Справочник строителя | Расчет режимов отопления

СОВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ

Современные конструкции наружных ограждений зданий с повышенной теплозащитой

Одним из первых примеров значительного повышения теплоизоляции выпускавшихся в 70-х годах железобетонных панелей является законченное в 1983 г. строительство административного здания Госстроя СССР в Москве по ул. Б. Дмитровка, д. 26 (ныне в этом здании расположена Верхняя палата Российского парламента - Совет Федерации).

При разработке проекта здания в 1978 г. ставилась задача применить энергосберегающие мероприятия для показа возможностей снижения расходов теплоты на отопление и вентиляцию. Отечественная промышленность выпускала в те годы только однослойные железобетонные стеновые конструкции с внешней декоративной отделкой. Из таких железобетонных плит построено большинство жилых и общественных зданий в период 1960-1995 гг.

Толщина железобетонной стеновой панели равна δ = 0,3 м и коэффициент теплопроводности материала λ =1,51 Вт/(м·°С).

По формуле (1), вычислив термическое сопротивление этой железобетонной панели, получим R_к = 0,3/1,51 = 0,198 м²·°С/Вт.

Для повышения термического сопротивления наружных стен было принято решение после сборки каркаса здания нанести методом напыления на внутреннюю поверхность наружных стен слой теплоизоляционного материала толщиной δ = 0,04 м с коэффициентом теплопроводности λ = 0,0197 Вт/(м·°С).

Поверхности бетонных панелей, покрытых тепловой изоляцией, одинаковы и общее термическое сопротивление теплоизолированных наружных стен в этом административном здании по формуле (2) составило:

Если бы в построенном административном здании наружные стены сохранились в первоначальном виде заводского изготовления, то коэффициент термического сопротивления по формуле (3) составил:

Поверхность наружных стен этого административного здания F= 4180 м², трансмиссионные тепловые потоки через них по формуле (4) составили бы:

Коэффициент термического сопротивления изолированной наружной стены по формуле (3) составил:

Вычислим трансмиссионные теплопотоки для варианта наружной стены со слоем напыленной теплоизоляции

Применение тепловой изоляции обеспечило сокращение трансмиссионных теплопотерь на величину (540 - 80,6) · 100/540 = 85 %.

Опыт сооружения административного здания с тепловой изоляцией наружных ограждений показал, что трансмиссионные потери могут быть сокращены на 85%.

С выходом Федерального Закона Российской Федерации № 28-ФЗ от 03.04.1996 г. «Об энергосбережении» в большинстве регионов России приняты местные территориальные строительные нормы теплотехнического проектирования гражданских зданий с учетом энергосбережения, так называемые ТСН. В этих нормах зафиксированы требования по увеличению приведенного термического сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.

Так, например, для климата Московского региона приведенное сопротивление теплопередаче должно быть не менее: для стен 2,0 м²·°С/Вт, для покрытий - 3,2 м²·°С/Вт; перекрытий чердачных 3,2 м²·°С/Вт, для окон и балконных дверей - 0,6 м²·°С/Вт.

Для районов России с более суровым климатом требуемые величины приведенных термических сопротивлений наружных ограждающих конструкций должны быть увеличены.

Для выполнения требований по теплозащите зданий домостроительными комбинатами в России освоено производство трехслойных конструкций наружных стеновых панелей. В качестве тепловой  изоляции  широкое  применение  получили  плиты типа «Rockwool» (что переводится как - «каменная шерсть»). Они изготовляются из базальтовых вулканических пород (камней) путем предварительного расплава породы при температуре 1500 °С. Из расплавленной каменной массы путем ее разлива на вращающиеся диски получают волокна, которые скручиваются и образуют жесткие плиты толщиной от 50 до 150 мм. Среди скрученных волокон удерживаются частицы воздуха, что повышает теплоизоляционные свойства материала. Плиты «Rockwool» имеют малый вес, плотность 140 кг/м³, низкую теплопроводность λ = 0,036 Вт/(м·°С). Материал теплоизоляции огнестоек и может применяться для изоляции трубопроводов с высокой температурой (например, дымовых каналов). Теплоизоляция «Rockwool» производится в России (г. Железнодорожный Московская обл.) и широко применяется в строительстве. На рис. 1 показано конструктивное решение тепловой изоляции железобетонных плит перекрытия здания.

