Современные способы утепления наружных стен реферат

Основные способы утепления зданий, их достоинства и недостатки

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 26.11.2018 2018-11-26

Статья просмотрена: 1586 раз

Библиографическое описание:

Бобрышев, В. В. Основные способы утепления зданий, их достоинства и недостатки / В. В. Бобрышев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 47 (233). — С. 31-34. — URL: https://moluch.ru/archive/233/54195/ (дата обращения: 18.11.2021).

С целью повышения теплозащиты существующего жилищного фонда рекомендуется дополнительное утепление зданий.

В зависимости от расположения утеплительной конструкции по отношению к ограждению существуют два основных типа теплоизоляционных систем:

‒ Утеплитель расположен снаружи ограждающей конструкции.

‒ Утеплитель расположен с внутренней стороны ограждающей конструкции.

Наружное утепление

Почти все системы наружной теплоизоляции зданий, применяемые в настоящее время, можно разделить на две основные группы [1]:

Первая группа предусматривает прикрепление утеплителя к поверхности стены клеем и дюбелями и нанесение на него защитно-отделочного покрытия из полимерного или полимерцементного состава, армированного одним или двумя слоями стеклосетки (рис.1). У систем этой группы передача нагрузки от атмосферных воздействий и от веса защитно-отделочного покрытия на стену осуществляется через утеплитель. Основным недостатком этой системы является отсутствие методик испытаний стойкости ее отдельных элементов и долговечности всей системы в целом в эксплуатационных условиях России. Такая система должна пройти испытания не только долговременной несущей способности, но и способности определенный период сохранять первоначальные теплозащитные свойства при эксплуатационных воздействиях.

Вторая группа систем утепления наружных стен предусматривает использование сборных облицовочных элементов, которые крепятся к специальным конструкциям (рис.2) [2, 3, 4]. В этом случае между облицовкой и утеплителем возможно образование воздушного зазора (рис.2).

Недостатком этой группы систем утепления является необходимость использования специальных прокатных профилей и разнообразных герметиков. Это повышает срок окупаемости таких систем, который при использовании импортных материалов по некоторым данным составляет 100 и более лет [5].

Рис. 1. Конструкция стены с наружной теплоизоляцией с оштукатуриванием плитного утеплителя: 1 — кирпичная или каменная стена; 2 — клей; 3 — плитный утеплитель; 4 — армирующая сетка; 5 — штукатурное покрытие; 6 — наружный декоративный слой покрытия

Рис. 2. Система утепления стен с защитным экраном (стеклофибробетонные плиты); 1 — утепляемая стена, 2 — утеплитель, 3 — стеклофибробетонные плиты, 4 — крепежный элемент, 5 — вентилируемый воздушный зазор, 6 — вертикальный профиль из коррозийно-стойкого металла, 7 — дюбель, 8 — самонарезающие винты или заклепки

Основные недостатки наружного утепления

1. При наружном расположении утеплителя по стенам из бетона или кирпича с последующим оштукатуриванием утеплителя цементно-песчаным раствором толщиной 20–25 мм по полимерной, стеклотканевой или металлической сетке, помимо недостаточной трещиностойкости, штукатурный слой обладает пониженной паропроницаемостью, способствующей накоплению и замерзанию влаги на границе с утеплителем в погодный период со знакопеременной температурой [6].

Вариант распределения температур в стене с наружным утеплением представлен на рис. 3.

Рис. 3. Распределение температур в стене с наружной теплоизоляцией: 1 — наружный воздух; 2 — теплоизолирующая конструкция; 3 — стена; 4 — внутренний воздух

Из графика видно, что зона выпадения конденсата располагается в толще конструкции, на стыке слоя 2 и слоя 3.

1. Морозостойкость штукатурного слоя, выполненного без контроля качества, в построечных условиях не превышает 50 циклов. Поэтому происходит разрушение фасадов уже на 3–4 году эксплуатации. [6].
2. Наблюдается поражение конструкций плесневыми грибами. Это, по данным санитарных врачей и экологов, неблагоприятно сказывается на здоровье человека, особенно детей [6].
3. В наружных системах должны применяться крепежные дюбели, выполненные из полиамида с оксидированным или нержавеющим сердечником. Их заменяют на пластмассовые с обычным гвоздем. Результат — неравномерность адгезии армирующего слоя, нарушение теплофизики защиты, несоответствие требованиям на отрыв [6].
4. Расположение утеплителя снаружи несущей части стены вызывает снижение ее долговечности за счет скапливания у наружного отделочного слоя влаги, замораживания и оттаивания ее в процессе эксплуатации в холодный и переходные периоды года. Переход в строительстве от однослойных стен к многослойным с высоким термосопротивлением привел к увеличению температурных напряжений в узлах соединений различных наружных слоев стен. Это может привести к недопустимым деформациям таких конструкций и, разумеется, к снижению их долговечности.
5. Имеют место более высокие трудозатраты на их возведение по сравнению с традиционными стенами. Требования ТУ на строительство таких ограждений практически невыполнимы в зимнее время.
6. Фасадную систему полагается накладывать на сухую стену. В условиях нашего климата и организации работ это проблематично, так как кирпичная кладка возводится, как правило, в летний период, а на утепление здания остается неблагоприятное для этих работ время: осень, зима, весна. Фасад не может быть закрыт от влаги, которой естественно насыщается кирпич. После монтажа фасадной системы строительная влага, ища выхода, проходит внутрь.
7. В состав фасадных систем входят клеевые компоненты, существенно уменьшающие паропроницаемость наружной стены и, как следствие, приводящие к образованию конденсата в плоскости между утеплителем и штукатурным слоем фасадной системы.

В связи с недолговечностью наружных систем утепления в ближайшие годы возникнет проблема утилизации отходов. Так как в большинстве систем в качестве утеплителя используется пенополистирол, то при определенном температурно-влажностном режиме высока вероятность его разложения в ядовитое вещество стирол. И долговечность пенополистирола не высока — 13–20 лет. В проектах должны быть затронуты вопросы утилизации теплоизоляционных материалов.

Таким образом, наружное утепление стен, осуществляющееся без надлежащего инструментального контроля, существенно влияет на качество и долговечность конструкции.

Внутреннее утепление

Системы внутренней теплоизоляции хорошо освоены в зарубежной строительной практике и являются конкурентно-способными с наружной теплоизоляцией за счет более низких единовременных затрат.

Наиболее распространенными способами внутренней теплоизоляции, освоенными за рубежом, являются следующие [6]:

‒ приклеивание или механическое крепление к стенам двухслойных плит заводского изготовления, включающих теплоизоляционный слой и гипсокартонную облицовку;

‒ нанесение слоя штукатурки по приклеенному к стенам плитному утеплителю;

‒ устройство дублирующей стену теплоизолированной перегородки с применением различных крупноформатных плит заводского изготовления;

‒ устройство дублирующей теплоизолированной перегородки с применением кирпичной или каменной кладки.

Рис. 4. Конструкция наружной стены с внутренней теплоизоляцией

В каждом конкретном случае конструкция выбирается в зависимости от предъявляемых требований к ударной прочности, огнестойкости, тепло- и звукоизолирующей способности, от климата и влажного режима помещения.

К достоинствам утепления стен изнутри относятся:

‒ выборочное производство ремонтных работ, круглогодичное производство работ, возможность применения большого разнообразия эффективных теплоизоляционных материалов;

‒ теплоизоляция не нуждается в защите от атмосферных воздействий, обладает биостойкостью; есть возможность нанесения на поверхности сложной формы;

‒ при внутреннем утеплении снижается инерционность здания, ограждающие конструкции быстрее прогреваются до нужной температуры, быстрее достигается комфортное состояние внутри помещений, так как внутренняя изоляция является менее массивной и более легкой по сравнению с основным несущим слоем наружного ограждения.

‒ требуется меньший нагрев наружных стен системой отопления, сокращаются затраты тепла, что приводит к существенной экономии энергетических ресурсов [1]

К недостаткам систем внутренней теплоизоляции можно отнести: необходимость в некоторых случаях выселения жильцов для производства ремонтных работ, сокращение жилой площади.

1. Иванова Ю. В. Разработка внутренних утеплительных панелей для наружных стен реконструируемых зданий: диссертация. кандидата технических наук: 05.23.03.- Санкт-Петербург, 2002.- 173 с.: ил. РГБ ОД, 61 03–5/332–4
2. Блажко В. П. Система утепления наружных стен зданий с анкерами консольного типа // Строит, материалы.- 1999,- № 4,- С.8: ил.
3. Казарновский З. И., Г. Н. Савилова Сухие смеси — новые возможности в строительстве // Строит, материалы.- 1999.- № 2,- С. 20: ил.
4. Совершенствование конструктивных решений теплозащиты наружных стен зданий / Всесоюз. науч.-исслед. ин-т проблем науч.-техн. прогресса и информ. в стр-ве; Сост. И. Н. Бутовский, О. В. Худошина.- М., 1990,- 67 е.: ил.- (Стр-во и архитектура. Сер. «Строит, конструкции»: Обзор, информ.; Вып.З).- Библиогр.: с. 61–66.
5. Силаенков Е. С. Системы утепления наружных стен «Урал» // Жилищ, стр-во,- 2000.- № 7,- С. 14–16: ил.
6. Евсеев Л. А. Преимущества и недостатки внутреннего и наружного утепления строительных ограждающих конструкций в свете новых нормативных документов по теплоизоляции зданий // СТРОЙ-ИНФО, № 19, 2004.

Источник

Фасадная система наружного утепления дома, теплоизоляция стен и фасада здания

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Сентября 2011 в 22:03, реферат

Описание

В настоящее время можно говорить о существовании двух направлений снижения теплопотерь в зданиях: реконструкция существующих строений для приведения в соответствие новым ужесточенным нормам теплозащиты и разработка и возведение новых т. н. энергоэффективных домов, отвечающих современным строительным требованиям.

Работа состоит из 1 файл

Современный теплый дом, реферат.docx

ФАСАДНАЯ СИСТЕМА НАРУЖНОГО УТЕПЛЕНИЯ ДОМА, ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ СТЕН И ФАСАДА ЗДАНИЯ

«МОКРЫМ» СПОСОБОМ — ЭТО своеобразный «сэндвич», состоящий из трех слоев, выполняющих различные функции, а в совокупности обеспечивающие неуязвимость, экономичность и надежность.

ПЕРВЫЙ СЛОЙ в СИСТЕМЕ УТЕПЛЕНИЯ – теплоизолирующий:

Фасадный ПОЛИМЕРНЫЙ КЛЕЙ для утеплителя и теплоизоляции, утеплитель МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА «Rockwool», «Paroc», «ТехноФас» или ПЕНОПОЛИСТИРОЛ ПСБС-25Ф, которые дополнительно укрепляется с помощью специальных ФАСАДНЫХ ДЮБЕЛЕЙ для теплоизоляции.

ВТОРОЙ СЛОЙ в СИСТЕМЕ УТЕПЛЕНИЯ – армировочный:

ФАСАДНАЯ СТЕКЛОСЕТКА TG-15 и ПОЛИМЕРНЫЙ КЛЕЙ для создания армирующего слоя в системе утепления.

ТРЕТИЙ СЛОЙ в СИСТЕМЕ УТЕПЛЕНИЯ – финишный- штукатурный:

ПОЛИМЕРНАЯ ГРУНТОВКА ГРУНТ и СТРУКТУРНАЯ ФАСАДНАЯ ШТУКАТУРКА ШУБА, КОРОЕД на полимерно-акриловой основе, или МОЗАИЧНО-КАМЕННАЯ ШТУКАТУРКА МОЗАЙКА, широкой цветовой гаммы и фактуры.

ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ПАНЕЛЬНЫХ ДОМОВ СТАРОЙ ПОСТРОЙКИ

Исследования показывают, что при эксплуатации традиционного многоэтажного жилого дома через стены теряется до 40% тепла, через окна — 18%, подвал — 10%, покрытия — 18%, вентиляцию — 14%.

