой прочностью и плотностью, имеет хорошие звукоизоляционные свойства, отлично удерживает тепло. Среди недостатков можно отметить его «боязнь» многих химических составов и низкую паропроницаемость. Впрочем, это не мешает сотням дачников использовать его в качестве недорогого утеплителя фасада.
• Фольгированный утеплитель. Наружный слой этого материала выполнен из металлизированной полипропиленовой пленки. Отражающие свойства металла позволяют фольгированному утеплителю удерживать до 97% тепла. Имеет высокие показатели паропроницаемости, хорошую звукоизоляцию. Устойчив к воздействию влаги.
• Пенополиуретан. Недорогой и популярный материал. Исключает промерзание стен, устойчив к грибкам и плесени, поскольку является биологически нейтральным. Универсален в применении: его можно монтировать на стены с большими зазорами и неровностями.
• Пенопласт. Недорогой легкий материал, который используется преимущественно для внутреннего утепления стен. Не боится влаги, обладает низкой паропроницаемостью. Именно из-за этого его и не рекомендуется использовать для утепления стен в деревянных домах. Материал нарушит свободный ток воздуха, что может стать причиной появления грибка и плесени на деревянных поверхностях.
• Пеноизол. В непрофессиональной сфере этот материал известен как «жидкий пенопласт». Масса довольно плотная, напоминает пену для бритья или негустое тесто. Пеноизол успешно заполняет все пустоты, практически негорючий, устойчив к биологическому воздействию микроорганизмов. Монтаж требует применения специализированного оборудования.
• Сэндвич-панели актуальны в постройках, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности. Материал не впитывает влагу, поэтому может применяться для утепления стен бань, саун и так далее. Не поддерживает процесс горения.

Отдельно следует подчеркнуть, что хотя многие современные синтетические утеплители и не поддерживают горение, но при тлении и плавлении выделяют чрезвычайно опасные токсические вещества.

А бывает ли тепло без утеплителя?

Установка любого утеплителя потребует определенных финансовых и временных затрат. Поэтому вполне обоснованно задаваться вопросом: «Можно ли построить дом без утеплителя?»

Еще около десятка лет назад ответ был бы очевидным. Но сейчас компании предлагают современные строительные материалы, которые позволяют обойтись без дополнительного утепления стен.

Это керамические блоки. Материал экологически чистый, производится по запатентованной технологии из глины высокого качества. Несмотря на схожий с привычным кирпичом внешний вид, материал отличается чрезвычайно низкой теплопроводностью.

Стены, возведенные из керамических блоков, не промерзают, обладают низкой пожароопасностью. Материал имеет уровень морозостойкости F50[4]. Что касается шумоизоляции, то воздушные камеры, которые есть в каждом блоке, отлично поглощают звуки.

Высокая прочность (М50–M150)[5] делает материал устойчивым к агрессивным воздействиям внешней среды. Блоки обладают идеальной геометрией. Это дает возможность возводить стены, минимизируя количество раствора, что, в свою очередь, позволяет сократить теплопотери.

Да, современные керамические блоки — не самый дешевый материал. Но ведь и работы по дополнительному утеплению внутренних и внешних стен также стоят немало. Добавьте к этому расходы на материал, потраченное время и учтите, что некоторые виды утеплителей придется периодически менять из-за их разрушения или осадки. В то время как керамоблоки обеспечат комфортный микроклимат в доме на многие десятилетия вперед.

Теплоизоляция стен и зданий – материалы, описание, расчет

Утепление стен позволит значительно сэкономить на энергозатратах: доля теплопотерь после утепления снизится на 25% процентов, а для некоторых зданий этот показатель достигает 45%.

Теплоизоляция стен — варианты, материалы

Существует несколько вариантов теплоизоляции – наружная, внутренняя, или изнутри ограждающих конструкций, то есть в слоистой кладке. Лучше всего проводить данные процедуры в теплое время года. В качестве рабочего материала используют плиты из базальтового волокна, которые крепят фиксаторами. Минплиты используют также для теплоизоляции эксплуатируемых зданий с внутренней стороны, когда обработка снаружи невозможна. Это прочный и долговечный материал, легкий по весу, небольшой толщины, выполненный по правилам геометрии, к тому же негорючий. Но есть и другие способы.

Теплоизоляция зданий методом оштукатуривания по утеплителю

Так называемый «Мокрый фасад» выполняется с помощью легких штукатурных систем, например, «Термокрепс». После крепления утеплителя на стене клеем и дюбелями сверху наносится слой штукатурки. Общая толщина слоев — всего 15 мм, но утеплитель должен удовлетворять самым высоким требованиям:

• Во-первых, для теплоизоляции зданий большую роль играет качество материалов.
• Во-вторых, работа специалистов требует высокой квалификации — слой должен быть равномерным и прочным.

Для фиксации плиты утеплителя на стене в тяжелых штукатурных системах применяются арматурная сетка и анкера, несколько слоев могут в результате составлять толщину 50 мм. В данном случае металлическая несущая сетка предохраняет финишный слой от деформации. Здесь также важны характеристики материала — например, жесткость утеплителя, но привлекать рабочих высокой квалификации нет необходимости — фасадная поверхность будет ровной в любом случае.

Теплоизоляция зданий трехслойной (слоистой) кладкой

При выполнении фасадов колодцевой кладкой и трехслойных системах расположение утеплителя находится внутри конструкции ограждения. После несущей стены, которая выполняет функции первого слоя, в результате правильных расчетов по теплосбережению устанавливается теплоизоляция. Третьим слоем (внешним) становится защитный слой от атмосферных воздействий. В данном случае используется базальтовый утеплитель или экструдированный пенополистирол.

Способ монтажа навесного фасада с использованием каменной (минеральной) ваты

Такие фасадные системы называют вентилируемыми. На наружной стене крепятся разные облицовочные материалы в листовом или плиточном варианте. Теплоизоляция также крепится несущим каркасом и анкерной системой креплений.

Наиболее эффективной в российских климатических условиях является наружная теплоизоляция зданий, так, чтобы несущая конструкция стены включалась в зону положительных температур и оптимальной влажности. Чтобы эффект от проведения теплоизоляции стен был ощутимым, пользуйтесь только качественными материалами.
Компания «Спецстройфундамент» предлагает материалы известных производителей. Уточнить все интересующие вопросы можно по телефону +7 (4832) 92-22-12 или обратившись к нам по адресу: Брянский район, с.Супонево, ул.Свенская, дом 59.

Чем утеплить стены промышленных зданий и сооружений

Утепление стен снаружи является одним из основных мероприятий по теплоизоляции здания, поскольку в зависимости от конструкции через стены теряется до 40% тепла. Стены здания при эксплуатации испытывают значительные физические нагрузки вследствие воздействия комплекса факторов: перепада температур, атмосферной влаги, биологически агрессивной среды, солнечной радиации.

Долгое время экструзионный утеплитель для стен использовался исключительно для защиты фундаментов и кровли, а теплоизоляция стен производилась другими материалами. Тем не менее, опыт теплоизоляции стен жилых и общественных зданий позволяет сказать, что материал «Экстрол» применим для теплоизоляции фасадов зданий.

^{Наружное утепление стен (фасадов) здания}

Фасадное утепление (утепление стен с уличной стороны) – самый распространенный вариант теплоизоляции. Его преимущество состоит в том, что несущая часть стены расположена в зоне положительных температур. При этом конструкция не подвергается атмосферным воздействиям, теплоизоляционные работы не доставляют жильцам неудобства, а сама стена выполняет свои функции в благоприятных условиях. Стены, утепленные экструзионным пенополистиролом «Экстрол», остаются всегда сухими, не подвергаются гниению и образованию плесени, делая жилье комфортным и экологически чистым. 

При фасадном утеплении требуется предусматривать специальные мероприятия: разрезку на температурно-деформационные швы, «вывешивание» штукатурного слоя, устройство противопожарных рассечек

Материал «Экстрол» позволяет уменьшить толщину стены и добиться нужного теплоизолирующего эффекта, не создавая больших дополнительных нагрузок на несущие конструкции. С помощью материала «Экстрол» достигается сокращение теплопотерь для любых типов зданий.

Рекомендации по применению материалов разных марок

Теплоизоляция стен изнутри. Материалы и технология работ

Наружные стены являются важнейшим элементом зданий, который не только выполняет несущую функцию, но и защищает от влияния окружающей среды внутреннее пространство дома. Современные строительные конструкции, выполненные по современным технологиям, позволяют экономить на отоплении зданий и рационально использовать энергоносители.

А что же делать с традиционными конструкциями советских времен, построенными из кирпича или панельных блоков? Наступило время, когда приходится считать каждую копейку и утеплять то, что имеем. В этой статье мы подробно рассмотрим методы утепления домов изнутри.

В профессиональных кругах строителей и производителей теплоизоляционных материалов ведутся жаркие дискуссии о том, можно ли вообще утеплять стены здание изнутри. Единого мнения на этот счет до сих пор нет, так как это весьма рискованное мероприятие. Но все единогласны в одном – самый лучший вариант утепления – теплоизоляция фасада.

Очень часто простой обыватель стает перед проблемой, когда утеплить дом снаружи нет никакой возможности. Причин для этого может быть множество: стены квартиры граничат с неотапливаемым помещением, например коридором, лифтом или лестничной клеткой, здание считается архитектурным памятником или расположено в исторической части города, поэтому власти запрещают изменять внешнюю часть фасада; за стеной расположен деформационный шов, соединяющий два близко стоящих дома.

Благодаря ГОСТам и СНиПам, действующим в постсоветском пространстве, удается внести некоторую ясность в эти важные вопросы. Они настоятельно рекомендуют располагать «холодные» слои внутри помещений, которые отличаются высокой теплопроводимостью и низкой паропроницаемостью – камень, кирпич, бетон. Даже место для утепления определено недвусмысленно – наружная сторона ограждающей конструкции. И нормативные документы в этом случае имеют исключения. Например, в нормативном документе ПЗ-2000 к СНиП 3.03.01-87 в разделе № 7, который посвящен конструктивным решениям, сказано, что допустимым является утепление стен изнутри некоторых квартир многоэтажных домов, если установка теплоизолятора невозможна со стороны фасада по определенным причинам.

Минусы внутреннего утепления

Давайте попробуем выяснить, почему же внутренне утепление имеет столько противников, какие неприятные сюрпризы нас ожидают.

Есть некоторые моменты, считающиеся негативными, но не столь критичными, чтобы с ними нельзя было смириться, а есть такие, которые могут привести к серьезным последствиям и заставляют серьезно задуматься о целесообразности их применения.

Вот некоторые из них:

• Теплоизолятор, размещенный на внутренней стороне стены, отбирает часть полезной площади комнаты. Например, если в комнате площадью 20 кв.м утеплить две наружные стены утеплителем толщиной 50 мм, то из общей площади теряется 0.5 кв.м площади.
• Чтобы начать работы по утеплению стен изнутри, прежде нужно полностью освободить помещение и вывести его из эксплуатации на некоторое время.
• В довесок к монтажу утеплителя придется сделать еще целый ряд дополнительных работ по защите ограждающих конструкций от образования конденсата, а также по дополнительной вентиляции.
• Если совершать работы по всем правилам, то это обойдется очень недешево, как может показаться на первый взгляд.
• Технология утепления стен изнутри совсем не так проста и доступна, если соблюдать все правила технологического процесса.
• Главным минусом внутренней теплоизоляции являются теплофизические процессы, происходящие внутри стен, подвергшихся этой процедуре. Все распространенные «страшилки» о результатах утепления стен действительно имеют реальное подтверждение. Это возникновение водяных подтеков, грибки и плесень, разрушение отделки и даже самих несущих элементов – это все результаты неграмотного подхода к изменению внутренней тепловой оболочки строения, которые влекут за собой нарушение уровня влажности стен.

Какие процессы происходят в стене утепленной изнутри?

Все негативные процессы, происходящие внутри утепленной стены, происходят не только в зимний период, но и в осенне-весенний, когда за окном небольшой плюс. И это не удивительно, ведь основные проблемы возникают как раз тогда, когда происходит большой перепад температур между наружной и внутренней стороной помещения. Именно наружные стены по принципу «буфера» принимают на себя все удары стихии.

Температура влияет на многослойные защитные конструкции в зависимости от состояния их влажности. Их главный враг – вода. Ведь при замерзании она имеет свойство расширяться и разрушать строительные конструкции и их соединения. При попадании внутрь утеплителя она нарушает его теплоизоляционные свойства, становится источником и причиной возникновения и распространения вредоносных грибков и других микроорганизмов.

Как температурный режим влияет на уровень влажности стены? Здесь происходит явление, при котором в определенных условиях водяной пар из воздуха перенасыщается и оседает в виде конденсата. Температуру, при которой это происходит, называют «строительной точкой росы», которая напрямую зависит от показателя относительной влажности воздуха в помещении. При повышении влажности к 100% точка росы сравнивается с фактической температурой. Чтобы рассчитать точный показатель точки росы, используют сложную формулу. В своде правил СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» содержится таблица, в которой указаны соотношения различных показателей влажности воздуха и температуры в помещении.

Согласно руководству по санитарным нормам эксплуатации жилых помещений (ГОСТ 30494 и СанПиН 2.1.2.1002), показатели нормированной температуры воздуха в жилищах зданиях должна быть в пределах 20-22 градуса по Цельсию, а влажность воздуха не выше 55 %. Следуя показателями таблицы, определяем, что точка росы при таких показателях равняется +10.7 градусов по Цельсию. Это значит, что если температура в стене будет соответствовать этому показателю, то влага, находящаяся в воздухе будет превращаться в воду и оседать в виде конденсата в той части стены, где и будет такая температура.

Естественно, что когда температура наружного воздуха изменяется, точка росы тоже будет перемещаться внутри стены, то приближаясь, то отдаляясь от внутреннего пространства дома. Это происходит потому, что внутри помещения мы прогреваем стену, используя различные отопительные приборы, а со стороны улицы она подвергается холодному влиянию окружающей среды. Происходит явление, которое можно сравнить с перетягиванием каната.

Конкретное место в стене, где может выпадать конденсат, определяется теплотехнический характеристикой стены, ее толщиной и материалами, использованными в каждом слое, а также их взаимном расположении.

В неутепленной конструкции точка росы находится в стене и тепло улетучивается даже при самой мощной работе отопления. В помещении будет холодно.

Если теплоизолятор находится снаружи здания, то несущая стена полностью прогревается, в результате чего точка росы двигается в сторону утеплителя. Появляется потребность в освобождении образовавшейся в нем влаги. Для этого существует технология устройства вентилируемых фасадов.

Утепленная изнутри стена полностью промерзает, ведь она полностью отгорожена теплоизолятором от внутреннего обогрева. Это приводит к преждевременному разрушению несущих стен конструкции. Точка росы, которая располагается в большинстве случаев на внутренней поверхности несущей стены, при повышении наружного воздуха может передвинуться в массив стены. В результате между утеплителем и стеной возникает влага, которая сводит на нет термоизоляционные характеристики утеплителя. При замерзании разрушается клеевое соединение слоев теплоизолятора. Стена намокает, на ней появляется грибок и плесень.

Как бороться с негативными последствиями в стенах утепленных изнутри?

Что же нужно предпринять, чтобы свести к минимуму неблагоприятные последствия внутреннего утепления стен?

Вышеприведенный свод правил по проектированию тепловой защиты зданий гласит о том, что теплоизоляцию не рекомендуется применять с внутренней стороны стены из-за возможного возникновения негативных последствий, описанных выше, но в случае крайней необходимости поверхность, подвергаемая утеплению, должна обязательно иметь сплошной и надежный влагоизоляционный слой.

Для того, чтобы сделать стену теплой и сухой, необходимо максимально защитить место нахождения точки росы от проникновения к ней водяного пара.

Для решения этого вопроса существует целый ряд мероприятий:

• Слой утепляющего материала нужно закрыть надежной влагоизоляционной пленкой, загерметизировать стыки и примыкания.
• Теплоизолятор должен иметь самую низкую паропроницаемость, желательно ниже, чем в утепляемой стене. Тогда пар будет постепенно выходить наружу.
• Между слоем утеплителя и стеной должен оставаться минимальный зазор, поэтому приклеивать утеплитель к стене нужно не «маячным» способом, а на гребенку.
• Облицовку утепленных стен производят влагостойким гипсокартоном.
• Для снижения влажности помещения должен организовываться дополнительный воздухообмен. Для этого устанавливают специальную систему механической вентиляции и регулирующие клапаны на окна.

Очень важно избавиться от всех возможных мостиков холода. Проблема в том, что при установке внутреннего теплоизолятора у нас нет возможности утеплить места стыков перекрытий и внутренних стен. Поэтому необходимо при утеплении стены делать заход на примыкающие стены и перекрытия и также тщательно изолировать их от влияния паров, при этом можно декорировать эти заходы с помощью фальшколон или коробов.

Чем утеплить стены изнутри? Выбор подходящего теплоизолятора

1. Минеральная вата

Этим материалом очень часто пользуются для утепления стен изнутри, но с нарушением технологии. Вату располагают безо всякой пароизоляции между гипсокартонными плитами. Кроме того, часто используют рулонную вату, не предназначенную для вертикальных конструкций. Несмотря на то, что такой вид утепления прост в монтаже и чрезвычайно дешев, он совсем не эффективен и даже вредоносен.

Минеральная вата вообще не годится для утепления стен изнутри. Хотя многие поклонники этого материала восторгаются по поводу ее способности «дышать», но это и есть в данном случае ее главным недостатком. Во-первых, через дышащие волокна к точке росы открыт беспрепятственный доступ, а во-вторых, вата имеет свойство впитывать влагу. Можно, конечно, попробовать оградить этот утеплитель от падания влаги специальными минеральными плитами, идентичными по своим теплотехническим характеристикам вспененному пенополистиролу. Плиты тщательно приклеить и создать по возможности абсолютно герметичную пароизоляцию со стороны помещения. Можно применить любую пароизоляцию или обычную пленку. Но нет никакой гарантии, что где-то герметичность не будет нарушена. Тогда все наши усилия сведутся к нулю. Влага в виде конденсата будет образовываться на внутренней поверхности стены, что приведет к намоканию утеплителя (минваты), а это в свою очередь проявит себя в виде грибков или подтеков. Это происходит из-за того, что паропроницаемость минеральной ваты в разы превышает показатель любых других ограждающих конструкций.

Некоторые изобретательные мастера пытаются дополнительно оградить минеральную вату от попадания влаги, применив еще один внутренний слой влагоизоляции. Они делают своеобразные «подушки», запаяв вату в полиэтиленовый рукав. Но здесь возникают следующие проблемы: такого рода утеплитель нельзя нормально закрепить в стене, так как возникают всевозможные зазоры в области расположения точки росы, ведь плиты очень сложно подогнать друг к другу, не повредив оболочку. В результате усложняется весь технологический процесс.

2. Пенополистирол и ЭППС

На сегодняшний день пенополистирол является самым популярным среди материалов для внутреннего утепления стен, поэтому с каждым годом он все чаще и чаще применяется не только в России но и во многих других странах Европы. Популярности этому материалу придают его прекрасные теплотехнические и эксплуатационные данные.

Вот некоторые из его неоспоримых преимуществ:

• Низкая теплопроводимость;
• Минимальная паропроницаемость и водопоглощение;
• Высокое сопротивление нагрузкам, как на разрыв, так и на сжатие;
• Простота монтажа и резки;
• Плиты имеют небольшой вес.

Применяя для внутреннего утепления стен вспененный пенополистирол, можно повысить до уровня нормы тепловую изоляцию конструкции, используя минимально возможную толщину утепляющего слоя. Кроме того, что пенополистирол и ЭППС сохраняют свои изоляционные свойства в сложных ситуациях, не впитывают влагу, они еще и не пропускают водяной пар в зону точки росы. Поэтому дополнительную пароизоляцию здесь применять не нужно. Безусловно, для этого необходимо тщательно заизолировать места соединения плит и места их примыкания к утепляемым стенам. Но эта процедура совсем не сложная, по сравнению с «играми» с минеральной ватой. Для этого достаточно применить полиуретановую пену. К тому же, некоторые производители выпускают пенополистироловые плиты со ступенчатым краем, благодаря которому их можно стыковать вообще без щелей.

Пенополистирол прекрасно монтируется на стену по фасадному методу. Для этого применяют одновременно фиксацию тарельчатыми дюбелями и клеевые составы. Клеевой слой выполняет еще и изолирующую функцию. Лучше всего для этих целей подходит полиуретановый клей в виде пены. Благодаря хорошей прочности материала, допускается отделка утепленных стен мокрым способом прямо по теплоизолятору, безо всяких каркасных технологий. При этом не происходит перегрузки стены, ведь удельный вес материала очень низкий. Один 1 кв.м утепляющего слоя с использованием пенополистирола легче в 2 – 2.5 раза, чем такой же по толщине слой из минеральной ваты.

Существенным недостатком пенополистироловых плит является их слабые звукоизоляционные свойства. А такие мелочи, как недостаточная стойкость к воздействию органических растворителей, разрушение при температуре выше 80 градусов, можно не принимать во внимание.

3. Пенополиуретан

Этот универсальный материал выгодно отличается своими изоляционными свойствами, так как обладает ячеистой структурой. Тоже прекрасно подходит для утепления стен изнутри, прочный и легкий материал. Обладает одним из лучших показателей теплопроводности, который составляет 0.0125 Вт/мК. Ячейки пенополиуретановых плит содержат внутри воздух или инертный газ и герметично закупорены, что не дает возможности влаге проникать сквозь плиту, и создает отличную гидроизоляцию ограждающей конструкции. А это именно то, что нам нужно – низкая теплопроводность, максимальная пароизоляция и минимальное водопоглощение.

Но и это еще далеко не все свойства пенополиуретана. Благодаря необычному способу нанесения этого утепляющего материала, он приобретает необычные свойства. Пенополиуретан напыляется на поверхность в виде двухкомпонентного жидкого вещества, которое затвердевает за несколько секунд.

Этот материал прекрасно пристает к любым основам, включая потолочные перекрытия, поэтому пропадает необходимость в применении крепежных элементов, которые являются дополнительными источниками мостиков холода. Пенополиуретан образует цельное сплошное покрытие со стеной и не дает влаге ни малейшей возможности для проникновения в зону расположения точки росы. Образуется монолитный слой покрытия, без щелей и швов. Таким способом напыления без труда можно утеплить любые стены нестандартной формы.

Пенополиуретан легко и быстро наносится. Утеплитель вспенивается прямо во время нанесения на поверхность, поэтому из-за малого объема исходного материала расходы на его хранение и доставку сводятся к минимуму.

Покрытие из полиуретана оштукатуривается с применением капроновой сетки по фасадной технологии.

4. Другие теплоизоляционные материалы для утепления стен изнутри

Современный строительный рынок предоставляет широкий выбор “инновационных” изоляционных материалов для стен, которые по утверждениям производителей обладают незаурядными свойствами. Однако все они, немного лукавя, замалчивают о серьезных проблемах и недостатках в осуществлении технологических цепочек.

Например, по теплотехническим характеристикам теплая штукатурка обладает высокой паропроницаемостью и гигроскопичностью, и серьезно уступает вспененным материалам.

Вспененный фольгированный полиэтилен эффективен только при условии, что он будет монтироваться таким образом, чтобы между утеплителем, стеной и облицовкой оставались воздушные зазоры. Только при таких условиях он будет обладать низкой теплопроводностью. Но смастерить два герметичных зазора, крепко закрепить материал, да еще и качественно заизолировать стыки и перемычки практически невозможно. Поэтому, большинство строителей просто прибивают полосы полиэтилена дюбелями к наружной стене, в результате чего материал теряет свои теплоизоляционные свойства.

Жидкая теплоизоляция на основе керамики по утверждениям производителей, имея толщину слоя 1 мм, успешно заменяет минеральную вату толщиной 50 мм. Заявленный производителями коэффициент теплопроводности составляет 0.0016, что звучит очень неправдоподобно, если учесть, что это покрытие состоит из заполненных воздухом керамических пузырьков, притом, что керамика имеет теплопроводность 0.8-0.15, а воздух – 0.0125.

Термокраска – новый и еще не полностью изученный материал. Но печальные примеры его неудачного использования для утепления многоквартирных домов уже имеются. Может быть, в определенных условиях этот термоизолятор и будет работать, но пока он себя не проявил.

Какой должна быть толщина утеплителя?

Какую толщину должен иметь утеплитель для его эффективной работы? Правильное определение этого показателя является очень важным ключевым аспектом правильного утепления внутренних стен.

Для этого нужно выполнить следующие условия:

1. Вычислить реальное сопротивление стены без теплоизолятора теплопередаче. Для этого используем формулу R=D/L (где D — толщина конструкции, а L — показатель теплопроводности материала). Например, если наша кирпичная стена имеет толщину 500 мм, то ее сопротивление теплопроводности будет следующим: R=0,5/0,47=1,06 м2х°С/Вт.

2. Сравнив этот показатель с нормируемым сопротивлением для ограждающих конструкций, которое не должно быть ниже 3,15, получаем разницу 2,09. На эту разницу необходимо добавить количество утеплителя, потому что сумма коэффициентов слоев конструкции составляет ее коэффициент теплопроводности.

3. Чтобы определить необходимую толщину утепляющего слоя, нужно применить формулу: D=LхR. Например, если мы имеем пенополистирол теплопроводностью L=0,042, то умножив этот показатель на разницу в теплопередаче R=2,09, получим: D=0,042х2,09=0,087 – необходимый слой утеплителя (87 мм). Рекомендуется немного завысить этот показатель и применить утеплитель 100 мм.

Стоит ли производить утепление стен изнутри?

Внутреннее утепления стен – это крайняя мера, применяемая в том случае, когда закрепить со стороны фасада теплоизолятор нет никакой возможности. Очень сложно такую работу выполнить технологически грамотно. К тому же, внутреннее утепление обойдется совсем не дешевле внешнего, так что сэкономить никак не получится.

Поэтому, чтобы грамотно и результативно осуществить утепление стен изнутри, необходимо соблюсти следующие требования:

• Организация герметичности пароизоляционного слоя стены.
• Обеспечить нормируемую теплопроводность стен путем точного расчета толщины утеплителя.
• Принятие необходимых мер для обеспечения дополнительной вентиляции помещения.
• Приклеивание теплоизолятора сплошными полосами или с помощью гребенки.
• Обязательное утепление участков перекрытий и перегородок, примыкающих к наружным стенам.
• Желательна обшивка наружных стен водостойким гипсокартоном на металлическом каркасе.
• Не располагать на обшивке розеток, выключателей, светильников, бра для сохранения ее герметичности.
• Заделка примыканий листовых материалов с ограждающими конструкциями с помощью акрила или силикона.
• Монтаж п-образных кронштейнов к основе исключительно через изолирующие прокладки.
• Обработка стены противогрибковым составом перед началом работ по утеплению. Полное исключение замокания конструкции снаружи. Для этого необходимо заранее закончить все ремонтные работы, поверхность должна быть полностью сухой.

Бывают случаи, что причиной холода в помещении являются совсем другие причины, не связанные с плохой теплоизоляцией стен. Нужно обратить пристальное внимание на теплотехнические характеристики пола, оконных блоков, потолочного перекрытия, ведь именно в них может быть причина всех бед. Также причиной может быть некорректная работа отопительной системы в связи с ее неправильным проектированием. Если это действительно так, то никакие способы утепления стен не принесут желаемого эффекта, а температура воздуха в помещении поднимется всего на пару градусов. Поэтому, прежде, чем приступать к утеплению стен, необходимо проверить все характеристики работы систем вентиляции и отопления, перекрыть, по возможности, источники проникновения холода в квартиру. Только после этого утепление стен изнутри приведет к желаемому результату.

Теплоизоляция стен — ТЕХНОНИКОЛЬ

Теплоизоляция стен может производиться как на этапе строительства здания, так и позже, при капитальном ремонте. Современный выбор материалов, применяющихся для этих работ, достаточно широк – минеральная вата, экструдированный пенополистирол, стекловолокно, пенопласт, вспененный полиэтилен и многое другое. Выбор материала для теплоизоляции стен или пола зависит от типа конструкции здания, в котором планируется проведение ремонтных или строительных работ и применяемых строительных материалов.

Утепление здания обычно начинается с теплоизоляции фасада. Утеплитель может быть различных видов, главное, чтобы он выполнял свою главную функцию, а именно – препятствовать быстрому теплообмену между внутренней средой и внешней. Чтобы минимизировать теплопотери, необходимо тщательно продумать все работы. Все материалы, применяющиеся для теплоизоляции кровли, стен, пола (пенопласт, стекловолокно, базальтовый утеплитель и т.д.), должны строго соответствовать требованиям экологической безопасности.

Чтобы не ошибиться с выбором утеплителя, необходимо знать эксплуатационные характеристики всех материалов, представленных на рынке. Выбирая материал для утепления, обратите внимание на степень его водопоглощения, т.е. возможность впитывать жидкость и удерживать ее в своих порах. Еще одно важное качество – гигроскопичность (способность поглощать жидкость в парообразном состоянии). При этом материал должен обладать хорошей воздухопроницаемостью, чтобы не создавать конденсат и испарения внутри помещения.

Очень важно, чтобы материал, использующийся для утепления, был пластичным, благодаря этому свойству предупреждается опасность возникновения трещин и других дефектов. Не менее важна химическая стойкость, огнеупорность, биостойкость (устойчивость к негативному воздействию грибков, бактерий).

Применение экструзионного пенополистирола

Для утепления стен наиболее популярно сегодня применение экструзионного пенополистирола. Он закладывается в качестве утеплителя стеновых конструкций уже на стадии проектирования зданий. Это вызвано ужесточением требований СНиПов относительно теплоизоляции.

Производство экструзионного пенополистирола впервые было освоено в США, в начале XX века. Благодаря использованию уникальных технологий появилась возможность изготавливать материал с закрытыми ячейками. Среди главных характеристик нового материала специалисты сразу отметили низкую теплопроводность, высокую удельную прочность, а также минимальное водопоглощение. Сегодня во всем мире происходит постепенная замена обычного пенополистирола на экструзионный.

Благодаря применению этого материала стало возможным уменьшить толщину стен и в то же время достичь теплоизолирующего эффекта. К примеру, использование в качестве утеплителя теплоизоляционных плит из экструзионного пенополистирола позволяет снизить теплопотери на 70-80%.

Наиболее распространенный способ утепления стен – фасадная. Если выполнена такая изоляция, стены дома всегда остаются сухими, на них не появляется плесень и гниль, следовательно, жилье на протяжении долгого времени остается комфортным и экологически чистым. Экструзионный пенополистирол имеет ступенчатую кромку, что позволяет обеспечить при стыковке плит плотный замок. Крепление составляющих происходит заподлицо к несущей конструкции.

Есть и другой способ – закладка термоизоляционной прослойки осуществляется внутрь стены. Это рекомендуется в тех случаях, когда необходимо быстро прогреть помещение, если здание является архитектурной или исторической ценностью (нельзя менять облик фасада), если осуществить теплоизоляцию снаружи невозможно – к примеру, в подвальных помещениях. В этом случае должен использоваться долговечный материал, способный полноценно функционировать не меньше, чем материал, из которого изготовлена несущая часть стены.

Каждый материал имеет как преимущества, так и недостатки. Если подобрать оптимальный вариант утепления всех стен, вы сможете избежать многочисленных проблем и сохранить тепло вашего дома.

 

Утепление фасадов
Теплоизоляция от ТехноНИКОЛЬ
Теплоизоляция на основе каменной ваты
Где купить?

Читайте также:
Утепление фундамента

Утепление стен домов жидким утеплителем — пеноизол.в Москве. Теплоивизионное обследование

   Решили снизить затраты на отопление, составляющие 3/4 всех расходов по обслуживанию дома — значит пора провести работы по утеплению здания и замене окон. Это особенно актуально для старых холодных домов, коттеджей и тех зданий, фасад которых никогда не утеплялся.

Теплоизоляция дома не только уменьшит зимние теплопотери, но и сохранит прохладу летом. Хорошее утепление, если полностью и не отменит установку кондиционеров, то по крайней мере существенно снизит их энергопотребление.

Грамотное и наиболее эффективное — внешнее утепление.

    С чего начать?

   Для начала рассмотрите, возможно ли внешнее утепление стен. Если дом не представляет исторической ценности, не памятник архитектуры, значит, противопоказаний нет.

Итак, внешнее утепление фасада наиболее перспективно в плане энергоэффективности и сулит максимальные дивиденды, одновременно радикально меняется внешний вид дома. Разнообразие современных отделочных материалов потакает любому взыскательному вкусу, позволяя придать старому строению достаточно презентабельный вид. Единственные ограничения это толщина вашего кошелька и экономическая целесообразность.

   Подробнее о теплоизоляции наружных стен.

   Внешняя теплоизоляция имеет массу положительных моментов: защищает стены от влаги, промерзания зимой и перегрева летом и как следствие продлевает срок службы дома. Мощный слой утеплителя снизит потребную мощность котлов и радиаторов системы отопления, так что можно неплохо сэкономить на капиталовложениях в систему отопления.  То же самое относится и к выбору кондиционера. Стены, защищённые утеплителем, не будут прогреваться летом, соответственно дольше сохранят естественную прохладу в доме. И кондиционер, для такого дома, нужен менее мощный и электроэнергии он потребует немного.

   Единственное на чём не следует экономить — это на самом утеплителе. Чем больше слой, тем лучше(10, 20, а где то и 50 см). Дополнительные расходы на теплоизоляцию — это от 5 до 20% общей стоимости модернизации здания, но экономия средств на отоплении, вернёт затраченные дополнительные средства в течении первых лет эксплуатации.

   Утепляя дом с внешней стороны, вы одновременно решаете проблемы с конденсацией пара (от приготовления пищи, душа, сушки одежды) на внутренних стенах и в углах комнат. Эти процессы следствие низких температур стен и проявляются в виде грибка и плесени в доме. Проведение работы по внешней теплоизоляции здания, сразу же, в лучшую сторону, сказываются на температуре стен и микроклимате в помещениях. Перепады температур в комнатах у пола и потолка практически исчезнут, а воздух станет одинаково тёплым, во всём объёме.

   Качество и коэффициент теплопроводности λ(Вт/мК) утеплителя влияют на толщину теплоизолирующего слоя.

   В качестве теплоизоляционных материалов обычно применяют блоки из ячеистых бетонов, минеральные и стекловаты, различные виды пенопластов (пенополистирол, пеноизол и др.). Наиболее распространенные материалы для теплоизоляции имеют коэффициент теплопроводности в пределах от λ=0,025 до 0,045 Вт/мК. Помните: чем меньше значение λ, тем лучше теплоизоляционные свойства у выбранного утеплителя.

    Сравним эпюры градиента температур двух зданий одинаковых размеров, но с различной теплоизоляцией фасада. Оба здания из кирпича, толщина стен первого дома 25 см, стены второго дома — сэндвич 25 см кирпича и 10 сантиметровый слой утеплителя. Даже с этим, по действующим нормам, минимальным слоем утеплителя теплопотери отличаются более чем в 6 раз.

   Около 85% зданий в России не соответствует действующим нормам по теплоизоляции.

   Полная теплоизоляция здания, по всему периметру включая стены, подвал и чердачное помещения позволят кратно сократить расходы на отопление и кондиционирование.

   Утеплители, применяемые в строительстве.

   Минеральная вата пожалуй самый известный и наиболее популярный материал применяемый для теплоизоляции стен, потолков зданий. Безвредная, не горючая, простая в применении, с большим сроком службы, как нельзя лучше подходит для разнообразных видов утеплений.

   Теплоизоляцию пола по грунту, утепление цоколей и подвалов зданий целесообразнее производить экструдированным пенополистиролом. Прочные и твёрдые плиты, к тому же не гигроскопичные, прекрасно подходят для утепления грунтовой части дома. Основной недостаток экструдированного пенопласта — высокая горючесть — здесь не имеет существенного значения. 

   Утепление старых строений или зданий, имеющих полости (к примеру, между внутренней и внешней стенами, облицованные кирпичом деревянные дома с зазором 5-25см, кирпичные дома с колодцевой кладкой, а так же, некачественно утепленные каркасные строения), удобнее и дешевле проводить при помощи заливных пенопластов, таких как пеноизол.

   Пеноизол, распространенный жидкий утеплитель, применяемый в строительстве. С высокой группой огнестойкости (Г2), не расширяющийся в процессе полимеризации и долговечный. По экономической формуле: закупка + доставка + работа по утеплению + использование дополнительных материалов – пеноизол самый дешёвый утеплитель.

   Все выше перечисленные утеплители – минвата, пенополистирол и пеноизол имеют примерно равную цену на рынке. При этом пеноизол производится непосредственно на строительной площадке и в стоимость утепления пеноизолом так же включена работа по теплоизоляции здания в отличие от минватных и полистирольных утеплителей, где эта работа считается отдельно.

   В цену пеноизола уже включены: закупкам смолы – доставка – заливка. И занимаются этим бригады «пеноизольщиков», это их работа, клиент оплачивает только результат.

   Пеноизол, наравне с минватой, пенополистиролом и другими утеплителями, успешно применяют при теплоизоляции новых зданий по технологии вентилируемый фасад.

    Благодаря тому, что он производится на стройплощадке, жидкий и закачивается под давлением, что позволяет достаточно технологично, без полной разборки, производить ремонт теплоизолирующего слоя или устранять брак, допущенный при утеплении зданий другими утеплителями.

   Капиллярная микроструктура пеноизола (см. фото с электронного микроскопа увеличение 500 и 80 крат) делает его наверное лучшим утеплителем для деревянных домов.  Капилляры как маленькие насосы откачивают влагу с поверхности древесины, просушивая её. А технология дополнительного микро- и макро- армирования пеноизола разработанная специалистами компании Армопласт.рф позволяет получать без усадочный пеноизол для утепления легких каркасных домов, навесных фасадов деревянных строений, перекрытий чердаков и мансард.

   Но любая медаль имеет две стороны, есть недостатки и у пеноизола: низкая на разрыв прочность, в связи с чем он нуждается в защите от механических воздействий. Что, впрочем, за несколькими исключениями, требуется практически для всех утеплителей. Второй недостаток – в период сушки выделяет незначительные количества формальдегида. Через две три недели этот показатель приходит в норму и не превышает ПДК.

   На практике не всегда представляется возможным выполнить дополнительную теплоизоляцию здания с внешней стороны, особенно когда это касается многоквартирных домов и коттеджей с несколькими владельцами (требуется согласие всех жильцов), или если объект представляет историческую или художественную ценность и находится под охраной. В этом случае утепление помещений может быть внутренним.

   Конструкционные строительные материалы с высокими тепловыми характеристиками.

   Материалы для строительства внешних стен могут значительно различаться по тепловым характеристикам. И одними из лучших конструкционных материалов-теплоизоляторов для наружных стен являются газобетон, пенобетон и поризованный кирпич.

   Поризованный кирпич — размерностью 20 х 45 см, имеет гораздо более совершенные теплоизоляционные характеристики, чем обычный керамический. Его коэффициент теплопроводности варьируется от 0,18 до 0,33 Вт/мК. Сравните, коэффициент теплопроводности  обычного кирпича около 0,45 Вт/мК.

    Газобетонные блоки толщиной до 40 см коэффициент теплопроводности 0,12-0,145 Вт/мК.

   Пенобетонные блоки толщиной до 40 см коэффициент теплопроводности 0,15-0,18 Вт/мК.

   Теплоизоляционные материалы для внешнего утепления стен могут быть различными, но самыми популярными (из-за низкой цены) утеплителями на сегодняшний день остаются: минеральная вата, стекловата, полистирол и пеноизол. Все они несущественно различаются по цене, но имеют серьезные отличия по своим физическим характеристикам.

   Полимерные теплоизоляционные материалы — полистирол и пеноизол являются самыми популярными теплоизоляционными материалами для внешнего утепления зданий, теплоизоляционный слой толщиной 10 см из такого утеплителя имеет коэффициент теплопередачи 0,385 Вт/(м²°С). Минеральная вата материал с подобными свойствами и коэффициентом теплопередачи 0,4-0,45 Вт/(м²°С) для слоя толщиной 10 см. Каменная вата и пеноизол имеют высокий коэффициент диффузии водяных паров, в отличие от пенополистирола, и что немаловажно, более безопасны в случае пожара т. к. имеют группы горючести Г1 и Г2 соответственно, препятствуют распространению огня (у пенополистирола группа горючести Г4).

Пример:

   «Сэндвич» стены из поризованного кирпича толщиной 45 см, с внутренней трёхсантиметровой теплоизолирующей штукатуркой, и внешней теплоизоляцией из минеральной ваты или пенопласта слоем 10см. Даст коэффициент теплопередачи 0,21 Вт/м²K.  В такой же стене, но без внешнего утепления значение коэффициента теплопередачи составляет около 1,6 Вт/м²К. Это означает, что разница в потере тепла между двумя выше озвученными вариантами составляет 1,4 Вт/м²К. При разнице внутренней и внешней температур осенью около 20°С, через не теплоизолированные стены потери тепла составят на 30 Вт/м² больше, чем через стены имеющие внешний слой утеплителя. Получается, что внешняя поверхность не утепленной стены площадью 20 м2 только за один не самый холодный день при этих условиях напрасно потеряет 51,4 МДж тепловой энергии (что примерно соответствует полутора кубометрам природного газа).

Посчитайте всю площадь стен, добавьте потери через перекрытия, окна, двери, помножьте на стоимость энергоносителей и срок отопительного сезона. Долгое созерцание полученной цифры, поможет понять, на сколько дорог «шик».

Теплоизоляция зданий

Для теплоизоляции зданий и сооружений прекрасно подходят термопанели с клинкерной плиткой.

Многие годы теплоизоляция фасадов зданий не стояла на повестке дня у строителей. В результате теплопотерь для создания комфортной температуры и влажности в доме приходилось использовать много энергии на обогрев помещений. Специалисты выяснили, что наиболее высокий процент тепла теряется через стены, остальные теплопотери перераспределяются между полами, крышей, дверьми и окнами. Проводниками тепла являются все традиционные строительные материалы. Теплопотери зависят от коэффициента их теплопроводности (Вт/ (м*К)), который растет с увеличением влажности и плотности материала. Чем выше этот коэффициент, тем скорее материал отдает тепло. Для сравнения приведем примеры коэффициента теплопроводности: древесина: 0,10—0,18; кирпич красный глиняный: 0,56 кирпич силикатный: 0,77 железобетон: 1,69 пенобетон: 0,29 — 0,08 керамзитобетон: 0,66 стекло — 0,698-0,814. Европейские страны, вынужденные закупать источники энергии, несколько десятилетий назад приняли законы, ужесточающие требования к строительству с целью повышения теплоизоляции зданий и сохранения затрачиваемой на их обогрев энергии. По этим требованиям энергосбережение должно было составить 40-70% от предыдущих затрат. Окна со стеклопакетами, утепленные двери, кровельный пирог, многослойное устройство полов существенно сократили расходы энергии. Следующим решением в теплоизоляции зданий стала защита фасадов. Для этого в Европе начали утеплять старые строения навесными фасадными системами с утеплителями из пенопласта или минеральной ваты. Новые сооружения здесь возводят в соответствии с существующими стандартами и законами, используя различные способы теплозащиты: навесные фасадные системы, «мокрые фасады», фасадные панели, инновационные материалы. Около десяти лет назад в России были приняты аналогичные законы, направленные на сбережение энергетических ресурсов. Однако, к сожалению, до сих пор многие строения не соответствуют требованиям нормативов по энергосбережению. Сейчас большинство застройщиков новых домов, а также владельцы старых сооружений обращают внимание на то, что теплоизоляция фасадов зданий наряду с технологичными конструкциями окон, дверей, полов и кровли, оказывает существенное влияние на суммы, которые будут затрачены на энергию для обогрева дома.

Теплоизоляция старых зданий при помощи фасадных систем.

Теплоизоляция зданий является задачей, требующей внимания еще на этапе проектирования. Неправильный подбор строительного и отделочного материала без учета климатических условий, толщины стен, недостаток гидроизоляции ведут к промерзанию стен, их растрескиванию, покрытию плесенью, что скажется на уровне влажности и температурах в доме, а также на сроке эксплуатации дома, частоте ремонтов. Для теплоизоляции фасадов зданий необходимо не только создать дополнительный слой, препятствующий теплообмену между внутренними помещениями и улицей, но и защитить стены от осадков. Мокрые стены легче проводят тепло. Кроме того, в условиях, когда положительные и отрицательные температуры сменяют друг друга, влага, которая попадает в поры на поверхности стен, начинает замерзать и расширяться, увеличивая микротрещины в строительном материале. В дальнейшем в этих трещинах будет скапливаться еще больше влаги, которая, в свою очередь, продолжит расширять трещины, разрушая стены. Такое состояние фасада скажется не только на внешнем виде дома, но и на комфорте внутренних помещений: здесь становится сыро и холодно, требуется большое количество энергии, чтобы прогреть и подсушить комнаты. Способ теплоизоляции здания подбирают индивидуально, с учетом материальных возможностей, индивидуальных предпочтений и архитектурного стиля. Фасадные системы с утеплителем — довольно распространенный метод защиты фасада. Конструкции создаются многослойными, в их составе есть утеплители, обладающие низким коэффициентом теплопроводности: минеральная вата – 0,045-0,7 пенополистирол — 0,031 — 0,05.Т Толщину слоя теплоизоляции зданий получают расчетным способом с учетом величины теплосопротивления базового материала и утеплителя, толщины стены. Чем ниже коэффициент теплопроводности материала наружных стен и больше их толщина, тем меньший слой будет у теплоизоляционного материала. Теплоизоляция зданий фасадными системами требует создания специальных конструкций и крепления нескольких слоев материала, включая утеплитель. Особое место в теплоизоляции зданий занимают «сэндвич»-стены из нескольких слоев, в которых могут использоваться такие материалы, как ПВХ, ДВП, деревянная «вагонка», профлист, гипсокартон — для лицевого и внутреннего слоя; минеральная вата, полиуретан, пенопласт — в качестве утеплителя. Все слои соединяются между собой прессованием, склеиванием. «Сэндвичи» используют нередко при каркасном строительстве. Однако, этот способ имеет недостатки: сэндвич-стены не выдерживают дополнительных нагрузок, а, кроме того, возникают «мостики холода» в местах стыков, что требует дополнительных мер по теплоизоляции. Этот материал обычно не применяют в элитном строительстве. Используются и инновационные методы теплоизоляции зданий и сооружений. Например, в Германии применяются вакуумные теплоизоляционные панели, которые дают возможность сделать теплоизоляционное покрытие очень тонким (до 2 см). Метод основывается на том, что вакуум обладает практически нулевой теплопроводностью. Правда, использование таких панелей обусловлено необходимостью защиты герметичности системы. Эффективны «полупрозрачные теплоизоляционные оболочки», которые получают из белого сыпучего порошка, состоящего из полых тонкостенных микросфер (диаметр 2-120 мкм, толщина стенки менее 2 мкм). Теплоизоляция зданий этим материалом обеспечивает низкую теплопроводность при высокой прочности, хорошей адгезией, стойкости к влаге, химикатам. Солнечные лучи не отражаются от поверхности покрытия, а проникают внутрь, снижая разность температур и помогая достичь низкого коэффициента теплопроводности облицовочного слоя. К современным способам теплоизоляции зданий и сооружений относятся комбинированные материалы: например, термопанели с клинкерной плиткой. В Северной Европе для отделки зданий издавна использовали особый кирпич — клинкер, обладающий плотной структурой, не пропускающей влагу и не подвергающийся разрушению от перепадов температур. Этот материал защищал здания от осадков. Однако, это не решало полностью проблему теплоизоляции фасадов зданий, поскольку клинкерный кирпич хорошо пропускает тепло. Современные разработки позволили создать панели, которые защищают фасады зданий и от холода, и от влаги. Термопанели состоят из слоя утеплителя и клинкера. Вместо клинкерного кирпича используется тонкая плитка, соединенная со слоем утеплителя (полиуретана или пенопласта). Соединение этих материалов создаст двойную защиту здания. Кроме задачи теплоизоляции зданий термопанели с клинкерной плиткой выполняют декоративную функцию, украшая фасад и создавая выйгрышный дизайнерский эффект.

Кроме теплоизоляции зданий термопанели выполняют эстетическую функцию.

Благодаря термопанелям с клинкерной плиткой, объединенных в одном облицовочном материале, можно одновременно решить несколько задач по теплоизоляции зданий и сооружений, увеличив их срок службы. Теплоизоляция зданий термопанелями проводится в короткие сроки благодаря удобству монтажа без крепежных систем. Легкость материала не требует укрепления фундамента, а внешний вид под кирпич или камень облагораживает дом. Проекты, представленные на нашем сайте, демонстрируют возможности теплоизоляции фасадов зданий при помощи термопанелей с клинкерной плиткой, подобрать которые вы можете в каталоге.

Автор текста: М. Костин

Материалы и методы теплоизоляции зданий

Что такое теплоизоляция зданий?

В целом, люди, живущие в жарких регионах, хотят сделать свою внутреннюю атмосферу очень прохладной, так же как люди, живущие в холодных регионах, хотят более теплой атмосферы внутри. Но мы знаем, что передача тепла происходит из более горячих областей в более холодные. В результате происходит потеря тепла. Чтобы преодолеть эту потерю в зданиях, предусмотрена теплоизоляция для поддержания необходимой температуры внутри здания.Цель теплоизоляции — минимизировать теплопередачу между внешней и внутренней частью здания.

Материалы и методы теплоизоляции зданий

На рынке доступно множество видов теплоизоляционных материалов:

1. Изоляция плит или блоков
2. Изоляционное одеяло
3. Сыпучая изоляция
4. Изоляционные материалы летучей мыши
5. Изоляционные плиты
6. Светоотражающие листовые материалы
7. Легкие материалы

1.Изоляция плит или блоков

Блоки изготавливаются из минеральной ваты, пробковой доски, пеностекла, пористой резины или опилок и т. Д. Они крепятся к стенам и крыше для предотвращения потери тепла и поддержания необходимой температуры. Эти доски доступны размером 60 см x 120 см (или больше) с толщиной 2,5 см.

2. Изоляция одеяла

Изоляционные материалы

доступны в форме одеяла или в виде рулонов бумаги, которые накидываются прямо на стену или потолок.Они гибкие и имеют толщину от 12 до 80 мм. эти одеяла сделаны из шерсти животных, хлопка или древесных волокон и т. д.

3. Изоляция с неплотным заполнением

В стене предусмотрено место для стоек, где должны быть окна и двери. В этом подрамнике стены предусмотрена рыхлая засыпка изоляционными материалами. Материалы: минеральная вата, древесноволокнистая вата, целлюлоза и др.

4. Изоляционные материалы летучей мыши

Они также доступны в виде рулонов полотна, но изолирующие рулоны летучей мыши имеют большую толщину, чем материалы типа полотна.Они также распространяются по стенам или потолку.

5. Изоляционные плиты

Изоляционные плиты изготавливаются из древесной массы, тростника или других материалов. Эти целлюлозы сильно прессуются с некоторым напряжением при подходящей температуре, чтобы сделать их твердыми плитами. Они доступны на рынке во многих размерах. И они обычно предусмотрены как для внутренней облицовки стен, так и для перегородок.

6. Светоотражающие листовые материалы

Светоотражающие листовые материалы, такие как алюминиевые листы, гипсовые панели, стальные листы. Материалы будут иметь большую отражательную способность и низкую излучательную способность.Итак, эти материалы обладают высокой термостойкостью. Тепло уменьшается, когда солнечная энергия ударяет и отражается. Они фиксируются снаружи конструкции, чтобы предотвратить попадание тепла в здание.

7. Легкие материалы

Использование легких заполнителей при приготовлении бетонной смеси также дает хорошие результаты в предотвращении потерь тепла. Бетон будет иметь большую термостойкость, если он будет сделан из легких заполнителей, таких как доменный шлак, вермикулит, заполнители обожженной глины и т. Д.

Другие общие методы теплоизоляции зданий

Без использования каких-либо теплоизоляционных материалов, как указано выше, мы можем получить теплоизоляцию следующими способами.

• Затенением крыши
• По высоте потолка
• Ориентация здания

8. Затенением крыши

Обеспечивая затенение крыши здания в месте, где солнце напрямую падает на здание в часы пик, мы можем уменьшить тепло за счет затенения крыши.Для притенения необходимо обеспечить точный угол наклона для предотвращения попадания солнечного света.

9. По высоте потолка

Тепло поглощается потолком и излучается вниз, в здание. Но следует отметить, что вертикальный градиент интенсивности излучения незначителен за пределами от 1 до 1,3 м. Это означает, что он может перемещаться на расстояние от 1 до 1,3 м вниз от потолка. Таким образом, установка потолка на высоте от 1 до 1,3 м от высоты человека снизит потери тепла.

10. Ориентация здания

Ориентация здания по отношению к солнцу очень важна. Таким образом, здание должно быть ориентировано таким образом, чтобы не подвергаться большим тепловым потерям.

Теплоизоляция превращает здание в экологически эффективное сооружение.

Самый высокий процент потерь энергии происходит, когда энергия теряется через стены, крыши и окна здания.

После каждого обновления LEED 2009 Система оценки экологичности зданий для нового строительства и капитального ремонта s мы видим значительные технологические достижения.Те, кто участвует в строительных проектах, уделяют больше внимания методам и системам изоляции, которые можно использовать в ограждающих конструкциях зданий, чтобы снизить потребление энергии и затраты.

Экономия энергии за счет ограждающей конструкции

Использование систем изоляции и энергосберегающих технологий в ограждающих конструкциях зданий помогает экономить достаточно энергии в год, чтобы охлаждать до 56 миллионов домов или производить до 135 миллионов автомобилей в год.

Что такое оболочка здания? Оболочка здания состоит из его фасадов, окон, всех теплоизоляционных элементов, имеющихся в его стенах, герметиков, используемых в стенах, воздухо- и пароизоляции и так далее.

Разработчики систем изоляции должны искать компоненты, гарантирующие, что корпус гарантирует комфорт в здании, а также оптимальный уровень стандартов здоровья. Кроме того, изоляция должна быть эффективной, из безопасных материалов, гарантирующих хорошее поведение в течение всего срока службы.

С самого начала строительного проекта мы должны учитывать используемые системы изоляции. Теплоизоляция снижает теплообмен через поверхности здания: стены, потолки, сооружения и т. Д.

По всем этим причинам изоляция считается одним из наиболее практичных и экономичных способов повышения энергоэффективности здания.

Корпус полиуретановых систем в качестве изоляционных материалов в зданиях

Энергоэффективность, обеспечиваемая изоляцией, также зависит от используемых материалов.

В случае полиуретановых систем это изделия, обеспечивающие герметичность в зданиях . Это подразумевает двойную функцию: изоляцию и герметизацию.Полиуретан создает препятствия для проникновения воздуха в ограждающую конструкцию здания, герметизируя и изолируя проблемные области, такие как окна, двери и отверстия в помещениях.

Этот герметизирующий и изолирующий эффект снижает потребность в обогреве и охлаждении, поскольку предотвращает утечку воздуха и поддерживает комфортную температуру внутри.

Хотите увидеть, как полиуретановые системы используются для утепления здания? Вы можете скачать видео реального случая применения полиуретана.

Теплоизоляция ограждающих конструкций | Центр и сеть климатических технологий

Теплоизоляция — важная технология для снижения энергопотребления в зданиях за счет предотвращения поступления / потери тепла через ограждающие конструкции здания. Теплоизоляция — это строительный материал с низкой теплопроводностью, часто менее 0,1 Вт / мК. Эти материалы служат только для экономии энергии, защиты и комфорта пассажиров. Из множества форм, форм и применений теплоизоляции в этом разделе основное внимание уделяется тем, которые обычно используются для ограждающих конструкций зданий — i.е., пол, стены и крыша, и имеют потенциал для передачи технологий Юг-Юг. К ним относятся промышленные изоляционные материалы и применение природных элементов в качестве теплоизоляции.

Введение

Промышленные изоляционные материалы в основном подразделяются на три группы — минеральное волокно, ячеистый пластик и продукты растительного / животного происхождения.

Минеральное волокно Продукция включает минеральную вату, шлаковату и стекловату, которые могут быть получены из переработанных отходов.Эти материалы плавятся при высоких температурах, скручиваются в волокна, а затем в них добавляется связующий агент, чтобы сформировать жесткие листы и изоляционные войлоки. При удалении в соответствующих условиях минеральное волокно может быть повторно использовано и переработано в конце срока его службы.

Ячеистый пластик Продукты производятся из масел и включают жесткий полиуретан, фенол, пенополистирол и экструдированный полистирол. Продукция доступна в виде сыпучих материалов, жестких листов и вспененного материала. В прошлом в производственном процессе использовались озоноразрушающие вещества, такие как ГХФУ.Однако производство перешло на использование нейтральных углеводородов. Таким образом, при закупке изоляционных материалов из ячеистого пластика важно убедиться, что указанные продукты имеют производственные процессы, в которых не используются озоноразрушающие вещества. Изделия из ячеистого пластика можно переработать, но это обременительный процесс. Продукты из ячеистого пластика больше подходят для сжигания для рекуперации энергии в конце срока их службы.

Продукты растительного / животного происхождения включают целлюлозное волокно, овечью шерсть, хлопок и лен.Эти продукты обладают низким содержанием энергии, поскольку материалы могут быть получены из возобновляемого сырья. Продукция представлена ​​в виде волокна, войлока или прессованного картона. Их производство включает химическую обработку для обеспечения соответствующих свойств, таких как огнестойкость и отсутствие заражения паразитами. Таким образом, в конце срока службы его трудно использовать для рекуперации энергии путем сжигания.

Теплоизоляция ограждающих конструкций здания — это проверенная технология, которая способствует повышению энергоэффективности зданий.В последнее время наблюдаются две новые тенденции в развитии теплоизоляции — разработка материалов с фазовым переходом (PCM) и новаторское использование необработанных природных элементов в качестве теплоизоляции.

Материалы с фазовым переходом (PCM) работают на основе принципа аккумулирования скрытой теплоты. «Когда температура повышается, температура аккумуляторов скрытой теплоты не увеличивается, но среда переходит из одного физического состояния в другое и, таким образом, накапливает энергию. Следовательно, поглощение энергии не может быть обнаружено наощупь.Температура заметно повышается только после полного изменения фазы. Когда происходит изменение, скрытая теплота равна теплоте плавления или кристаллизации носителя. Преимущество PCM в том, что большое количество тепла или холода может храниться в небольших диапазонах температур ». (Hausladen et al., 2005).

Поскольку фазовые переходы между твердым телом и жидкостью, ПКМ (например, парафин) необходимо инкапсулировать перед использованием. ПКМ на основе парафина имеют температуру плавления от 24 до 26 ° C и в основном используются для предотвращения увеличения количества тепла в жарких погодных условиях (Hausladen et al., 2005). Инкапсулированные парафиновые ПКМ смешиваются со строительными растворами, наносимыми на ограждающие конструкции зданий. При использовании в сочетании со стратегиями ночного охлаждения PCM могут эффективно предотвращать попадание тепла через ограждающие конструкции здания. В настоящее время ПКМ находятся на стадии НИОКР и опытно-конструкторских работ. PCM являются многообещающими технологиями, потому что они легкие, простые в применении и хорошо сочетаются с традиционными методами строительства.

Вторым направлением развития теплоизоляции является инновационное использование природных материалов в качестве теплоизоляции.Примером может служить использование необработанных тюков соломы в качестве изоляции. Чтобы избежать опасности возникновения пожара, тюки соломы помещаются между огнеупорными облицовочными материалами, такими как металлическая облицовка или стеклянные панели, чтобы создать эстетический эффект, делая тюки соломы видимыми. Еще один природный элемент, используемый в качестве теплоизоляции, — это воздух, имеющий теплопроводность около 0,025 Вт / мК. Его применение часто находят в создании воздушного зазора в конструкции стены с полыми стенками для улучшения теплоизоляционных характеристик (см. Рисунок 1).Использование воздушных зазоров недостаточно для зданий в регионах с умеренным климатом, но может быть достаточным для зданий в условиях мягкого климата.

Рис. 1: Воздушный зазор, используемый в сочетании с утепленной стеной из бревенчатого кирпича.

Осуществимость технологий и производственные потребности

В развитых и промышленно развитых странах строительные нормы и правила включают требования по обеспечению минимально приемлемых уровней изоляции для ограждающих конструкций зданий и, таким образом, предоставляют возможность для применения технологий теплоизоляции.Однако обычно этого не происходит во многих развивающихся странах, особенно в наименее развивающихся странах и отдаленных сельских районах. Следовательно, решающим фактором, ведущим к широкомасштабному внедрению теплоизоляции в этих странах, является внедрение поддерживающей политики, как стимулирующих, так и обязательных мер.

Кроме того, в упомянутом ранее процессе производства ячеистого пластика использовались озоноразрушающие вещества, такие как ГХФУ, которые перешли на использование нейтральных углеводородов.При закупке изоляционных материалов из ячеистого пластика важно убедиться, что указанные в производственном процессе продукты не связаны с озоноразрушающими веществами. Более эффективно, если действуют местные правила, запрещающие продукты, производственные процессы которых связаны с озоноразрушающими веществами.

Требования к применению большинства теплоизоляционных материалов для ограждающих конструкций здания включают соответствующий детальный проект, хорошее качество изготовления и соответствующий выбор продукции, методы обращения и установки.Следовательно, требуется наращивание потенциала, например семинары для обучения специалистов по проектированию и строительных рабочих в этих областях.

Теплоизоляционные материалы для ограждающих конструкций зданий используются в сочетании с конструктивными деталями полов, стен и крыш / потолков для новых строительных конструкций и для модернизации существующих зданий.

В отличие от простого процесса включения теплоизоляции оболочки здания в новые здания, при модернизации существующих зданий очень важно определить подходящие места для теплоизоляции.Ключевые места:

1. Крыша: для утепления жесткими досками или стеганым одеялом между стропилами или балками или под ними.
2. Подкровельное пространство (в регионах с умеренным климатом): для покрытия потолка жесткими гипсокартонными плитами с изоляцией.
3. Стены из монолитной кирпичной кладки или бетона: снаружи утеплить жесткими плитами, затем покрыть водостойкими облицовочными материалами; и обеспечить внутреннюю облицовку гипсокартонными плитами с жесткой изоляцией.
4. Стенки полостей: для инъекции рыхлой фибры; и обеспечить внутреннюю облицовку гипсокартонными плитами с жесткой изоляцией.
5. Бетонный пол (в регионах с умеренным климатом): утеплить жесткой доской под новую стяжку и отделку пола.
6. Фальшпол (в регионах с умеренным климатом): для изоляции с помощью жесткой доски или стеганого одеяла между балками пола или под ними (XCO2, 2002).

Как при новом строительстве, так и при модернизации существующих зданий важно понимать и обеспечивать условия для теплоизоляционных изделий, чтобы они могли достичь ожидаемых характеристик в течение срока их службы.

1. Изделия из минерального волокна доступны в войлоках, рулонах и насыпью. Они могут применяться как в строительстве, так и вне строительной площадки. Благодаря открытой структуре изделия воздухо- и паропроницаемы, что может снизить их теплоизоляционные характеристики. Следовательно, необходимо обеспечить основу из фольги и хорошее качество изготовления, чтобы предотвратить воздействие пара и воды на продукт. Это часто может быть результатом конденсации, возникающей между панелью / слоем внешней стены и слоем изоляции, и / или протекающими водопроводными трубами, встроенными внутри стены.
2. Изделия из ячеистого пластика считаются долговечными материалами. Продукты не подвержены гниению или заражению паразитами. Помимо жестких листов, изделия из ячеистого пластика могут быть в виде пенопласта, который наносится на ограждающую конструкцию здания путем распыления. Изоляция из аэрозольной пены наносится в жидком виде с помощью шланга и пистолета. Это комбинация двух веществ, которые смешиваются при контакте и через несколько секунд превращаются в густую пену. Изоляцию можно распылять после того, как будут выполнены электрические и водопроводные работы, поскольку она расширяется во время отверждения, герметизируя все зазоры.
3. Продукты растительного / животного происхождения наиболее подвержены заражению паразитами. Хотя химическая обработка часто проводится в производственном процессе, химическая обработка может выщелачивать, если продукты влажные или подвергаются воздействию условий высокой влажности. Профилактические меры включают обеспечение основы, хорошее качество изготовления и недопущение нанесения продуктов во влажных и влажных условиях.

Хорошая детализация и качество изготовления для предотвращения утечки воздуха имеют решающее значение для всех типов теплоизоляции ограждающих конструкций здания.При установке изоляционных материалов на электрические розетки и проводке внутри стен важно уделять дополнительное внимание деталям, вырезая и придавая изоляционным материалам форму, чтобы они плотно прилегали к каркасу стены.

Кроме того, в качестве общей меры контроля качества строительства в экстремальных климатических условиях рекомендуется вводить в эксплуатацию ограждающую конструкцию здания с уделением внимания теплоизоляции, особенно в крупных зданиях.

Состояние технологии и ее будущий рыночный потенциал

Теплоизоляционные материалы для ограждающих конструкций широко используются в регионах с умеренным климатом.Во многих развитых и промышленно развитых странах теплоизоляция является нормативным требованием для целей энергоэффективности и здоровья людей, что обеспечивает довольно постоянный рынок для производителей теплоизоляции. Рынок строительных теплоизоляционных материалов не так велик в жарких и влажных тропических регионах, где естественная вентиляция, а не воздухонепроницаемость, является более подходящей стратегией для обеспечения теплового комфорта. В этом контексте использование теплоизоляции не является обширным, и использование воздушного зазора в полой стене фасада, выходящего на запад, для предотвращения попадания тепла от жаркого полуденного солнца оказывается достаточным.Однако изоляция крыши применима во всех климатических регионах, включая жаркий тропический колокол. В странах Карибского бассейна, например, изоляция крыши считается «проверенным решением по сбережению энергии», при этом минеральное (стеклянное) волокно является основным продуктом.

Как технология может способствовать социально-экономическому развитию и охране окружающей среды

Основной вклад теплоизоляции ограждающих конструкций здания — обеспечение теплового комфорта для жителей.Это поддерживает здоровую среду обитания и лучшую производительность на рабочих местах.

Теплоизоляция снижает нежелательные тепловые потери или попадание тепла через ограждающую конструкцию здания. Это, в свою очередь, снижает потребность в энергии для охлаждения и обогрева зданий и, таким образом, является мерой по снижению выбросов парниковых газов.

Масштабное внедрение теплоизоляции также оказалось экономическим стимулом. В одном только европейском регионе насчитывалось около 12 000 компаний с общей численностью сотрудников 400 000 человек, работающих в потоке создания ценности, полученной из продуктов из ячеистого пластика (ISOPA & Polyurethanes, 2009).У развивающихся стран есть широкие возможности для бизнеса и создания рабочих мест, если будут реализованы успешные программы передачи по линии Север-Юг и Юг-Юг для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий.

Финансовые потребности и затраты

Финансовые требования к теплоизоляции ограждающих конструкций здания включают затраты на продукцию и ее установку.

Затраты на изделие и установку теплоизоляции рассчитываются на единицу площади и на единицу значения теплопроводности.Стоимость установки сыпучих материалов ниже, чем у других изоляционных материалов, поскольку они просты в установке. Однако из-за отсутствия дополнительной защиты от влаги и заражения паразитами необходимо учитывать долгосрочную долговечность.

Расходы на техническое обслуживание теплоизоляционных изделий низкие и даже не требуются для изделий из ячеистого пластика. В случае минерального волокна и изоляции растительного / животного происхождения, если продукты не работают должным образом из-за повышенной теплопроводности, вызванной влажностью или заражением паразитами, требуется замена.

Для зданий с естественной вентиляцией в мягких климатических условиях изоляция крыши и изоляция стен, выходящих на запад, являются наиболее эффективными методами предотвращения попадания тепла через ограждающую конструкцию здания и, таким образом, обеспечивают лучшую окупаемость инвестиций по сравнению с изоляцией всей оболочки здания .

Использование тюков соломы и воздушных зазоров (в стенках полости) требует незначительных затрат, за исключением толщины стенки. Тем не менее, долгосрочная производительность — это проблема, на которую следует обратить внимание.В развитых и промышленно развитых странах продукты из минерального волокна конкурентоспособны по стоимости по сравнению с ячеистым пластиком и продуктами растительного / животного происхождения. Однако в развивающихся странах и сельских районах продукты растительного / животного происхождения более рентабельны из-за большей доступности и доступности этого сырья. Изделия из ячеистого пластика жесткие, стабильные и хорошо работают в долгосрочной перспективе. Они требуют наименьших затрат на обслуживание.

Список литературы

• Хаусладен Г., Салдана М., Лидл П. и Сагер К. (2005). Климатический дизайн: решения для зданий, которые могут делать больше с меньшими технологиями. Мюнхен: Бирхаузер.
• ISOPA и полиуретаны (2009 г.). Информационный бюллетень: Энергосбережение в зданиях за счет теплоизоляции полиуретаном. [Онлайн]: [[1]]
• XCO2 (2002 г.). Изоляция для устойчивого развития — Руководство. [Online]: [[2]]

Теплоизоляция зданий — Designing Buildings Wiki

Изоляционные изделия получили значительное развитие благодаря технологическому прогрессу.Законодательство послужило катализатором развития, начиная с основных требований согласно Части L строительных норм и заканчивая соблюдением государственных целевых показателей по сокращению выбросов углекислого газа на основе передовых программ, таких как Кодекс экологически безопасных домов и BREEAM.

Изоляционные материалы различаются по цвету, отделке поверхности и текстуре, составу сердечника и, что важно, эксплуатационным характеристикам. Спецификация изоляционных материалов является научно обоснованным решением, но успешная спецификация зависит от того, насколько специалист понимает не только математические характеристики, но и периферийные факторы, которые могут повлиять на окончательную установку.

Спецификация изоляционных материалов часто основана на минимальных требованиях Строительных норм AD (Утвержденный документ), часть L и их взаимосвязи с производственными данными производителей, и было высказано предположение, что законодательство стимулирует производство ряда продуктов, которые: просто работай », и между ними есть небольшая очевидная разница.

Однако, чтобы правильно указать изоляцию, разработчик должен понимать причины, по которым она работает, и применять правильную технологию к любой данной детали конструкции.Понимая более полно процессы, которые заставляют изоляцию работать, и действительно факторы, которые мешают ей работать, специалисты по спецификациям будут в гораздо более сильной позиции, чтобы указать правильный материал для правильного применения.

Установленные характеристики изоляционного продукта зависят не только от эксплуатационных характеристик и соблюдения подрядчиками требований производителей и общих требований к качеству изготовления, но и от пригодности указанного изоляционного материала для места его установки.

Изоляционные материалы предназначены для нарушения передачи тепла через сам материал. Есть три метода передачи тепла: излучение, теплопроводность и конвекция.

[править] Радиация

Любой объект, температура которого выше, чем окружающие его поверхности, будет терять энергию в виде чистого лучистого обмена. Лучистое тепло может распространяться только по прямым линиям. Поместите твердый объект между точками A и B, и они больше не будут напрямую обмениваться лучистым теплом.Излучение — единственный механизм теплопередачи, пересекающий вакуум.

[править] Проведение

Проводимость зависит от физического контакта. Если нет контакта, кондукция невозможна. Контакт между двумя веществами разной температуры приводит к теплообмену от вещества с более высокой температурой к веществу с более низкой температурой. Чем больше перепад температур, тем быстрее происходит теплообмен.

[править] Конвекция

Конвекция — это передача энергии через жидкости (газы и жидкости).Именно этот метод играет наибольшую роль в выделении и передаче тепла в зданиях. Чаще всего этот эффект распространяется от твердого тела к газу, то есть от объекта к воздуху, а затем обратно, как правило, когда воздух встречается с внешней тканью здания.

Процесс фактически инициируется передачей энергии за счет теплопроводности и осложняется уровнем водяного пара, который поддерживается воздухом. Молекулы воды аккумулируют тепло, передаваемое им за счет теплопроводности от теплых поверхностей.Водяной пар и воздух нельзя разделить как газы. Они расстанутся только тогда, когда будет достигнуто давление насыщенного пара, то есть количество воды (хотя и в форме пара) превышает уровень тепла, доступного для поддержания ее в виде газа (пара), и поэтому она конденсируется.

Конденсация вызывает выделение скрытого тепла; изменяется соотношение температуры и водяного пара, и как только оно изменится достаточно сильно, процесс начнется снова. Мировые погодные системы следуют очень похожему циклу.

Если бы воздух мог оставаться неподвижным и сухим, он работал бы как высокоэффективный изолятор. Однако, если воздух нагревается, его молекулярная структура расширяется и становится менее плотной по сравнению с окружающим его воздухом и, таким образом, поднимается вверх. По мере удаления от источника тепла он начинает охлаждаться. Молекулы сжимаются, увеличиваются в плотности и снова опускаются. Молекулы воздуха находятся в состоянии постоянного потока, зависящего от температуры окружающей среды и помех от любой точки или фоновых источников тепла.

Этот процесс «конвекции» теплопередачи усложняется тем фактом, что воздух будет охлаждаться со скоростью, зависящей от степени насыщения водяным паром. Чем больше насыщение, тем медленнее охлаждение.

Изоляционные материалы ограничивают поток энергии (тепла) между двумя телами, температура которых не одинакова. Более высокие изоляционные характеристики напрямую связаны с теплопроводностью изоляционного материала. То есть скорость, с которой фиксированное количество энергии передается через материал известной толщины.

Прямая инверсия (обратная) этой меры — тепловое сопротивление материала, которое измеряет способность материала сопротивляться передаче тепла.

[править] Теплопроводность

Теплопроводность, часто называемая величиной «K» или «λ» (лямбда), является постоянной для любого данного материала и измеряется в Вт / мК (ватт на кельвин-метр). Чем выше значение λ, тем лучше теплопроводность. Хорошие изоляторы будут иметь как можно более низкую стоимость.Сталь и бетон обладают очень высокой теплопроводностью и, следовательно, очень низким термическим сопротивлением. Это делает их плохими изоляторами.

Значение λ для любого материала повышается с повышением температуры. Хотя для этого необходимо, чтобы повышение температуры было значительным, а варианты температуры в большинстве зданий обычно находятся в пределах допусков, которые сделают любое изменение значения лямбда незначительным.

[править] Термостойкость

Термическое сопротивление, называемое значением R материала, является произведением теплопроводности и толщины.Значение R рассчитывается путем деления толщины материала на его теплопроводность и выражается в единицах m2K / W (квадратный метр кельвина на ватт). Чем больше толщина материала, тем больше термическое сопротивление.

[править] Значение U

С точки зрения строительства, хотя коэффициент теплопередачи может быть рассчитан и отнесен к одной толщине любого материала, обычно его рассчитывают как продукт, полученный в результате сборки различных материалов в любой данной форме строительства.Это мера передачи тепла через заранее определенную площадь строительной ткани — 1 кв.

Таким образом, единицами измерения являются Вт / м2K (ватты на квадратный метр кельвина) и описывают теплопередачу в ваттах через квадратный метр строительного элемента (например, стены, пола или крыши). Это используется для расчета теплопередачи или потерь через ткань здания. Например, если у стены коэффициент теплопроводности 1 Вт / м2 · К — при разнице температур 10 °, потеря тепла составит 10 Вт на каждый квадратный метр площади стены.

Изоляция с открытыми ячейками включает такие продукты, как изоляция из минеральной и овечьей шерсти. Изоляторы из пенополистирола (EPS) технически являются «закрытыми ячейками» по своей структуре, но их характеристики схожи с материалами с открытыми ячейками из-за связи в структуре воздушных карманов, которые окружают гранулы с выдутыми ячейками, которые являются сутью его состава. .

На приведенном ниже графике показано изображение ядра в разрезе типичного изделия из стекловаты, на которое наложены миллионы и миллионы (на квадратный метр) воздушных карманов с «открытыми ячейками», которые образуются в процессе производства.В то же время, когда в процессе производства воздух нагнетается в сердцевину стеклянных волокон, ранее введенный связующий агент активируется с образованием матрицы, скрепляющей композицию. Это создает «пружинную нагрузку», связанную с изоляцией из минеральной ваты, позволяя ей восстановить свою форму и толщину после сжатия.

Природа открытых ячеек матрицы позволяет воздуху мигрировать через ее сердцевину, но путь извилистый и поэтому потери тепла из-за конвекции минимальны.Принцип действия заключается в образовании таких маленьких воздушных карманов, что движение воздуха практически прекращается, но не полностью.

Материал может излучать только то тепло, которое он способен поглотить. Стеклянные нити и их связующее плохо проводят тепло, поэтому потери тепла из-за излучения считаются незначительными.

Сухой воздух — хороший изоляционный газ. Таким образом, в продуктах с открытыми ячейками, если можно предотвратить загрязнение воздуха внутри ядра водяным паром (с помощью пароизоляционных барьеров), сверхмалые воздушные карманы значительно ограничат движение воздуха.

Изоляторы с закрытыми порами включают такие продукты, как экструдированный полистирол и химические пенопласты. В технологии с закрытыми ячейками используется контролируемое введение газов (вспенивателей) во время производства, которые образуют гораздо более плотную матрицу отдельных ячеек, чем стекловата или пенополистирол. Ячейки представляют собой пузырьки газа, теплопроводность которых значительно меньше, чем у воздуха. Добавьте к этому неспособность водяного пара легко загрязнять ячейки, и это обеспечивает значительно более эффективный изолятор.(Примечание: матрица некоторых химических пенопластов может со временем разрушаться под воздействием воды или водяного пара.)

Стенки ячеек очень тонкие, что ограничивает проводимость, но они газонепроницаемы. Плотный клеточный состав дополнительно ограничивает возможность движения газа, поскольку он может перемещаться только в пределах своей содержащей клетки, а не между клетками. Как и в случае с материалами с открытыми ячейками, на процесс передачи тепла от теплой стороны к прохладной влияет сочетание теплопроводности через стенки ячеек и ограниченной конвекции через газ ячейки.

Эффективность материала очень высока и эффективна на площади сплошной доски, но она значительно снижается из-за плохого качества обработки при резке и соединении досок.

Стремясь улучшить долговечные характеристики, производители облицовывают изделия из пенопласта, в частности, блестящим слоем фольги. Это сводит к минимуму загрязнение водяным паром, действуя как пароизоляция, а также отражая лучистую энергию обратно в здание. Приклеивание облицованной фольгой картона лентой из фольги может улучшить контроль парообразования, хотя это не окажет большого влияния на плохо сконструированный шов, который не всегда герметичен.

Производители изоляционных материалов выпускают техническую и рекламную литературу, включающую широкий спектр цифр, которые могут сбивать с толку, и не все производители представляют свои характеристики одинаково.

Показатели эффективности обычно основываются на результатах лабораторных испытаний. Такие результаты повсеместно принимаются проектировщиками зданий и законодательными органами, такими как органы строительного контроля.

Однако это не то же самое, что проверка на месте.Никакие две ситуации «на месте» не обеспечат точно одинаковых условий, поэтому испытания могут проводиться только для сравнения различных изоляционных материалов с использованием точно таких же условий. В результате производители демонстрируют характеристики в торговой и технической литературе, описывая идеальную установку, в которой соединения выполнены идеально, изоляция однородна, а все допуски идеальны до миллиметра. Любой, кто побывал на стройке, знает, что это не соответствует действительности.

С этой целью разработчики могут принять к сведению реализацию оценок Зеленой сделки. Здесь диктат заключается в том, чтобы придерживаться «золотого правила», согласно которому стоимость предлагаемых мер по энергосбережению не должна превышать прогнозируемую экономию, полученную в результате меньшего использования энергии. На практике, чтобы удостовериться в этом, эксперты по экологической сделке (GDA) принимают очень консервативную позицию в отношении прогнозируемой экономии и прогнозируемой экономии, включая расчеты использования изоляции на уровне 75% от данных производителя.

Кроме того, в то время как производители сосредотачиваются на производительности продукта, они могут замалчивать другие ключевые вопросы, которые напрямую влияют на производительность, такие как спецификация правильного изоляционного продукта в зонах строительства, которые могут создавать холодную и потенциально влажную среду, для Например, пустоты под полом.

Изоляция и вода не смешиваются. Все типы изоляционных материалов будут затронуты в диапазоне от незначительного (например, экструдированный полистирол (XPS)) до серьезного повреждения (например, шерстяные изоляционные материалы).Степень компрометации будет зависеть от степени загрязнения. Таким образом, любая среда, в которой может существовать водяной пар без угрозы быстрого и полного испарения, или наличие самих физических капель воды, снизит эффективность изоляции. Попадая в матрицу изоляционного материала, вода проводит энергию, которую изоляция пытается удержать. Чем больше капля воды, тем больше проводимость.

Например, если стекловата устанавливается в стену с заполненной полостью, если одна из сторон каменной полости подверглась воздействию дождя непосредственно перед укладкой изоляционного материала, потенциальные изоляционные характеристики стены будут снижены. закончена пустотелая стена.Если изоляция намокнет насквозь, рабочие характеристики могут стать отрицательными.

Сегодняшние спецификаторы искусственной среды находятся под все большим давлением; быть более экологичным, создавать среду с низким содержанием углерода и двигаться в направлении большей устойчивости. Крупные производители изоляционных материалов приняли важные меры, чтобы:

Производители позиционируют свою продукцию как «экологичную», исходя из того, что их изоляционные продукты будут экономить гораздо больше энергии / углерода в течение срока службы установки, чем затраты на их производство.

Изоляционные материалы зависят от присущей им молекулярной структуры, чтобы минимизировать три формы теплопередачи — излучение, теплопроводность и конвекцию. Наибольшие потери тепла в здании происходят от движения воздуха. Любое движущееся тело воздуха будет отводить тепло от объекта или поверхности, над которой оно проходит. Потери тепла пропорциональны скорости движущегося воздуха, количеству присутствующей воды и разнице температур между источником тепла и воздухом.

Чем быстрее воздух движется над источником тепла, тем быстрее происходит теплопередача.Присутствие капель воды будет действовать как ускоритель этого процесса, хотя обычно необходимо контролировать насыщение водяным паром, чтобы избежать проблем, вызванных конденсацией.

Конденсацию можно в значительной степени контролировать, убедившись, что водяной пар в воздухе содержится в теплой внутренней среде. Теоретическим решением являются пароизоляционные слои на теплой стороне изоляции, эффективно препятствующие миграции воздуха между теплой и более холодной зонами.

Современные технологии материалов и тщательно контролируемое качество сборки этих материалов позволяют достичь почти нулевой утечки воздуха через изолированную оболочку, и действительно, конструкция Passivhaus основана на этом, при использовании контролируемой вентиляции для удаления загрязненного воздуха, принципы проектирования, которые зависят от качества изготовления чтобы добиться успеха.

При рассмотрении ячеистой конструкции из специальных изоляционных материалов основная цель состоит в том, чтобы предотвратить движение газов в матрице изоляционного сердечника, при этом потери тепла, связанные с этим движением, также будут уменьшены.

Хотя изоляционные материалы с «открытыми ячейками», такие как шерсть, допускают гораздо большую миграцию воздуха через них, что ограничивает их характеристики, их гибкая конструкция дает гораздо большее преимущество с точки зрения контроля качества монтажа. Из-за природы материала соединение дает очень похожий результат на сам материал. В то время как изделия из жестких плит требуют обременительной платы за установку, чтобы соответствовать стандартам точности соединения, установленным изготовителем в лабораторных условиях.

Изоляционные материалы с более плотным, автономным ячеистым составом обеспечат более низкую теплопроводность (значение λ) и, следовательно, более высокое удельное тепловое сопротивление (значение R), чтобы превзойти материалы с «открытыми ячейками», которые зависят от поддержания сухого воздуха. в их ядрах для максимальной производительности.

Доступны вспененные продукты с открытыми ячейками, которые благодаря своему составу основной матрицы имеют более высокую теплопроводность, чем их собратья с закрытыми ячейками, но имеют преимущества большей гибкости, позволяющей приспособиться к движению здания, и любое разрушение стенок ячеек не приведет к высвобождению содержания газа.

При выборе изоляционных материалов проектировщик здания должен учитывать возможность загрязнения водой и возможность миграции газа в основной матрице и, как следствие, ухудшение характеристик, которое может ухудшиться в дальнейшем в течение срока службы здания, незаметно и неконтролируемое.

На рынке есть более эффективные технологии с «аэрогелями» и «вакуумированными панелями», но производительность зависит от тех же принципов теплопередачи, и на данный момент имеет ограниченную нишу спецификаций, оставаясь в значительной степени непомерно высокой для широких масс. большинство приложений.

Автором этой статьи является Mark Wilson MCIAT, авторские права переданы Henry Stewart Publications для публикации. Он стал победителем нашего конкурса статей при поддержке Chartered Institute of Building в июне 2013 года.

Расширенная версия статьи была впервые опубликована в журнале «Обследование зданий, оценка и оценка», том 2, номер 1, апрель 2013 г., опубликованном издательством Henry Stewart Publications, Лондон.

Экономические и экологические преимущества теплоизоляции внешних стен зданий

Реферат

Тепловая модернизация рассматривается пользователями в Польше в основном с точки зрения экономической выгоды.Тем не менее, это не снижает значительную роль термомодернизации в снижении воздействия на окружающую среду на этапе эксплуатации здания. В статье представлены экономические и экологические преимущества теплоизоляции внешних стен здания.

Теплоизоляция стен зданий существенно влияет на снижение потребления тепловой энергии в зданиях, что приводит к снижению выбросов CO ₂ . Теплоизоляция внешней стены здания с экономической точки зрения может рассматриваться как вложение.В этих инвестициях затраты связаны с покупкой, транспортировкой и укладкой изоляции, тогда как прибыль связана со снижением потребления тепловой энергии, необходимой для обогрева здания. Автор определяет оптимальную толщину изоляционного слоя, которая дает максимальную чистую приведенную стоимость инвестиций в теплоизоляцию.

Представлено несколько вариантов теплоизоляции. Учитывались следующие критерии: источники энергии, строительные материалы стен и изоляционные материалы.Принимая во внимание парадигму устойчивого развития, оптимальные варианты теплоизоляции были определены путем двухкритериальной оптимизации по экономическому и экологическому критерию.

Особенности

► Определяем оптимальную толщину изоляционного слоя для стен здания. ► Представляем экономический эффект от теплоизоляции с использованием NPV. ► Определяем выгоды для окружающей среды с помощью LCA. ► Наилучшие результаты дает изоляция из пенополистирола или эковолокна.

Ключевые слова

Теплоизоляция

Оптимальная толщина теплоизоляции

Экологические преимущества

Экономические преимущества

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

Copyright © 2011 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Изоляция зданий: где это необходимо и почему это важно

Хотя большая часть изоляции в зданиях используется для тепловых целей, она также обеспечивает решения для акустических, пожарных и ударных проблем.После надлежащей герметизации изоляция является наиболее важным элементом здания с точки зрения комфорта и энергоэффективности. Без надлежащей теплоизоляции в вашем здании вам придется вкладывать средства в дорогостоящие устройства отопления и охлаждения, которые потребляют больше электроэнергии, газа и масла, чем необходимо.

Некоторые из наиболее распространенных материалов, используемых для изоляции, — это целлюлоза, стекловата, минеральная вата, полистирол, уретановая пена, вермикулит, перлит, древесное волокно, растительное волокно, растительная солома, животное волокно, цемент и почва. Эффективность изоляции оценивается значением R, которое представляет собой отношение разницы температур в изоляторе и теплопередачи на единицу площади в единицу времени через него.

Строительная изоляция Строительство

Специалисты по изоляции используют термин «тепловая оболочка» или «оболочка здания» для описания кондиционированного пространства внутри здания, подходящего для людей. Отсутствие естественного воздушного потока в здании создает необходимость в механической вентиляции и высокой влажности, что приводит к конденсации, гниению материалов и росту микробов, таких как плесень.

Тепловой мост — это точка в ограждающей конструкции здания, которая обеспечивает теплопроводность.Тепловые мосты образуются, когда плохие изоляционные материалы, такие как стекло и металл, создают постоянный путь при перепадах температур. Инженеры могут минимизировать эту теплопроводность, уменьшив площадь поперечного сечения моста или увеличив длину моста.

Изоляционные бетонные формы — это системы из армированного бетона, которые остаются неизменными в качестве внутренней и внешней основы для крыш, стен и полов. Модульные блоки соединяются друг с другом, складываются в сухую штабель и заполняются бетоном, образуя форму полов здания.Это один из наиболее распространенных методов строительства изоляции для малоэтажных коммерческих, многоэтажных жилых, энергоэффективных и устойчивых к стихийным бедствиям зданий.

Строительные изоляционные материалы

Объемная изоляция и световозвращающая изоляция являются наиболее распространенными изоляционными материалами. Объемная изоляция действует как барьер для теплового потока между зданием и внешней средой. Его можно купить в рулонах или досках, и он обычно изготавливается из стекловаты, полиэстера, натуральной шерсти или переработанной бумаги.Светоотражающая изоляция обычно изготавливается из блестящей алюминиевой фольги, наклеенной на бумагу или пластик. Он используется для охлаждения зданий в теплые месяцы за счет отражения лучистого тепла.

Изоляционные бетонные формы обычно изготавливаются из пенополистирола, пенополиуретана, древесного волокна на цементной основе или ячеистого бетона. Инженеры помещают арматурные стальные стержни внутрь формы перед заливкой бетона, чтобы придать ей гибкую прочность. Формы часто остаются на месте после того, как бетон затвердел, чтобы обеспечить звукоизоляцию, теплоизоляцию, основу для гипсокартона и место для электропроводки и водопровода.

Пена для распыления — это тип изоляции, при которой пенополиуретан и изоцианат распыляются с помощью пистолета. Этот тип изоляции можно распылять на бетонные плиты, в полости стен и через просверленные отверстия в гипсокартоне.

Климатические соображения

Если вы строите здание в холодном климате, ваша цель — уменьшить поток тепла из здания. Потери тепла можно уменьшить, установив эффективные окна, используя объемную изоляцию и сведя к минимуму количество остекления, не обращенного к солнечным батареям.

Если вы строите здание в жарком климате, вашим крупнейшим источником тепловой энергии является солнечная радиация. Следует принимать во внимание коэффициент притока солнечного тепла, то есть коэффициент пропускания солнечного тепла. Вы можете уменьшить количество солнечного излучения, применив светлые кровли, теплоотражающую краску и остекление со специальным покрытием.

В жилом доме наиболее важно утеплить потолок и крышу, а затем стены, пол и водопроводные трубы. В больших коммерческих зданиях двери, кухни, ванные комнаты и вестибюли также должны быть должным образом изолированы, чтобы предотвратить повреждение, связанное с погодными условиями, и сократить объем технического обслуживания.Изоляция не только снижает затраты и обеспечивает комфорт жильцам здания, но также защищает окружающую среду от ненужных выбросов парниковых газов и дает ценные налоговые льготы.

* Фотография предоставлена: PNNL — Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория через Flickr, Ахим Геринг через WikiMedia Commons

Роль теплоизоляции и аккумулирования тепла в энергетических характеристиках стеновых материалов: исследование с помощью моделирования

Материалы для внешних стен

Все потенциальные материалы k и C _V в вышеуказанных диапазонах были рассчитаны в BuildingEnergy как внешние, так и внутренние стены.Предполагалось, что помещение будет располагаться в Хэфэе, Китай, где сезон охлаждения / лета длится с 15 июня по 5 сентября, а сезон отопления / зимы — с 5 декабря по 5 марта следующего года. Климатические данные, используемые в BuildingEnergy, были типичными ежегодными метеорологическими данными, предоставленными Китайскими наборами метеорологических данных для анализа температурной среды. Толщина внешней и внутренней стенок была установлена ​​равной 240 и 100 мм, соответственно, и другие толщины стенки могут быть эквивалентно преобразованы в эти значения с помощью обработки, описанной в дополнительной информации.Благодаря такой обработке выводы из фиксированных толщин будут универсальными для всех значений толщин.

На рисунке 1 показаны контуры энергопотребления для внешних стен из различных материалов, в которых материалы внутренних стен закреплены как обычные кирпичи. Теплофизические свойства кирпича представлены в таблице 1. Как показано на рис. 1, теплопроводность и объемная теплоемкость материалов наружных стен оказывают значительное влияние на энергетические характеристики, а потребление энергии сильно варьируется вместе с k и C _V .Нулевое значение может быть достигнуто для чрезвычайно низкого k из-за отсутствия окна и внутреннего источника тепла.

Рисунок 1: Контуры энергопотребления по отношению к внешним стенам.

Когда материалы наружной стены различаются по теплопроводности и объемной теплоемкости, материалы внутренних стен остаются неизменными. ( a ) Результаты для лета в Хэфэе и ( b ) для зимы в Хэфэе. Несколько распространенных строительных материалов также расположены на рисунках в соответствии с их свойствами.

Таблица 1 Теплофизические свойства типовых строительных материалов.

Для летнего применения (рис. 1 (a)), как правило, уменьшение проводимости или увеличение объемной теплоемкости материалов приводит к снижению потребления энергии охлаждения в помещении. Низкий k и высокий C _V подразумевают небольшой коэффициент температуропроводности α , который определяется как k / C _V или k / ( ρc _p ). α влияет на переходный процесс теплопроводности через стену: в материалах с малым α тепло передается медленно, и, таким образом, внешняя среда оказывает меньшее влияние на внутреннюю среду, чем ситуация с материалами с большим α. В дополнение к замедлению теплопроводности внутри стены через небольшой угол α , низкий k также способствует блокированию теплопередачи через границу внешней стены. Если значение k достаточно низкое, тепло может редко достигать внутренней поверхности из внешней среды, поэтому C _V не может оказывать свое влияние на процесс теплопередачи внутри помещения.Как следствие, когда k ниже 0,25 Вт / (м · K) на рис. 1 (a), контурные линии почти горизонтальны, что означает, что C _V оказывает незначительное влияние на энергетические характеристики. и что низкий k имеет приоритет над отличным C _V .

По мере увеличения k наклоны контурных линий также увеличиваются, а именно, значение C _V увеличивается. Когда k больше 3.0 Вт / (м · К) линии почти вертикальные, что означает, что на энергетические характеристики почти исключительно влияет C _V . Такое явление можно объяснить с помощью приближения сосредоточенной емкости. Когда это приближение выполняется, т.е. допущение о равномерном распределении температуры внутри твердого тела является разумным, градиентами температуры внутри твердого тела можно пренебречь, поэтому изменение теплопроводности оказывает незначительное влияние на теплопроводность.В основном, приближение сосредоточенной емкости выполняется для ситуации, когда сопротивление проводимости внутри твердого тела намного меньше, чем сопротивление конвекции между поверхностью и жидкостью ²⁴ . В нашем случае, если k достаточно велико, стена может вести себя как твердое тело с сосредоточенной емкостью, в результате чего на энергетические характеристики индивидуально влияет C _V .

Для зимнего применения (рис. 1 (b)) общая тенденция того, как свойства материала влияют на энергоэффективность, согласуется с таковой летом, но наклон контурных линий почти равен нулю, когда C _V ≳ 2000 кДж / (м ³ · K), что указывает на то, что C _V имеет ограниченное влияние зимой.

Некоторые типичные строительные материалы, свойства которых представлены в таблице 1, также показаны на рис. 1. Когда они сделаны из одного из этих материалов, соответствующая внешняя стена отличается по энергетическим характеристикам. Обычно наблюдается тенденция к снижению потребления энергии с уменьшением проводимости. Для близких значений k (например, гранит и мрамор) потребление энергии определяется по формуле C _V : материал с более высоким значением C _V приводит к более низкому потреблению энергии.

Как упоминалось выше, энергетические характеристики на рис. 1 обсуждались при фиксированной толщине стенок. В практических ситуациях толщина с такими же энергетическими характеристиками также может быть эталонным параметром. На рис. 2 показано сравнение толщины и массы некоторых типичных материалов, чьи характеристики охлаждающей энергии приближаются к показателям кирпичной стены 240 мм. Толщина пенополистирола составляет всего 2% от мрамора и 7,5% от кирпича. Кроме того, масса на единицу площади стенки полистирола намного меньше, чем у других материалов из-за низкой плотности полистирола.Малая масса на единицу площади означает меньшую стоимость строительства, а меньшая толщина приводит к большей полезной площади. Поэтому внешняя стена из легких изоляционных материалов, таких как полистирол, будет рекомендована в зданиях после улучшения механической прочности.

Рис. 2: Сравнение толщины и массы на единицу площади стенок типичных материалов.

По энергетическим характеристикам внешняя стена из различных материалов близка к кирпичной стене толщиной 240 мм.Например, потребление энергии на охлаждение помещения с внешней стеной из мрамора толщиной 850 мм примерно равно таковому с внешней стеной из кирпича толщиной 240 мм.

Материалы для внутренних стен

Теперь рассмотрим энергоэффективность материалов для внутренних стен. Аналогичная контурная карта представлена ​​на рис. 3, на котором материалами наружных стен являются обычные кирпичи. Можно заметить, что потребление энергии уменьшается, когда k, увеличивается, когда k ≲ 0.5 Вт / (м · К). Высокий k способствует теплопроводности. Летом, например, температура поверхности на внутренней стороне может быть снижена за счет отвода некоторого количества тепла внутрь стены, что приведет к снижению потребления энергии на охлаждение (как уравнение (8) в дополнительной информации объясняет). Для материалов k выше 0,5 Вт / (м · К) контурные линии вертикальные, поэтому на энергетические характеристики влияет исключительно объемная теплоемкость.Увеличение C _V приводит к снижению потребления энергии как на охлаждение, так и на нагрев. Что касается материалов в Таблице 1, то железобетон, объемная теплоемкость которого самая высокая, является лучшим кандидатом в качестве материала внутренних стен.

Рисунок 3: Контуры энергопотребления по отношению к внутренним стенам.

Когда материалы внутренних стен меняются, материалы наружных стен остаются неизменными. ( a ) Результаты для лета в Хэфэе и ( b ) для зимы в Хэфэе.На рисунках также показаны несколько распространенных строительных материалов.

Обратите внимание, что при изменении значений k и C _V потребление энергии варьируется от 7,2 до 8,3 кВтч / м ² летом, а диапазон составляет 35,88 ~ 36,28 кВтч / м ² зимой. Тем не менее, соответствующие диапазоны на рис. 1 составляют 0 ~ 22,5 и 0 ~ 87,2 кВтч / м ² . Более широкие диапазоны подразумевают более значительную роль внешней стены в энергетических характеристиках, в то же время больший потенциал для улучшения.

Теплопроводность и объемная теплоемкость — неотъемлемые теплофизические свойства материала. Тем не менее, материалы воплощены в некоторых компонентах здания, таких как стена, окно, пол и т. Д. По этой причине инженеры предпочитают использовать параметры, которые могут описывать весь компонент для конкретных материалов. Общий коэффициент теплопередачи, также называемый значением U , и общая теплоемкость обычно используются для характеристики теплоизоляционных характеристик и теплоемкости стены соответственно.С учетом анализа, приведенного в дополнительной информации, требования к материалам стен можно также сформулировать как потребность в стене в целом, что можно резюмировать следующим образом: общая теплоемкость как внешних, так и внутренних стен должна быть высокой. , а значение U внешней стены должно быть низким.

Влияние окон и внутреннего притока тепла

Как было заявлено ранее, до сих пор мы игнорировали потенциальное влияние окна.На рис. 4 (а, б) изображены характеристики комнаты с окном. Стеклопакет, расположенный в центре внешней стены, имеет размер 1,5 × 1,5 м ² и коэффициент пропускания солнечного света 77%. Сравнивая ситуации с окном и без него, обнаруживается, что наличие окна увеличивает потребление энергии на охлаждение, но не меняет тенденцию того, как материалы стен влияют на энергоэффективность. Из-за отсутствия окна минимальное энергопотребление, которое можно получить за счет улучшения внешней стены, равно нулю на рис.1 (а), в то время как соответствующее значение с окном составляет 11,4 кВтч / м ² на рис. 4 (а). Разрыв между нижними пределами создается прозрачной частью оболочки, то есть окном, и может быть заполнен путем непрерывного развития окон, показывая, что оболочка здания с высокими эксплуатационными характеристиками должна быть достигнута путем одновременного улучшения конструкции. прозрачные и непрозрачные детали.

Рис. 4: Потребление энергии на охлаждение из различных материалов для комнаты с окном и внутреннее тепловыделение в Хэфэе.

( а, б) В помещении цельностеклянное окно размером 1,5 м × 1,5 м. ( c, d ) Помимо окна учитывается также внутренний приток тепла. Эти цифры могут обобщить открытия для более практических ситуаций.

Для дальнейшего обобщения результатов в комнате с окном также учитывались внутренние тепловыделения, чтобы смоделировать более реалистичную ситуацию.