Рисунок 1. Устройство кровельного покрытия со слоем теплоизоляции из плит «Rockwool» по железобетонному основанию: 1 - несущая железобетонная плита; 2 - проклейка поверхности горячим битумом, выполняющим роль пароизоляции; 3 - теплоизоляционные плиты «Rockwool»; 4 - слой приклеивающего гидроизоляционного состава; 5 - гидроизоляционный ковер из рулонных наплавляемых материалов

Сверху на железобетонную плиту перекрытия 1 наносится слой горячего битума 2, выполняющего роль пароизоляции от проникновения влажного воздуха через перекрытие. Одновременно слой горячего битума 2 является приклеивающим слоем для накладываемых на него теплоизоляционных плит 3. Сверху теплоизоляционных плит 3 наносится слой проклеивающего гидроизоляционного состава 4, на который наносится из рулона слой гидроизоляционного ковра 5.

Наличие слоя теплоизоляции 3 толщиной до 150 мм позволяет выполнить требования СНиП и увеличить термическое сопротивление перекрытия в климате Москвы до нормируемой величины R_пер = 3,2 м²·°С/Вт.

При строительстве промышленных и общественных зданий (например, торгово-развлекательных центров) для устройства стен используются навесные панели типа «Сэндвич». Зазор между двумя профилированными листами из тонколистовой стали толщиной 0,5 мм, поверхность которых защищена пластмассовым покрытием, заполняется теплоизоляционным слоем из пенополиуретана. Толщина тепловой изоляции из пенополиуретана может быть от 50 до 150 мм, что изменяет термическое сопротивление панели «Сэндвич» от 2,5 до 7,6 м²·°С/Вт.

Монтаж панелей «Сэндвич» происходит легко, с малыми трудозатратами, так как они имеют ширину 900 мм и длину до 1200 мм. Удельная масса панелей 14 кг/м², что в сотни раз легче железобетонных плит. Плотность швов между собранными панелями обеспечивается резиновыми прокладками и швозаделочным герметикой типа «Макрофлекс».

При реконструкции пятиэтажных зданий массовой постройки 60-х годов прошлого века используется метод нанесения изоляционных плит из полистирола или минеральной ваты. В Московской области имеется положительный опыт значительного сокращения теплопотерь здания благодаря нанесению на наружную поверхность стены слоя теплоизоляции и декоративной отделки.

На рис. 2 показаны конструктивные решения наружных стен без изоляции (а) и с теплоизоляцией (б) толщиной 75 мм. Кроме этого, показаны графики изменения температуры по глубине строительных конструкций.

Рисунок 2. Теплоизоляция наружных стен существующих зданий: 1 - наружная стена из щелевых кирпичных блоков; 2 - теплоизоляционная плита из полистирола; 3 - замковые соединения соседних плит; 4 - сетка для нанесения отделочного материала (штукатурки); 5 - штукатурка; 6 - слой наружной силикатной краски

Стена из щелевых керамических блоков 1 имеет значительные трансмиссионные теплопотери (рис. 2, а). Внутри кирпичной кладки 1 отмечается низкая температура - около 0 °С. Это может приводить к тому, что проникающий в кирпичную кладку влажный воздух будет конденсировать содержащиеся в нем водяные пары с образованием влаги, которая будет замерзать при низких температурах наружного воздуха. Замерзание воды внутри строительных конструкций вызывает их быстрое разрушение.

Кроме этого, при температурах наружного воздуха, близких к 0 °С, влага может проникать на внутреннюю поверхность стены, которая становится мокрой.