Основным методом достижения энергетической эффективности зданий является повышение тепловой эффективности ограждающей оболочки здания, включая стены.

В настоящее время можно говорить о существовании двух направлений снижения теплопотерь в зданиях: реконструкция существующих строений для приведения в соответствие новым ужесточенным нормам теплозащиты и разработка и возведение новых т. н. энергоэффективных домов, отвечающих современным строительным требованиям.

В существующем фонде крупнопанельных многоэтажных жилых домов России заключены огромные резервы в достижении энергосберегающего эффекта, поскольку уровень теплозащиты этих зданий существенно ниже современных требований.

В основном в ранее построенных зданиях средней полосы России сопротивление теплопередаче стен составляет в среднем 0,60 м2 0С/Вт.. Принятые недавно нормативные требования увеличили значения сопротивления теплопередаче: для стен до 3,0–3,5 м2 0С/Вт.. Сопротивление теплопередачи показывает, какое количество тепла уйдет через квадратный метр ограждающей конструкции при заданном перепаде температур. Можно сказать и наоборот, какой перепад температур возникнет при прохождении определенного количества тепла через квадратный метр ограждений R = ΔT/q, где q – это количество тепла, которое теряет квадратный метр ограждающей поверхности. Его измеряют в ваттах на квадратный метр (Вт/м. кв.); ΔT – это разница между температурой на улице и в комнате (°С) и, R – это сопротивление теплопередачи (°С/ Вт/м. кв. или °С·м. кв./ Вт).

так исходя из условий энергосбережения согласно СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», сопротивление теплопередаче стен для жилых помещений в Москве и ее области в домах постоянного проживания должно составлять 3,16 м2 0С/Вт.

Несоответствие этого показателей в панельных домах старой постройки приводит к теплопотери до 90 Вт/м.кв..

Наиболее предпочтительным способом повышения теплозащиты реконструируемых зданий считается наружная теплоизоляция стен с применением эффективных теплоизоляционных материалов. При этом обеспечивается значительное повышение теплотехнической однородности наружных ограждений, простота конструктивных решений дополнительной теплозащиты, возможность утепления зданий без выселения жильцов, сохранение полезной площади, улучшение температурно-влажностного режима существующих наружных ограждений.

Тепловая модернизация старых зданий требует единовременных капиталовложений, которые составляют в среднем 5-10% от стоимости дома, а экономический эффект – экономия на отоплении — 50%. Подсчитано, что затраты на проведение тепловой модернизации этой категории задний окупаются за 5–10 лет.В настоящее время растет число реализованных проектов реконструкции зданий в частности панельных пятиэтажек в Москве и Санкт-Петербурге, в которых удалось добиться двукратного снижения затрат на обогрев. В случае массового внедрения этого успешного опыта, даже по самым приблизительным подсчетам, можно будет сократить теплопотери всего жилищного фонда на 30%.

Для утепления стен зданий в настоящее время в строительной практике получили конструкции наружной теплоизоляции, которые условно можно разделить на «мокрые» системы с оштукатуриванием плитного (предпочтительнее — минераловатного) утеплителя и «сухие» вентилируемые системы с облицовкой на относе от слоя теплоизоляции.

Системы наружного утепления зданий с финишным штукатурным слоем относятся к первому варианту. При применении данного способа утепления общее сопротивление теплопередаче все конструкции будет складываться из суммы сопротивления теплопередаче самой стены и сопротивления теплопередаче слоев, используемых в системе:

® Первый слой – теплоизолирующий. К чистой, ровной поверхности наружной стены фасада с помощью полимерного клея приклеивается теплоизоляционный слой (минеральная вата «Paroc” «Rockwool» или пенополистирол ПСБ-С 25), который дополнительно укрепляется с помощью специальных дюбелей.

® Второй слой – защитно-влагостойкий – создается с помощью полимерного клея и армируется сеткой из стекловолокна.

®Третий слой – декоративно-влагостойкий, на основе акриловых штукатурных и мозаичных масс широкой цветовой гаммы и фактуры.

«Современный теплый дом». Теплоизоляция фасадов. Тёплый ветер.

Многослойные стены появились, как только человек понял, что для обеспечения нормального микроклимата во внутренних помещениях в суровые зимние морозы недостаточно толщины обычных однослойных ограждающих конструкций. При увеличении их толщины тратятся значительные средства на материалы, увеличивается вес конструкции, нагрузки на фундамент, время, затрачиваемое на строительные операции и т.д. Только значительного эффекта это не дает.

Нельзя безразмерно утолщать стены. Поэтому появились многослойные конструкции. Первый слой это непосредственно несущая стена, внутренняя сторона которой обращена в жилые помещения и покрыта внутренними декоративными покрытиями (штукатуркой, обоями, краской и т.д.). Толщина его определяется только прочностными требованиями и значениями паропроницания. Второй слой — это эффективный теплоизолирующий материал, обладающий относительно малым весом и высокими теплофизичискими характеристиками. Наружный слой защитно-декоративный. Служит он (как видно из названия) для защиты теплоизоляционного слоя и придания фасаду декоративно- эстетического вида.

В предыдущем номере мы подробно остановились на многослойных конструкциях стен, в которых теплоизоляционный материал защищается декоративными штукатурками. С одной стороны эти системы предлагают достаточно надежные методы утепления фасадов с большим выбором эстетических и цветовых решений декора, техник выполнения и доступностью комплектующих. С другой стороны зависимость от погодных условий, температуры окружающего воздуха, солнца и ветра, атмосферных осадков и как следствие сезонность проводимых работ значительно ограничивает применение штукатурных систем утепления фасадов. К тому же недостаточно высокий профессионализм некоторых монтажных бригад и желание сэкономить на качестве комплектующих может проявиться в очень короткий срок. Это и трещины, и отслаивание штукатурного слоя, а и иногда и полностью отвалившиеся фасады…

Ремонтные операции при штукатурных методах утепления фасада иногда сопоставимы по цене с заново производимыми работами, но и они не всегда оправдывают себя. Очень тяжело подобрать такой же цвет декоративной штукатурки. За время эксплуатации здания декоративный слой немного выгорел на солнце, немного припал пылью, немного пострадал от шалости детишек. Новая же краска яркая и сочная. Границы перехода сразу же бросаются в глаза. Замазанные трещины тоже видны даже самым непрофессиональным прохожим. Новым мастерам не всегда удаётся повторить технику нанесения декоративной штукатурки. У каждого мастера свой неповторимый почерк, как у художников.

В общем, вопросов хватает. Что же можно противопоставить? Можно ли придумать такую систему утепления фасада, чтобы сохранялись все положительные особенности теплого фасада, но мокрых процессов было меньше? Чтобы не было зависимости монтажных операций от погоды и времени года? Есть ли такие системы, в которых сохраняются высокие декоративные качества, но они не страдают от невежества и малого практического опыта рабочих? Системы, которые легко можно отремонтировать как в локальных фрагментах, так и при каких-либо перестройках?

Оказывается, такие системы существуют!

Системы навесных вентилируемых фасадов были разработаны как более рациональная и более долговечная альтернатива штукатурных фасадов. Эти системы тоже по своей сути состоят из несущей стены, эффективного теплоизолирующего слоя и декоративно-защитного покрытия, но конструктивно очень сильно отличаются от них. Основными отличиям является то, что теплоизоляционные материалы в таких системах используются значительно более легкие и как следствие менее прочные. С одной стороны это позволяет сэкономить значительные средства на теплоизоляционном слое, но с другой стороны требует введения системы силового каркаса. Этот каркас зачастую при помощи дюбелей крепиться на несущую стену и удерживает на себе и теплоизоляционный слой, и декоративную навеску.

Каркас этот, в зависимости от системы, может быть выполнен либо из деревянных реек, либо из металлических профилей. Декоративная же отделка, тоже в зависимости от системы, может быть самая разная. От деревянной обработанной вагонки и винилового сайдинга, до каменных навесных панелей и керамогранита. От легких алюминиевых и композитных панелей до стеклянных и зеркальных щитов. Выбор декора огромен и позволяет укомплектовать практически любое строение комплексной системой от частного домика в лесу до современной многоэтажной «свечки» в центре города. Все элементы соединяются механически без мокрых и клеевых процессов в любое время года и практически при любой погоде.

Любая модель вентилируемого фасада должна иметь воздушный зазор между теплоизоляционным слоем и внутренней стороной декоративной отделки. Толщина вентилируемой щели зачастую должна быть не менее 4см. Используя естественное восходящее движение воздуха по вентилируемой щели, достигается удаление лишней влаги из теплоизоляционного слоя и ограждающей конструкции в целом. Если такой зазор отсутствует и облицовка смонтирована вплотную к утеплителю, то он начинает увлажняться, постепенно теряет свои теплоизоляционные свойства и в конечном итоге система перестает соответствовать своему функциональному назначению.

В связи с этим к теплоизоляции предъявляются особые требования в отношении воздухопроницаемости и гидрофобности. Материал должен обеспечивать беспрепятственную диффузию водяного пара и обладать эффективной воздухопроницаемостью. Стоит обратить внимание, что воздух, движущийся в зазоре системы, может выносить из теплоизоляционного слоя, помимо влаги, и волокна утеплителя. Оптимально подобранные характеристики материалов и установка плит в комплексе с ветрозащитными покрытиями и мембранами предотвращают этот процесс.

Так же воздушный зазор в данной системе может способствовать распространению огня во время пожара. Теплоизоляционный слой на основе негорючих плит из каменной ваты позволит этого избежать, т.к. волокна каменной ваты изготовленной на основе базальтовых пород могут выдерживать температуру более тысячи градусов по Цельсию.

Применение в качестве теплоизоляционного слоя фасадной системы материалов из каменной ваты гарантирует максимально продолжительный срок эксплуатации данной системы. Высокие механические характеристики плит обеспечивают стабильность их размеров и отсутствие разрушений в местах фиксации механическими креплениями. Точность изготовления размеров плит и их малые отклонения устраняет образование зазоров при их установке на поверхность стены.

Одним из основных критериев выбора теплоизоляционных материалов для вентилируемых систем является плотность материала. Нижний предел плотности минераловатного утеплителя составляет 30-50кг/м3, а верхний 70-90 кг/м3. Это не случайные величины. Практика показала, что это действительно оптимальная плотность материалов и подбирать её необходимо в зависимости от этажности здания и скорости движения воздуха в вентиляционной щели. В малоэтажном строении (1-2 этажа) допускается применение легких материалов. При увеличении этажности растет и плотность используемых теплоизоляционных плит. При высоте здания более 10 метров уже рекомендуется применение плит плотностью более 70 кг/м3. Такие плиты гибкие и в то же время достаточно жесткие, их можно надежно зафиксировать в вертикальном положении (они не сползают). Достаточно часто в строительной практике используется двухслойная изоляция, что, в принципе, не может не приветствоваться, поскольку плитами второго слоя теплоизоляции удается перекрыть стыки плит первого слоя и тем самым уменьшить теплопотери.

Однако настораживает следующая достаточно опасная тенденция: использование в системе очень легких материалов. Часто плотные материалы на строительных объектах с целью удешевления систем заменяются самыми легкими материалами плотностью ниже 20 кг/м3. Это приводит к осадке утеплителя внутри конструкции, образованию значительных мостиков холода и выходу системы из строя. Легкие материалы, благодаря своим структурным особенностям, обладают большой воздухопроницаемостью и могут быть подвержены подсосу воздуха в них или в промежуток между ограждающей конструкцией и теплоизоляционным материалом, что приводит к формированию конвективных потоков и соответственно — к неоправданным потерям тепла. Поэтому в системах вентфасадов легкие минераловатные или стекловолокнистые плиты следует комбинировать с более плотными материалами.

Источник