Утеплення фасадів нові технології: Ефективні технології утеплення будинку, на які варто звернути увагу

Утеплення фасадів будинків технологія утеплення зовнішніх стін.

Зміст:

• 1 Утеплення фасадів будинків.
  • 1.1 Зовнішнє утеплення стін, чи внутрішнє утеплення стін, що краще?
  • 1.2 Вибір теплоізоляційних матеріалів.
    • 1.2.1 Вибір матеріалу для утеплення зовнішніх стін будинку залежить від декількох факторів:
    • 1.2.2 Мінеральна вата.
    • 1.2.3 Пінопласт
    • 1.2.4 Екструдований полістирол
    • 1.2.5 Піноізол
  • 1.3 Утеплення фасадів технологія
  • 1.4 Розглянемо технологія утеплення зовнішніх стін різними способами.
    • • 1.4.0.1 Технологія утеплення зовнішніх стін «мокрим» способом
      • 1.4.0.2 Технологія утеплення стін з використанням сайдингу.
      • 1.4.0.3 Утеплення вентильованих фасадів
  • 1.5 Утеплення фасадів шляхом напилення пінополіуретану.

Кожна людина прагне до ідеального клімату в своєму будинку – прохолода в спеку, тепло взимку, оптимальна вологість, і все це при мінімумі енерговитрат. Завдання дуже непросте: зовні будівля піддається температурним і кліматичним перепадам, зсередини підвищена вологість житлових приміщень викликає скупчення конденсату в товщі стін. Створити оптимальний температурно-вологісний режим усередині будівлі, а також заощадити витрати електроенергії і тепла допомагає утеплення фасадів.

Зовнішнє утеплення стін, чи внутрішнє утеплення стін, що краще?

У будівництві мають місце два методи утеплення стін: внутрішнє утеплення стін і зовнішнє утеплення стін, або фасадне.

Внутрішнє утеплення стін не має широкого поширення в силу ряду причин:

•  Зменшується внутрішня площа приміщення
•  Зона конденсації вологи утворюється під шаром утеплювача, на внутрішній частині несучої стіни, в результаті чого через постійну високу вологість відбувається не тільки корозія будівельних матеріалів, але і розвиток патогенних мікроорганізмів, зокрема, грибкової цвілі.
•  Утеплення стін зсередини не захищає їх зовні від опадів і температурних перепадів, що прискорює терміни зносу будівлі в цілому.

Зовнішнє утеплення стін кардинально змінює ситуацію: несуча стіна, захищена термо і вологоізоляційними матеріалами, залишається теплою і менше піддається зовнішнім впливам, а точка утворення конденсату переміщається практично до зовнішньої поверхні стін, уможливлюючи його природне випаровування в атмосферу.

Отже, зовнішнє утеплення стін має ряд незаперечних переваг:

• Створюється захисний шар для несучих стін від перепадів температур і впливу опадів, істотно збільшуючи терміни їх зносу.
• Утеплення зовнішніх стін переміщує «точку роси» і дозволяє захистити внутрішній простір від надмірної вологості та розвитку цвілі, а також від корозії матеріалів внутрішньої обробки.
• Утеплення фасадів будинків дозволяє скорегувати такі «містки холоду», як міжповерхові перекриття, фундаменти тощо.
• Утеплення зовнішніх стін суттєво поліпшує не тільки тепло, але і звукоізоляцію будівлі.

Однак є випадки, коли, зовнішнє утеплення стін будинку неможливо – в тому випадку, якщо фасад будівлі являє собою історичну та архітектурну цінність, доведеться вибрати інший метод. В інших випадках зовнішнє утеплення стін будинку краще, його можна виробляти і при будівництві нового будинку, і при ремонті фасаду вже існуючого.

Вибір теплоізоляційних матеріалів.

Утеплення зовнішніх стін будинку може здійснюватися за допомогою різних матеріалів, найбільш поширеними з яких є:

• мінеральна вата
•  пінопласт
•  екструдований полістирол
•  пеноізол

Вибір матеріалу для утеплення зовнішніх стін будинку залежить від декількох факторів:

• Матеріал, з якого зведені несучі стіни (дерево, цегла, залізобетонні або газобетонні блоки, моноліт).
• Кліматичні умови
• Сторона будівлі (як правило, сторона, звернена на південь, краще прогрівається сонцем і потребує меншого, порівняно з іншими, утеплення)
• Відстань від точки промерзання грунту (фундамент і цокольний поверх потребують не тільки в тепло-, але і в гідроізоляції).

Розглянемо переваги і недоліки кожного з термоізоляційних матеріалів для утеплення стін будинку зовні.

Мінеральна вата.

Мінеральна вата – загальна назва трьох видів термоізоляційних матеріалів для утеплення зовнішніх стін будинку:

• Скляна мінеральна вата – матеріал, що отримується шляхом розплавлення скла.
•  Кам’яна мінеральна вата – матеріал, при виготовленні якого використовується технологія плавлення вивержених гірських порід, таких як діабаз, вапняк, базальт.
• Шлакова мінеральна вата – в її виробництві в якості сировини використовується розплавлений шлак доменних і мартенівських печей.

Зовнішнє утеплення стін мінватою, використовує тільки скляну або кам’яну вати. На сучасному ринку мінеральна вата представлена ​​або у вигляді окремих плит, або у вигляді рулонів. Даний матеріал володіє хорошими звуко-, теплоізоляційними та іншими характеристиками:

• Пожаростійкість (температура розплавлення матеріалу перевищує 1000 градусів)
• Підвищує звукоізоляцію будівлі мінімум на 20%
•  інертність до багатьох видів впливів, не вбирає вологу і не вступає в реакцію з іншими будівельними матеріалами.
•  Має довгий термін служби – від 30 років.

Однак при всіх позитивних якостях, зовнішнє утеплення стін мінватою, особливо житлових, застосовується обмежено, а в деяких державах застосування її для житлових приміщень заборонено зовсім. Причина цього – дані про можливий канцерогенний вплив матеріалів на людину і тварин.

Пінопласт

Одним з найбільш популярних матеріалів, що застосовуються для утеплення зовнішніх стін будинку, є пінопласт. Особлива технологія спінювання полістиролу дозволила отримати матеріал з вельми низькою теплопровідністю, пінопласт застосовують в будівництві для утеплення стін фасадів протягом майже ста років.

Утеплення зовнішніх стін пінопластом має такі плюси:

• Проводячи утеплення фасадів пінопластом ціна виявиться низька
•  Хороші теплоізоляційні якості (зменшення втрат тепла при використанні його в зовнішньому утепленні стін становить понад 70%).

Недоліком даного матеріалу є його вразливість до різного роду хімічних впливів: такі технічні рідини, як ацетон і бензол, їх пари, а також лакофарбові матеріали з вмістом кетонів руйнують пінопласт, що накладає певні обмеження на можливості його монтажу.

Далеко не всі види пінопласту мають пожежостійкість: нестійкі до розплавлення види матеріалу при горінні виділяють небезпечні для здоров’я і життя людини речовини.

Екструдований полістирол

Одним з найбільш сучасних і високотехнологічних матеріалів, з використанням яких виконується утеплення фасаду будинку, є екструдований полістирол. Матеріал являє собою газонаповнену пластмасу, яку отримували шляхом екструзії гранул. Екструдований (ними екструзійний) полістирол володіє такими перевагами, як:

• дуже низька питома теплопровідність
• хороші звукоізоляційні властивості
•  невелика вага матеріалу, який полегшує його монтаж
• морозостійкість
• мінімальне вологопоглинання
• хороша адгезія до інших будівельних матеріалів
• міцність до стисканням
• довгий термін служби.

Екструзійний пінополістирол, на відміну від пінопласту, має низьку паропроникністю, а використання в його виробництві антипирена дозволяє підвищити його клас пожаростійкості. Мінусом цього матеріалу можна назвати його високу, у порівнянні з попередніми, товарну вартість.

Піноізол

Піноізол (пінопласт карбаміду) широко використовується для утеплення стін будинку зовні і має велику популярність завдяки своїй універсальності. За зовнішнім виглядом плити карбамідного пінопласту не відрізняються від звичайного, проте піноізол характеристики має більш високі за такими показниками:

• Теплоізоляція
• Пожаростійкість
• Стійкість до впливу мікроорганізмів і гризунів
• Довговічність (може служити більше 70 років).

Піноізол недоліки цього матеріалу можна віднести його порівняльну крихкість.

Утеплення фасадів технологія

Утеплення фасадів технологія, включає декілька варіантів, при цьому підготовка до монтажних робіт буде однаковою в будь-якому випадку. Роботи варто починати з демонтажу таких зовнішніх елементів, як освітлювальні прилади, карнизи, системи кондиціонування, решітки. Декоративні елементи і комунікації також, по можливості, демонтуються або видаляються. З поверхні стіни, при необхідності, зчищаются залишки оздоблювальних матеріалів, забруднення і цвіль. Тріщини понад 2 мм обробляються глибоко проникаючою ґрунтовкою і зашпкльовуються.

У тому випадку, якщо будинок досить старий, перед тим, як почати зовнішнє утеплення стін, необхідно оцінити міцність всієї конструкції. Деяка технологія утеплення стін збільшуює навантаження на каркас будівлі, і при невірно проведених розрахунках існує загроза обвалення всієї конструкції.

Розглянемо технологія утеплення зовнішніх стін різними способами.

Технологія утеплення зовнішніх стін «мокрим» способом

Технологія утеплення зовнішніх стін так званим «мокрим» методом є кріплення термоізоляційних матеріалів безпосередньо на зовнішні стіни будівлі з подальшим нанесенням поверх них оздоблювальних матеріалів (найчастіше – штукатурки). Утеплення фасадів«мокрим» способом найчастіше використовуються такі ізоляційні матеріали, як мінеральна вата і полістирол.

Зовнішнє утеплення стін будинку при такому методі виконується наступним чином:

• Плити полістиролу або мінеральної вати кріпляться на фасад за допомогою спеціального клею. Щоб вивести точку конденсації вологи якомога ближче до поверхні, необхідно уникнути перепадів між листами по висоті більш ніж на 3 мм – з цією метою поверхні стін можуть додатково шліфувати. Укладають листи утеплювача з перев’язкою по вертикалі – на кшталт способу укладання цегли. По кутах листи наклеюються внахлест.
• Через добу після наклеювання ізоляційних матеріалів його додатково закріплюють дюбелями – використовуються кріплення тарельчатого типу, щоб забезпечити максимальне прилягання і нерухомість всієї конструкції.
• Після того, як закінчено утеплення фасадів будинків, необхідна укладка армуючого шару. В якості нього виступає сітка зі скловолокна або металу. Безпосередньо на термоізоляційний матеріал наноситься тонкий шар штукатурки, в якому топиться армована сітка. Товщина армуючого шару не повинна бути менше 4 і більше 6 міліметрів.
• На армуючий шар вкладається декоративно-захисне покриття – в даному випадку це штукатурка. До фінішних робіт слід приступати не раніше, ніж через 3 дні після монтажу армуючого шару. Робота повинна виконуватися при температурі не нижче +5 градусів і низької вологості, з використанням спеціальної штукатурки для фасадних робіт, інакше якість і термін служби зовнішнього утеплення стін «мокрим способом» будуть істотно знижені.

Технологія утеплення зовнішніх стін «мокрим» способом найчастіше використовується при обробці приватних і малоповерхових будівель.

Зовнішнє утеплення стін за допомогою такої технології має ряд переваг:

• Порівняльна простота монтажу, його низька затратність.
• Відведення пари назовні дозволяє зберегти усередині житлових приміщень сприятливий клімат і перешкоджає розмноженню патогенних мікроорганізмів і цвілі.

Технологія утеплення стін з використанням сайдингу.

Сайдинг – оздоблювальний матеріал, що виготовляється з деревних волокон і вінілу. Декоративна привабливість, широка кольорова гама, невисока вартість, а також стійкість до механічних, хімічних і атмосферних впливів в сукупності з простотою монтажу зробили сайдинг одним з найпопулярніших матеріалів при обробці приватних і малоповерхових забудов.

Утеплення фасаду під сайдинг здійснюється в кілька етапів:

• За допомогою дюбелів і саморізів на каркас будівлі кріпиться обрешетка з дерев’яних брусів. Товщина брусів, з яких монтується решетування, повинна перевищувати товщину сайдингу не менше ніж на сантиметр.
•  У підготовлену обрешітку укладаються листи утеплювача так, щоб між ними не залишилося зазорів. Для утеплення фасаду під сайдинг найчастіше використовується мінеральна вата. Кріпиться утеплювач дюбелями тарілчастого типу, які встановлюються на відстані 15 см один від одного.
• Поверх утеплювача за допомогою будівельного степлера кріпиться дифузійна мембрана – спеціальний шар, що забезпечує паропроникність всьому теплоізоляційного шару.
• На мембрану монтується безпосередньо сайдинг обраного дизайну.

Утеплення фасаду під сайдинг необхідно проводити в суху погоду.

Утеплення вентильованих фасадів

Утеплення зовнішніх стін, що мають вентильований фасад, за своїм принципом схоже з утепленням стін під сайдинг. Вентильований фасад – це система з оздоблювальних фасадних матеріалів і металевого каркаса, за допомогою якого вони кріпляться до несучої стіни. При монтажі облицювальних матеріалів на металеві напрямні між ними і несучою стіною залишається певний простір, що дозволяє закріпити тепло- і звукоізоляційні матеріали.

Облицювальні матеріали, за допомогою яких виконується вентильований фасад, можуть бути різними:

• Алюмінієві композитні панелі
• Керамогрнітна плитка
• Фіброцементні плити
• Скло
• агломератно-гранітна плитка
• Ламінат високого тиску
• лінеарні панелі.

Залежно від тяжкості оздоблювальних матеріалів, їх монтують на алюмінієвий, сталевий оцинкований або сталевий нержавіючий каркас.
Утеплення зовнішніх стін, що мають вентильований фасад, має ряд особливостей:

• Між ізоляційним і облицювальним матеріалами залишається зазор, що забезпечує максимально ефективну вентиляцію і відведення вологи.
• Як утеплювач використовується мінеральна вата, яка обов’язково повинна бути закрита гідрозахисною мембраною.
• Усі матеріали, що використовуються при утепленні стін зовні під вентильований фасад, повинні бути негорючими.

Утеплення фасаду будинку в системі вентильованих фасадів здійснюється за наступною схемою:

1.  На несучу стіну передбаченим проектом способом кріпляться кронштейни для металевих напрямних.
2. Після кріплення кронштейнів на несучу стіну за допомогою дюбелів тарельчатого типу закріплюються листи мінерального утеплювача. Вони повинні бути підігнані один до одного максимально щільно, без зазорів. При необхідності установки другого шару плити укладаються зі зміщенням щодо першого.
3. Утеплювач закривається спеціальною гідрозахисною плівкою.
4. На кронштейни встановлюються на необхідній висоті металеві напрямні.
5. На систему металевих напрямних встановлюються, згідно з проектом, облицювальні матеріали.

Утеплення фасадів шляхом напилення пінополіуретану.

Існує і альтернативний спосіб утеплення фасадів, коли на поверхню фасадної стіни за допомогою спеціальних пристосувань напилюється спінений поліуретан. Два полімери (поліол і поліізоціонат) змішуються, вспінюются шляхом змішування з вуглекислим газом і наносять шаром необхідної товщини на підготовлену поверхню.

Утеплення зовнішніх стін будинку методом напилення має свої переваги:

• Матеріал напилення практично не вбирає вологу.
• Полімер має хороші адгезивні якості і відмінно прикріплюється до поверхні стін.
• Утеплення фасадів будинків напиленням має можливість обробити самі конструктивно складні елементи.
• При напиленні не утворюється швів і стиків.
• Мала вага матеріалу -утеплення зовнішніх стін будинку напиленням пінополіуретану не створює істотного навантаження на фундамент і каркас будівлі.
• Полімер має низьку теплопровідність.
• Утеплення фасаду будинку будинку напиленням полімеру можна варіювати товщину напилюваного шару, вирівнюючи тим самим можливі западини і нерівності стін.

Після того, як утеплення фасаду будинку напиленням полімеру завершено, поверх нього монтуються оздоблювальні фасадні матеріали, наприклад, сайдинг або вагонка. Найчастіше таким методом утеплення стін зовні ізолюються будинки приватні або малоповерхові.

ᐉ Утеплення фасаду пінопластом, мінеральною ватою. Fasadu.com.ua

 +38 (067) 37 00 147

Утеплення фасаду багатоповерхових будинків

Утеплення фасаду багатоповерхових будинків

Фасадні роботи на сакральних будівлях

Утеплення фасадів промислових об’єктів

Утеплення фасадів промислових об’єктів

Які види послуг ми надаємо

01.

Перед початком будівельних робіт кожного об’єкту ми радимо, консультуємо, складаємо кошторис та пропонуємо послугу дизайнера.

03.

Утепляємо зовнішні стіни споруд плитами з мінеральної вати та пінополістиролу.

05.

Монтуємо на стінах будь-які додаткові архітектурні та декоративні елементи – колони , русти , капітелі , карнизи , багети і т.д.

02.

При потребі ми стіни : чистимо, миємо, дезинфікуємо, грунтуємо та фарбуємо.

04.

Оздоблюємо стіни декоративними штукатурками різних модифікацій.

06.

До сьогодні наші роботи ми виконували в таких архітектурних стилях : монументалізм, класицизм, модернізм, неокласицизм, конструктивізм, скандинавський класицизм.

Наші досягнення

Більше 256 постійних клієнтів, що рекомендують нас своїм друзям та близьким по всій Західній Україні протягом більше ніж 20 років.
Ми є офіційним представником торгівельної марки Sto.

600+

проєктів

50+

майстрів

20+

років

Наші роботи

Більше робіт на сторінці:

Утеплення фасадів. Львів, Жовква, Крехів, Рава-Руська, Червоноград, Сокаль

Кожна людина, яка проживає в приватному будинку чи квартирі хоче мати тепле зимою, та прохолодне літом приміщення. В минулому, питання комфортної температури, вирішувалось майже в 99 % випадків за допомогою використання тільки нагрівачів та кондиціонерів, але в зв’язку з суттєвим подорожчанням енергоносіїв люди почали шукати додаткові методи утеплення та зменшення рахунків на комунальні послуги.

Альтернативним методом економії на енергоносіях є утеплення фасаду.

Є різні методики фасадних робіт по утепленню, але найпопулярнішими з них на сьогодні є використання так званих технологій, як «мокрий фасад» та «вентильований фасад».

Розглянемо більш детально технологію «мокрого фасаду» та матеріали, які для неї потрібні.

В своїй роботі наша компанія використовує провідні німецькі матеріали виробника STO. За більш ніж 20 річну історію виконання нами робіт, матеріали цього бренду зарекомендували себе найкраще.

Познайомимось з етапами робіт та матеріалами, які знадобляться для облаштування утеплення фасаду «мокрим методом» на прикладі продукції компанії STO.

Етапи робіт по утепленню фасадів

1 етап робіт – це монтаж утеплювача. Це може бути, як пінопласт (пінополістирол), так і мінеральна вата. Наразі не будемо зупинятися над перевагами, того чи іншого матеріалу.

Рекомендовані матеріали:

Для приклеювання: Sto-Baukleber (мінеральний клей) або StoLevell Duo plus (мінеральний склад, що клеїть і армуючий розчин).

Утеплювач: пінопласт чи фасадна мінеральна плита.

2 етап робіт – це армування.

Рекомендовані матеріали:

StoLevell Duo plus – мінеральний склад, що клеїть і армуючий розчин, або посилений армуючий склад StoLevell Uni + стійка до лугів сітка зі скловолокна Sto-Glasfasergewebe.

Проміжне покриття: StoPrep Miral – силікатна пігментована адгезіонна грунтівка.

3 етап робіт – це фінішне покриття.

Рекомендовані матеріали:

Sto Strukturputz K / R (мінеральна фасадна штукатурка, посилена органічними добавками), або StoMiral K / R / MP (мінеральна фасадна штукатурка), або StoSil (силікатна фасадна штукатурка).

Фінішна фарба: StoColor Jumbosil (силіконова фасадна фарба), або StoColor Lotusan (самоочищається фасадна фарба з ефектом лотоса® / Lotus-Effect®), або StoSil Color (силікатна фасадна фарба), або StoSilco Color (силіконова фасадна фарба).

Які переваги системи?

• Стійкість до утворення тріщин. При потребі наш менеджер, може продемонструвати еластичність фарби на прикладі помальованого взірця поліетиленової стрічки.
• Відмінні теплоізоляційні властивості. При використанні системи, в сучасних українських реаліях, економія до 50 % при індивідальному опаленні, як квартирах, так і приватних будинках.
• Стійкість до несприятливих кліматичних впливів.
• Велика кількість варіантів фінішної обробки. Від стандартного фарбованого покриття до виконання декоративної штукатурки по типу «короїд» чи «баранчик»
• При використанні фарби StoColor Lotusan, з запатентованою технологією самоочищення Lotus-Effect® – фасад самоочищається
• Висока опірність впливу мікроорганізмів.
• Високі показники проникності пари і вуглекислого газу.

Наша компанія вже більше чим 20 років займається професійним утепленням фасадів, маючи в портфоліо об’єкти, як приватного будівництва, державних будівель, сакральної архітектури (чим ми дуже гордимося, так, як такі споруди потребують особливої уваги та компетентності) та комерційні приміщення.

Зателефонуйте нам, щоб отримати консультацію по технологіям, цінам та доступності вільних дат.

Виконуємо роботи по всій Західній Україні

Львівська область

Белз
Бібрка
Бориня
Борислав
Броди
Брюховичі
Буськ
Великий Любінь
Великі Мости
Верхнє Синьовидне
Винники
Гірник
Глиняни
Гніздичів
Городок
Дашава

Добромиль
Добротвір
Дрогобич
Дубляни
Дубляни
Жвирка
Жидачів
Жовква
Журавно
Запитів
Золочів
Івано-Франкове
Кам’янка-Бузька
Комарно
Краковець
Красне

Куликів
Лопатин
Львів
Магерів
Меденичі
Миколаїв
Моршин
Мостиська
Немирів
Нижанковичі
Новий Калинів
Новий Розділ
Новий Яричів
Нові Стрілища
Новояворівськ
Олесько

Перемишляни
Підбуж
Підкамінь
Поморяни
Пустомити
Рава-Руська
Радехів
Розділ
Рудки
Рудне
Самбір
Сколе
Славське
Сокаль
Соснівка
Стара Сіль

Старий Самбір
Стебник
Стрий
Судова Вишня
Східниця
Трускавець
Турка
Угнів
Хирів
Ходорів
Червоноград
Шкло
Щирець
Яворів

Волинська область

Берестечко
Володимир-Волинський
Горохів

Камінь-Каширський
Ківерці
Ковель

Луцьк
Любомль
Нововолинськ

Рожище
Устилуг

Тернопільська область

Бережани
Борщів
Бучач
Заліщики

Збараж
Зборів
Копичинці
Кременець

Ланівці
Монастириська
Підгайці
Почаїв

Скалат
Теребовля
Тернопіль
Хоростків

Чортків
Шумськ

Івано-Франківська область

Болехів
Бурштин
Галич
Городенка

Долина
Івано-Франківськ
Калуш
Коломия

Косів
Надвірна
Рогатин
Снятин

Тисмениця
Тлумач
Яремче

Закарпатська область

Батьово
Берегове
Буштино
Великий Березний
Великий Бичків
Вилок

Виноградів
Вишково
Воловець
Дубове
Жденієво
Іршава

Кобилецька Поляна
Кольчино
Королево
Міжгір’я
Мукачеве
Перечин

Рахів
Свалява
Середнє
Солотвино
Тересва
Тячів

Ужгород
Усть-Чорна
Хуст
Чинадійово
Чоп
Ясіня

вул. Лісна 2В, м. Жовква, Львівська обл.

т. (067) 37 00 147

[email protected]

Будувати свідомо!

Слідкуйте за нами в соцмережах!

Facebook

Youtube

Как новые технологии меняют рынок покрытий для фасадов зданий — PreScouter

Ухудшение свойств покрытий для фасадов зданий может быть вызвано целым рядом факторов, таких как отложение сажи, биологический рост, коррозия под действием кислотных дождей или комбинация различных биохимических/физических факторов. последствия. Новые методы защиты наружных фасадов привлекли внимание, чтобы уменьшить огромные экономические потери, связанные с внезапным корректирующим обслуживанием.

Инновации в покрытиях для фасадов зданий могут решить не только проблемы деградации, но и стать движущей силой для более устойчивых городов, помогая создавать более прочные и высокоэффективные здания. Технологии могут даже способствовать сокращению выбросов CO ₂ выбросов, улучшить энергосбережение и улучшить качество воздуха.

Некоторыми из последних и наиболее интересных областей применения являются самоочищающиеся фасадные покрытия, легкие теплоизоляционные растворы для покрытий с аэрогелем/EPS для энергосбережения, автогенные и биологические методы самовосстановления, применяемые к цементным материалам, а также термохромные супергидрофобные покрытия, улучшающие энергосбережение здания. .

Фотокаталитические фасадные покрытия:

Многие исследования показали влияние полупроводников, таких как диоксид титана (TiO ₂ ), применяемый к строительным материалам, и его эффект разложения при удалении летучих органических соединений (ЛОС), органических красителей и биологических процессов, происходящих на различных поверхностях.

Диоксид титана — это белый пигмент, который чаще всего используется для самоочищения в минеральной форме наноанатаза. Механизм происходит за счет адсорбции УФ-света, когда частицы TiO ₂ принимают фотоны с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны, что приводит к переносу электронов из валентной зоны на положительные дырки. Если поверхность гидратирована (что может быть вызвано влажностью воздуха или дождем), отверстия реагируют с молекулами воды, образуя гидроксильные радикалы (OH ⁺ ), которые являются сильными окислителями, работающими над превращением органических загрязнителей в менее вредные компоненты CO ₂ . Диоксид титана также нетоксичен, стабилен, не потребляет энергии и, как доказано, обладает лучшими фотокаталитическими характеристиками при использовании со средним диаметром 5-50 нанометров.

Кроме того, TiO ₂ , нанесенный на строительные растворы и бетон, может эффективно способствовать очистке воздуха в зоне вблизи строительных покрытий путем преобразования опасных газов, таких как NO _х и толуол на безвредные компоненты. Обычно применяются белые покрытия, и одним из примеров является использование TiO ₂ в качестве добавки к белому бетону Юбилейной церкви в Риме.

В дополнение к разлагающимся компонентам, которые наносят ущерб зданию и загрязняют воздух, фотокаталитическая обработка имеет и другие экологические преимущества. Например, самоочищающийся бетонный фасад не требует использования растворителей, обычных для очистки зданий, устраняя другой источник загрязняющих веществ. Кроме того, более светлое покрытие (обычно белое, вызванное TiO ₂ пигментация) отражает больше света, снижая внутреннюю и внешнюю температуру в теплое время года.

По данным European Coatings , рынок диоксида титана в настоящее время оценивается в 17,82 млрд евро, а мировое потребление TiO ₂ в 2020 году составило около 6,45 млн тонн, при этом основным потребителем является лакокрасочная промышленность. Годовое потребление в 2025 году, по оценкам, вырастет до 8 миллионов тонн.

Механизм самовосстановления в растворах и бетоне:

Трещины в цементных материалах считаются естественным явлением, поскольку эти конструкции нагружены или находятся в контакте с различными средами воздействия. Трещины являются легким путем для проникновения агрессивных веществ, таких как ионы сульфатов и хлоридов, которые впоследствии станут источником ухудшения покрытия здания. Эффект может быть очень вредным, поскольку затрагивается не только поверхность этих материалов, но и может произойти дальнейшая коррозия при контакте с бетонными стальными элементами, что подразумевает крайнюю потерю долговечности, что также может привести к катастрофическому отказу.

В связи с этими опасениями большой интерес вызвали исследования, направленные на оценку и улучшение механизмов самовосстановления растворов и бетона. Феномен самовосстановления цементных материалов подразделяется на два основных процесса: аутогенное и автономное заживление, которые различаются по своим причинам.

Автогенное самовосстановление основано на естественном процессе гидратации частиц цемента, и этот механизм работает за счет непрерывной гидратации непрореагировавших частиц цемента в присутствии воды или за счет осаждения в трещинах карбоната кальция (CaCO ₃ ) за счет растворения ионов кальция (Ca ²⁺ ), присутствующих в матрице, которые реагируют с ионами карбоната (CO ₃ ^2- ) из окружающей среды. Эффективность аутогенного самовосстановления определяется окружающей средой (например, наличием дождя/воды), температурой и составом смеси.

Автономное заживление требует применения добавок, одним из наиболее перспективных из которых являются биологические виды бактерий, которые действуют на герметизацию трещин, в том числе за счет осаждения карбоната кальция. Другие распространенные методы основаны на встроенных капсулах или сосудах, которые облегчают поток заживляющих средств (обычно химических добавок) при наличии трещины на цементной поверхности, что позволяет ей заживать даже после нескольких дней отверждения.

Крупным проектом исследовательской группы, включающим изучение явлений самовосстановления сверхвысокопрочного бетона (UHDC) для оценки долговечности в экстремальных условиях, является проект ReSHEALience, консорциум из 13 стран, получивший финансирование от Европейского союза Horizon h3020 Research and Инновационная программа. Более того, ожидается, что к 2030 году выручка мирового рынка самовосстанавливающегося бетона вырастет на 36,8% в годовом исчислении.

Термохромные фасадные покрытия:

Согласно отчету Международного энергетического агентства об отслеживании ограждающих конструкций зданий, в 2020 году на строительство зданий приходилось 10% глобальных выбросов энергии и технологических процессов, что вносит значительный вклад в увеличение выбросов углерода и расточительство природных ресурсов. Благодаря использованию охлаждающего оборудования с высоким энергопотреблением при высоких температурах были успешно разработаны такие материалы, как супергидрофобные покрытия, отражающие солнечное излучение, для удовлетворения потребности в отражении солнечного излучения. Однако в холодные периоды эти материалы не могут обеспечить нормальную температуру внутри зданий, так как коэффициент отражения солнца слишком высок, что приводит к необходимости использования отопительного оборудования.

Чтобы решить эти проблемы с использованием энергии, термохромные микрокапсулы (TCM) были изучены в применении к цементным материалам для наружных стен из-за их способности изменять свой собственный цвет. Механизм очень прост: при высокой внешней температуре TCM меняет свой цвет на более светлый/бесцветный; когда на улице холодно, цвет, вызванный TCM, становится темнее, что снижает коэффициент отражения солнечного света. Это возможно благодаря термохромным характеристикам, в основе которых лежат органические пигменты в виде порошков, инкапсулированные в органические микрокапсулы и имеющие температуру перехода, задающую изменение их окраски.

Основные термохромные красители представляют собой смесь лейкокрасителей (таких как фтораны, спиролактоны и фульгиды) с химическими соединениями, ответственными за донорство электронов, такими как циклический сложный эфир, и растворителем (например, кислотой или сложным эфиром). Широкий спектр цветов был протестирован для применения в строительстве, и в исследованиях Юсюана и др. Температура перехода цвета красителей составляла 31 ° C, что аналогично некоторым пигментам, коммерчески доступным Kolortek.

Заявки на облицовку зданий все еще находятся в разработке, но уже есть патент на строительный раствор, содержащий термохромные микрокапсулы, а исследование в Китае показало с помощью моделирования, что использование термохромного супергидрофобного покрытия для зданий снижает общее годовое потребление энергии в Северном Китае. на 13,74% по сравнению с традиционным белым охлаждающим покрытием.

Легкие теплоизоляционные растворы:

Другой альтернативой для снижения энергопотребления в зданиях и уменьшения их углеродного следа является добавление легких материалов с тепловыми свойствами, заменяющих мелкие заполнители в растворе. Эти альтернативные материалы улучшают тепловые характеристики зданий за счет снижения теплопередачи, одновременно снижая вес материалов и повышая их звукоизоляционные свойства.

Некоторые из легких материалов, которые были протестированы в качестве добавок к строительным растворам, включают аэрогель кремнезема, пластиковые отходы, резину и, совсем недавно, вермикулит и пенополистирол (EPS). Некоторые компании, такие как Tekto, базирующаяся в Греции, разработали коммерческий предварительно смешанный раствор со сверхлегким и теплоизоляционным пенополистиролом, и имеется патент на тип теплоизоляционного раствора на неорганическом легком заполнителе. Механизм основан на его изоляционных характеристиках, что значительно снижает теплопроводность растворов, а также увеличивает срок службы.

Вывод:

Многие альтернативы более интеллектуальным и экологически безопасным строительным материалам уже используются, и у компаний есть множество возможностей для дальнейшей разработки и поощрения использования инновационных покрытий. Благодаря экономическим преимуществам, связанным с такими преимуществами, как температурный комфорт внутри помещений, более чистая и долговечная штукатурка и даже очистка наружного воздуха, у инноваций в области фасадных покрытий зданий большое будущее.

Рекомендуемое изображение: Юбилейная церковь в Риме, Винченцо Пентанджело, CC BY-SA 4.0 

Если у вас есть какие-либо вопросы или вы хотите узнать, можем ли мы помочь вашему бизнесу с его инновационными задачами, свяжитесь с нами здесь или напишите нам по адресу [email protected].

Об авторе

Roberta Picanço Casarin

В настоящее время Роберта является кандидатом наук в Федеральном университете Риу-Гранди-ду-Сул (UFRGS, Бразилия) и занимается исследованиями инновационных наноматериалов для строительства. Она имеет степень магистра и бакалавра в области гражданского строительства, а также один год по обмену в Университете Хериот-Ватт (Великобритания). Роберта имеет опыт работы в области материаловедения и строительных технологий и увлечена вопросами устойчивого развития. Недавно она присоединилась к PreScouter в качестве научного сотрудника. Свяжитесь с Робертой в LinkedIn.

Техническая статья – От непрозрачных традиционных стен к адаптивным фасадным системам: состояние дел и перспективы

Авторы : 

Мирен Хуаристи, Давиде Брандолини (Институт возобновляемых источников энергии, Eurac Research).

Примечание: мнения в статьях принадлежат только авторам и не обязательно отражают мнение ЕС.

Для лучшего понимания этой статьи EURAC также подготовил инфографику по непрозрачным фасадным системам. Проверьте это здесь.
 

Что делает фасад умным?

Технологии непрозрачных фасадов постепенно развивались как в новом строительстве, так и за счет повышения уровня их теплоизоляции и воздухонепроницаемости с целью снижения общего энергопотребления зданий . Эти системы оболочки в настоящее время стали обычными и предназначены для обеспечения комфорта в среднегодовых условиях. Тем не менее, чтобы справиться с кризисом, связанным с изменением климата, и еще больше сократить энергопотребление зданий , ограждающие конструкции должны иметь оптимальные характеристики в любых условиях окружающей среды. Поэтому адаптивные фасады считаются одним из наиболее перспективных технологических вариантов, поскольку они могут автономно и обратимо изменять некоторые свои функции, характеристики или поведение при различных граничных условиях[1]. Когда адаптивное поведение фасада управляется внешней системой управления (с помощью датчиков, исполнительных механизмов и компьютерных алгоритмов), это интеллектуальный фасад, который оптимизирует работу зданий динамическим и контролируемым образом.

Сегодня построенные примеры интеллектуальных фасадов имеют динамическое поведение только в прозрачной части оболочки. Автономное управление солнечным тепловым приростом и естественным освещением с помощью интеллектуальных оконных систем и мобильных элементов затенения на самом деле является наиболее применяемым динамическим поведением в ограждающих конструкциях. Умные навесные стены уже стали технологической реальностью, и есть более сложные варианты, чем простое управление освещением. Например, в двустенных навесных стенах контролируются как затеняющие, так и вентиляционные отверстия внутренней обшивки. Таким образом, можно обеспечить естественную вентиляцию здания, когда воздух в камере имеет желаемую температуру. Кроме того, контролируя отверстия воздушной камеры, можно регулировать температуру, нагревая всасываемый воздух в солнечные зимние дни, используя парниковый эффект, или предотвращая перегрев летом, вентилируя воздушную камеру наружу.

За последнее десятилетие появились новые технологические концепции для распространения адаптивного поведения на весь фасад, такие как адаптивные непрозрачные фасады . Интегрируя динамические, адаптивные или интеллектуальные функции в непрозрачные компоненты фасада, разрешается или блокируется обмен тепловой энергией при различных погодных условиях и использовании здания . Таким образом, поведение фасада оптимизируется для любых обстоятельств.

Интеграция интеллектуальной естественной вентиляции с технологиями непрозрачных фасадов, первый подход с ограничениями для внедрения на рынке

Воздухообмен между внутренней и наружной средой является одним из механизмов регулирования теплового потока через ограждающие конструкции здания. Например, теплый воздух из помещения можно вытягивать в периоды перегрева, что снижает потребность в охлаждении. Потребность в отоплении также может быть снижена, если наружный воздух предварительно нагревается в вентиляционной камере фасада перед подачей внутрь. Во всех описанных случаях необходимо создавать перепад давления между внешней и внутренней средой, транспортировать воздух. Поэтому эти стены оснащены электрическими вентиляторами, подключенными к системе управления, которая обеспечивает интеллектуальную работу системы.

Через этот механизм работают как париетодинамические, так и пермеодинамические стенки. В париетодинамических стенках воздух транспортируется по специальному каналу, соединяющему внешнее и внутреннее пространство. В пермеодинамических системах воздух проходит через фасадные материалы благодаря разнице давлений между двумя средами. Эти стены были прототипированы и протестированы в исследовательской среде[2], но не были успешно реализованы на рынке из-за некоторых своих ограничений[3].

Одним из ограничений париетодинамической стены являются ее акустические характеристики; воздуховод неизбежно представляет собой акустический мост. В таком случае естественная вентиляция может быть аналогичной биоклиматической стратегией с точки зрения ее способности рассеивать внутреннее тепло, и поэтому дополнительная ценность сложности париетодинамической стены не ясна. Пермеодинамическая стена не создает этой проблемы, но ее долговечность может быть поставлена ​​под угрозу из-за проницаемости, которой должны обладать используемые материалы, как для водяного пара, так и для частиц, присутствующих в воздухе, которые в конечном итоге забивают поры этого воздухопроницаемого компонента.

Необходимо также указать, что, хотя интеллектуальное управление естественной вентиляцией может быть достаточной стратегией для снижения потребности наших зданий в охлаждении, эта стратегия может быть нежелательной в городской среде, где распространены высокие уровни загрязнения окружающей среды и акустического загрязнения. Кроме того, может быть сложно интегрировать адаптивное поведение в ремонт.

Следующее поколение технологий адаптивного непрозрачного фасада

Что, если бы непрозрачный фасад работал как съемное покрытие здания?

Динамическая изоляция или системы активной изоляции

Представьте себе обычный вентилируемый фасад, наружную облицовку, воздушную камеру около 5 см, изоляцию из минеральной ваты и внутренний слой из кирпича, опирающийся на бетонные плиты. Минеральная вата обеспечивает тепловое сопротивление, которое по умолчанию направлено на задержку обмена энергией между внутренней и внешней средой. Как и предполагалось выше, несколько исследований [1], [4], [5], [6] продемонстрировали, что значительное количество энергии может быть сэкономлено за счет динамического изменения теплопроводности изоляционного слоя.

Например, в холодное время года термическое сопротивление изоляционного слоя в часы, когда солнечное излучение попадает непосредственно на ограждающие конструкции здания, может быть снижено (т. е. в эти часы может быть «снят» строительный слой). Таким образом, тепло, поглощаемое облучаемыми фасадами здания, будет затем передаваться через стену во внутреннюю среду благодаря сниженным тепловым свойствам изоляционного слоя. Достигая таких ситуаций, как эта, можно было бы сэкономить значительное количество энергии, уменьшив общую потребность в энергии, необходимой для поддержания желаемой температуры в помещении .

Для обеспечения такого адаптивного поведения слой минеральной ваты следует заменить слоем динамической изоляции. Несколько технологических концепций были изучены в течение десятилетия и все еще находятся в стадии разработки, такие как газонаполненные панели, динамическая изоляция с замкнутым контуром и подвижные многослойные панели. Все эти элементы могут изменять свой коэффициент теплопередачи, изменяя свою внутреннюю конфигурацию.

Газонаполненные панели имеют очень низкую теплопередачу, когда панель освобождается от этого газа (который проходит в соседний резервуар), и увеличивается, когда панель снова заполняется газом. Многослойные панели похожи на гармошки; они состоят из нескольких слоев алюминия, разделенных воздушными камерами. Когда «гармошка» открыта, последовательность этих воздушных камер ограничивает теплообмен между двумя средами. Замыкая «гармошку», слои алюминия соприкасаются и благодаря теплопроводности эффективно рассеивают тепловую энергию.

Другая технологическая концепция использует подвижные изоляционные компоненты в качестве системы динамической изоляции и была предложена исследователями из Университета Колорадо. Эта концепция состоит из изоляционного слоя, заключенного в два фиксированных слоя. Между изоляционным слоем и внутренней и внешней оболочками имеются замкнутые воздушные полости. Изоляционный слой разделен на несколько частей, которые могут одновременно вращаться под действием механических приводов. Когда слои изоляции выровнены и соприкасаются, система действует как обычная изоляция. Когда вместо этого слои вращаются, они обеспечивают конвективное движение между двумя воздушными полостями и уменьшают тепловое сопротивление системы. Максимальная теплопередача в системе достигается, когда куски изоляционных слоев расположены между собой параллельно. Насколько известно авторам, только концепция, запатентованная Krarti, была испытана в лаборатории, чтобы охарактеризовать ее динамическое тепловое поведение[7].

Рис. 1. Прототип системы динамической изоляции в лаборатории строительных систем Ларсона Колорадского университета в Боулдере. Концепция запатентована Krarti и протестирована в лаборатории для определения его динамических тепловых характеристик[7].

Эффективность других технологических концепций оценивалась посредством динамического моделирования в определенных климатических условиях и типах зданий[4]. Хотя эти результаты должны быть подтверждены соответствующими экспериментальными испытаниями, все указывает на то, что они эффективно снижают теплопотребление зданий. Важно иметь хорошо продуманные алгоритмы управления и широкий набор адаптаций, т. е. гарантирующих при необходимости высокую теплоизоляцию и эффективный теплообмен в подходящих граничных условиях.

Кинетическая облицовка

Еще один способ преобразовать непрозрачные фасадные системы в интеллектуальные системы — заменить традиционную стационарную облицовку мобильной облицовкой[8]. Цель состоит в том, чтобы иметь возможность управлять тепловым усилением из-за падающего солнечного излучения. Мобильная оболочка будет иметь две возможные геометрические конфигурации, из которых будут получены два разных коэффициента солнечного поглощения. Механизм этой подвижной облицовки будет подобен тому, что используется в мобильных элементах затенения, с датчиками, которые контролируют внешние и внутренние условия, исполнительными механизмами, которые позволяют переходить от одной геометрической конфигурации к другой, и системой управления, которая решает, какая конфигурация является правильной в соответствии с к граничным условиям. Управление солнечным поглощением, по-видимому, не имеет достаточного влияния, если оно применяется в обычных фасадных системах. Тем не менее, потребление энергии значительно снижается, когда мобильная оболочка сочетается с динамической изоляцией и управлением, способными адекватно управлять адаптацией теплового усиления за счет излучения и теплопередачи через ограждение.

Управляемая вентилируемая воздушная полость

Дополнительным компонентом обычного вентилируемого фасада, который может стать интеллектуальным, является воздушная камера[8]. Конвективные движения, происходящие в воздушной камере, приводят к диссипации части тепловой энергии, которая обменивается между внутренней и внешней средами. Эти конвективные движения зависят от различных факторов: толщины и геометрии воздушной камеры, конфигурации стыков облицовки, температурного градиента между нижней и верхней частями воздушной камеры, падающей солнечной радиации, скорости и направления ветер. Чем больше конвекция в воздушной камере, тем больше в ней происходит тепловыделение.

Адаптивные светонепроницаемые фасады могут представлять собой будущее для снижения энергопотребления зданий и сокращения выбросов углекислого газа

Все ранее процитированные исследования показывают, что оптимизация энергопотребления лучше, когда можно одновременно контролировать более одного физического явления , принимая во внимание не только текущие ситуации, но и прошлые условия и прогнозы на будущее. Таким образом, интеллектуальное здание может оптимизировать потребление энергии за счет интеграции интеллектуального стекла и адаптивных непрозрачных фасадов, способных контролировать поглощение солнечного света, конвективные движения в воздушной камере и поток тепла через теплоизоляцию. Может показаться, что изощренность непрозрачного фасада является неумолимым камнем преткновения для его массового применения, поскольку современные решения экономичны, просты и требуют минимального обслуживания для обеспечения высокой долговечности.

Тем не менее, в некоторых приложениях (подходящий климат и типология зданий) и в сочетании с другими биоклиматическими стратегиями интеграция этих технологий может значительно снизить или даже устранить потребность в отоплении и охлаждении . Это истинная цель интеллектуальных фасадов , и если в ходе исследования удастся найти ключи к его оптимизации и продемонстрировать его экологическую пригодность не только на этапе использования здания, но и на протяжении всего его жизненного цикла, они перестанут быть знаковыми зданиями и станет новой конструктивной парадигмой. Однако их технологическая готовность все еще слишком низка, главным образом потому, что предыдущая исследовательская деятельность была разрозненной и изолированной. Чтобы достичь необходимой технологической зрелости, междисциплинарные исследования и разработки для следующего поколения технологий адаптивного непрозрачного фасада , безусловно, будут востребованы в ближайшие годы.

С этой целью и междисциплинарной командой в 2023 году стартует новый проект под названием ZERAF, финансируемый ЕС. GmbH, Active Insulation System B.V. и Технический университет Эйндховена. ZERAF будет непосредственно разрабатывать, тестировать и работать для будущего освоения рынка Технология интеллектуальных непрозрачных фасадов как для новых, так и для существующих зданий.

Согласно многообещающим предварительным, но непроверенным результатам, эксплуатационное потребление энергии зданиями может быть снижено до 69% с помощью передовых стратегий управления (для определенных климатических условий, характеристик зданий и городских условий) [5]. ZERAF стремится научно доказать такой потенциал. В случае успеха, учитывая размер строительного фонда ЕС, где может применяться ZERAF, по оценкам, путем разработки технологии, ориентированной на модульность и адаптируемость к различным контекстам в период с 2030 по 2050 год совокупное потребление тепловой энергии европейским фондом зданий может сократиться на 1,4 ТВтч по сравнению с доступными в настоящее время высокопроизводительными фасадными системами и системами ОВКВ [9]. Это означает, что в 2050 году жилые дома по всему ЕС смогут экономить до 125 ГВтч электроэнергии в год благодаря технологии ZERAF (при условии, что отопление и охлаждение помещений будут обеспечиваться только тепловыми насосами).

Ожидается значительная экономия на счетах за электроэнергию для конечных потребителей. Фактически, учитывая средние цены на электроэнергию в 2018 году для домохозяйств ЕС и среднее потребление тепла, конечный пользователь жилого дома с технологией ZERAF мог бы платить 1 €/м ² в год на электроэнергию, необходимую для тепловой энергии. Другим положительным эффектом будет минимизация эксплуатационного потребления энергии в зданиях, сокращение общего количества выбросов парниковых газов и, следовательно, Потенциал глобального потепления (ПГП) . Если технология ZERAF подтвердит свою эффективность в соответствии с самыми оптимистичными прогнозами, станет возможным сокращение ₂ экв. CO на 1065 миллионов тонн по сравнению с тем, что было бы выброшено, если бы высокопроизводительные фасадные и HVAC-технологии применялись при реконструкции и строительстве новых зданий. построены между 2030 и 2050 годами [10].

ADJOURNED REFERENCES

[1]       Р. К. Г. М. Лунен, М. Трчка, Д. Костола и Дж. Л. М. Хенсен, «Климатически адаптивные строительные оболочки: современные и будущие задачи», Renewable and Sustainable Energy Reviews , том. 25, стр. 483–493, сентябрь 2013 г., doi: 10.1016/j.rser.2013.04.016.

[2]       М. Фавайер и Б. Бокор, «Системы динамической изоляции ограждающих конструкций: обзор», Energy Build , vol. 270, с. 112268, сентябрь 2022 г., doi: 10.1016/j.enbuild.2022.112268.

[3]       М. Хуаристи, Т. Гомес-Асебо и А. Монж-Баррио, «Качественный анализ перспективных материалов и технологий для проектирования и оценки непрозрачных фасадов, адаптированных к изменению климата», Build Environ , vol. 144, стр. 482–501, октябрь 2018 г., doi: 10.1016/j.buildenv.2018.08.028.

[4]        С. Дж. М. Кендерс, Р. К. Г. М. Лунен и Дж. Л. М. Хенсен, «Исследование потенциала системы динамической изоляции с обратной связью для непрозрачных строительных элементов», Energy Build , том.