Это приводит к разрушению отделочного слоя на внутренней стене, ухудшает внешний вид, и мокрая поверхность стен дискомфортна для человека.

Значительное (до 10 раз) снижение трансмиссионных теплопотерь через стены достигается креплением на кирпичных блоках 7 с помощью специальных дюбелей изоляционных плит 2 из полистирола. Плиты на торцах имеют замковые окончания 3, что позволяет создать плотное примыкание между ними при креплении на поверхности стен. К теплоизоляционным плитам 2 прикрепляется сетка 4 для нанесения штукатурного раствора 5. Поверхность штукатурного раствора 5 покрывается влагоустойчивой силикатной декоративной краской 6.

На рис. 2, б видно, что температура материала, близкая к 0 °С, имеет место по сечению теплоизолирующих плит, которые не пропускают влагу, и нет опасности ее замерзания внутри строительных материалов. На внутренней поверхности стен устанавливается более высокая температура (+18,4 °С) по сравнению

с температурой (+13,4 °С) на внутренней поверхности стены без тепловой изоляции (рис. 2, а). Поддержание на внутренней поверхности стены температуры 18,4 °С, близкой к температуре внутреннего воздуха +20 °С, обеспечивает ощущение людьми теплового комфорта в помещении.

В г. Лыткарино Московской обл. реконструкция пятиэтажных зданий проводилась без отселения жильцов. На плоской крыше устанавливался металлический каркас, который позволял, помимо нанесения тепловой изоляции на наружные стены, строить дополнительные жилые помещения на надстраиваемых верхних этажах. Продажа этой дополнительной жилой площади полностью окупила стоимость работ по увеличению теплозащитных свойств наружных ограждений здания. Одновременно достигаемое значительное сокращение расхода теплоты на систему отопления здания позволило понизить оплату жильцами за услуги отопления. На вводе горячей воды в каждое реконструированное здание устанавливались счетчики расхода теплоты жильцами, обязательное применение которых требуется законом № 28-ФЗ «Об энергосбережении». По конкретным замерам расхода теплоты производилась оплата теплоснабжающим организациям.

Вторым источником повышенных теплопотерь являются применявшиеся в строительстве 60-95-х годов окна и балконные двери. С целью снижения теплопотерь через окна и балконные двери домостроительными комбинатами с 1996 г. изготовляются новые конструкции окон.

Термозащищенные наружные трехслойные панели с проемами непосредственно после выемки из опалубки на заводе-изготовителе заполняются окнами и балконными дверьми новой конструкции. Окна и балконные двери делаются с деревянными или пластмассовыми рамами, в которых герметично крепятся стеклопакеты с двойным остеклением.

На рис. 3 показана современная теплозащитная конструкция окна. Деревянная коробка 1 вставляется на заводе-изготовителе в отверстие, предусмотренное при изготовлении трехслойной наружной панели. Для повышения герметичности пространство между оконной или дверной коробкой 1 и отверстиями в трехслойной панели заполняется вспенивающимся составом (пеной) в сочетании с герметизирующими мастиками.

Рисунок 3. Теплозащитная конструкция окон: 1 - деревянная коробка, герметично закрепляемая в проеме трехслойной наружной панели; 2 - деревянная рама; 3 - профильные резиновые прокладки для обеспечения герметичного прилегания рамы к коробке; 4 - стеклопакет с двойным остеклением; 5 - стеклопакет с одинарным остеклением; 6 - прижимные крепежные накладки

Оконные рамы 2 по периметру прилегания к коробке 1 имеют профильные резиновые прокладки 3. Для уплотнения установки в раму 2 пакета двойного 4 и одинарного 5 остекления служат крепежные прижимные накладки 6.

По сравнению с прежде применявшимися конструкциями окон термическое сопротивление новых конструкций окон увеличено в два раза, до требуемого по нормам R_ок = 0,6 м²·°С/Вт.

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях