Справочник строителя | Теплоизоляционные работы
ТЕПЛОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Над вопросами снижения тепловых потерь через ограждающие конструкции постоянно работают коллективы передовой строительной индустрии. Мировая практика накопила, достаточно большой опыт теплосберегающих технологий, номенклатура которых расширяется с каждым годом. Примером таких технологий являются специальные виды (колодцевая, многослойная, облегченная и т.д.) кладки, конструкции искусственных блоков типа «Термолюкс», «ТИСЭ» и другие, технологии наружной теплоизоляции.
Для экономии кирпича и облегчения стен применяют кладку с горизонтальными диафрагмами, которая представляет собой две параллельные стены толщиной в полкирпича, связываемые через каждые пять рядов горизонтальными тычковыми рядами (рис. 1). Тычковые ряды часто заменяют арматурными стержнями толщиной 6-8 мм, которые укладывают через каждые 50 см длины стены. Концы арматурных стержней загибают под прямым углом так, чтобы общая длина в кладке составляла 8-10 см. Облегченная кладка, предложенная Н.Федоровым и Г. Манюковым (рис. 2), ведется с выпуском внутрь стены тычковых рядов, через один ложок по длине и через два по высоте. Глухие стены связывают через 2-3 м сплошными вертикальными диафрагмами толщиной в полкирпича.
По ходу кладки через каждые два ряда пустоты заполняют теплым бетоном на легких заполнителях. Такая кладка снижает стоимость стен на 25-30%, уменьшает потребность в кирпиче и делает стены более теплыми.
Рисунок 1. Облегченная кладка с горизонтальными диафрагмами: А - с кирпичными диафрагмами; Б, В - с растворными диафрагмами, армированными стальной арматурой; 1 - засыпка или легкий бетон; 2 - арматурная сталь; 3 - раствор
Рисунок 2. Облегченная кладка Н. Федорова и Г. Манюкова
Колодцевая кладка разработана и была предложена еще в 20-е годы прошлого столетия инженером А.И. Герардом, но широкого применения не нашла из-за отсутствия эффективного утеплителя. Суть кладки заключается в том, что колодцы остаются не пустыми, а заполняются утеплителем, теплопроводность которого намного ниже, чем у обычного кирпича (рис. 3 и 4). В качестве заполнителя в последнее время стали применять битуминизированные минераловатные плиты, минеральный войлок, которые позволили увеличить тепловую эффективность стен на 20-30%. Современные строительные технологии используют в качестве утеплителя плиты из пенопласта, что снижает теплопроводность стен вдвое, а применение для этой цели пенобетона позволяет еще повысить и физико-механические характеристики стены.
Рисунок 3. Колодцевая кладка: А - фрагмент кладки; Б - порядковая раскладка кирпичей при кладке прямого угла стены; 1 - утеплитель; 2 - диафрагма из тычковых кирпичей
Рисунок 4. Варианты колодцевой кладки (вид сверху) (размеры в мм): а - колодцевая кладка в два кирпича; б - колодцевая кладка в два с половиной кирпича; в – модифицированная колодцевая кладка; 1 - кирпичная кладка; 2 - теплоизоляция; 3 - пенобетон
Характерной особенностью колодцевой кирпичной кладки является ее большая тепловая инерционность. То есть, кирпичная стена достаточно долго прогревается и также медленно остывает.
Блоки из легких бетонов при возведении наружных стен находят большое применение. Для этого современная строительная индустрия располагает большей номенклатурой блоков, технология изготовления и монтажа которых очень похожи. Преимущество их перед традиционным кирпичом заключается в повышенных теплосберегающих качествах, поэтому толщина стен существенно снижается, не теряя при этом своих защитных функций.
Для блоков из легких бетонов разработана специальная схема только ложковой кладки, что позволяет избежать «мостиков холода». Поперечную перевязку стены следует выполнять не тычковыми блоками, а П-образными арматурными элементами, соединяющими соседние ряды через пазы не лицевой грани блока. Пазы при кладке с перевязкой в соседних рядах оказываются друг против друга и при установке арматурных элементов через два ряда в третьем - кладка оказывается надежно перевязанной. В конструкции термоблоков заложена возможность сооружения «бесшовных» стен. Это обеспечивается наличием шпонки, заполняемой раствором, что позволяет «спрятать» вертикальные швы. Специальная модификация термоблока позволяет «спрятать» и горизонтальные швы, получая, таким образом, бесшовную кладку.
Однако было бы неверным считать, что пустоты - идеальный изолятор. Конвективный теплообмен (движение воздуха) снижает ожидаемый эффект тепловой изоляции. Для устранения этого недостатка пустоты заполняют рыхлым материалом, причем, чем он легче, тем «теплее» стены. Но такой метод приводит к удорожанию строительства, так как используется большое количество заполнителя.
Утепление ограждающих конструкций значительно расширяет технологические возможности строительства и повышает эффективность сбережения тепла. Существует два способа утепления стен: внутреннее и наружное.
При внутреннем утеплении минусовые температуры появляются в утеплителе, расположенном с внутренней стороны стен. Оставшаяся за утеплителем основная часть стены находится в зоне низких температур, а постоянная диффузия водяных паров и их конденсация в толще стены и на границе утеплителя и среды приводит к постоянному намоканию данной конструкции. В результате ухудшаются теплоизоляционные свойства, возникают опрелости и загнивание материала. Кроме того, изнутри бывает невозможно установить материал в зоне примыканий перекрытий к наружной стене. Поэтому в местах сочленения стены и перекрытия образуются так называемые «мостики холода», через которые происходят большие потери тепла.
При наружном утеплении изменение температуры по толщине стены происходит достаточно медленно и плавно. Резкое падение температуры наблюдается ближе к наружной стороне стены, а минусовые температуры появляются лишь в толще слоя дополнительной теплоизоляции.
Расположение плотных, плохо пропускающих водяные пары материалов изнутри и легких, пористых снаружи благоприятно влияет на влажностный режим стены и не создает условий для скопления в ней влаги. Такая стена в течение всего года будет сохранять хорошую теплозащиту. Все конструктивные решения по защите наружного теплоизоляционного слоя можно разделить на две группы:
— системы утепления с вентилируемой наружной прослойкой (рис. 5);
— штукатурные системы наружного утепления.
Рисунок 5. Система утепления стен с вентилируемой воздушной прослойкой: А - испаряемость со стен; Б - звукоизоляция
Самым большим недостатком последней группы утепления является сложность процесса проведения работ. При наружном утеплении стен должны быть хорошо подобраны отделочные материалы, штукатурки и клеевые составы. Поэтому системы утепления с вентилируемой прослойкой более перспективны. Данный вид утепления можно представить на примере стен, облицованных кирпичом (рис. 6). В пространстве между основной стеной и слоем облицовочного кирпича или других блоков укладывают теплоизоляционный материал из каменной или стеклянной ваты и оставляют вентилируемую воздушную прослойку толщиной 60 мм. Хороших результатов можно добиться, если использовать в качестве изоляционного материала плиты каменной ваты «Кавитибаттс», плиты П50, П75 ЗАО «Минеральная вата», плиты KL-E производства Финляндии и некоторые другие утеплители. Это жесткие плиты, стойкие к воздействию внешних факторов и практически не деформирующиеся. Кроме теплоизоляционных свойств плиты обладают прекрасными звукопоглощающими качествами, что в значительной степени решает проблему звукоизоляции помещений.
Рисунок 6. Утепление стен с кирпичной облицовкой и наличием вентилируемого зазора: 1 - кирпичная кладка; 2 - вентиляционный зазор; 3 - ветрозащита; 4 - теплоизоляция; 6 - несущая стена
Плиты утеплителя устанавливаются с перевязкой швов и крепятся к существующей стене специальными дюбелями или анкерами со шляпками, прижимающими плиту к существующей стене. Анкеры одним концом укладываются в швы облицовочной кладки, а другим концом крепятся к стене с шагом 600 мм по высоте стены и 500-1100 мм по длине стены. Для вентиляции полости стены в нижнем ряду кладки предусматривают специальные продухи. Для нижних продухов можно использовать щелевой кирпич, положенный на ребро таким образом, чтобы через отверстия мог свободно проникать наружный воздух. Верхние продухи предусматривают в карнизной части стены.
Для защиты волокнистых утеплителей от выветривания со стороны воздушной прослойки используют паропроводящие и ветрозащитные покрытия - стеклохолст, ВМ-310, Tyvek и т.д. Это дает возможность стенам «дышать», предохраняя их от увлажнения и загнивания.
Системы «мокрого» типа. Анализ строительных материалов с точки зрения несущей способности и их теплоизолирующих свойств показывает, что таких, которые отвечают двум этим требованиям одновременно, не существует. Поэтому выполнение современных требований по теплозащите (особенно в многоэтажных строениях) возможно только при использовании многослойных ограждающих конструкций, которые включают в себя эффективные теплоизоляционные материалы. Хорошо зарекомендовала себя система «мокрого» типа (рис. 7), предложенная российской фирмой «Текс-Колор».
Рисунок 7. Система наружной теплоизоляции «мокрого» типа: 1 - стена дома; 2 - штукатурный слой; 3 - минеральный клеевой состав; 4 - дюбель тарелочного типа; 5 - минеральная вата; 6 - армирующий слой из минерального клеевого состава; 7 - сетка из стекловолокна; 8 - кварцевая грунтовка; 9 - отделка стены
Применение системы «мокрого» типа в настоящее время регламентируется Техническим свидетельством, выданным федеральным центром сертификации Госстроя России на основе анализа как системы в целом, так и отдельных компонентов по качеству.
Системы «мокрого» типа представляют собой многослойные ограждающие конструкции, где в процессе эксплуатации взаимодействуют материалы с различными физико-механическими свойствами - коэффициентом линейного расширения, усадкой, водопоглощением, паропроводностью и т.п. Общий наружный штукатурный слой, включающий в себя клеевой состав, армированный сеткой из стекловолокна, грунтовку, декоративную штукатурку и (при необходимости) фасадную окраску, обычно имеет толщину 7-25 мм. Главное в системе «мокрого» типа - это подбор материалов, согласованных между собой и прошедших соответствующие испытания на «взаимодействие». Если это условие не выполняется, то могут появиться трещины различного характера и величины, пятна и разрушение декоративного слоя штукатурки, то есть происходит «отказ» системы. Важнейшими показателями при подборе материалов являются:
— расход материалов;
— водопоглощение;
— паропроницаемость;
— собственный вес системы (для зданий с повышенной этажностью).
Особое внимание при подборе материалов следует уделять тому факту, что они могут значительно отличаться друг от друга по критериям паропроницаемости и водопоглощения. Поэтому для конструкций «мокрого» типа наряду с расчетами сопротивления теплопередачи и теплоустойчивости исключительно важным является критерий влагопереноса. Накопленная избыточная влага приводит к переувлажнению ограждающей конструкции, снижению ее теплозащитных свойств и разрушению за счет сезонных колебаний температур, грибков и плесени.
Правильно спроектированная система наружной теплоизоляции должна удовлетворять двум критериям:
— накапливаемая влага не должна приводить к переувлажнению ограждающей конструкции;
— количество влаги, которое испаряется из конструкции в летний период, должно превышать количество влаги, накопленное в зимний период.
Преимущества системы наружного утепления «мокрого» типа:
— обеспечение требуемого сопротивления теплопередачи для всех возможных типов ограждающих конструкций;
— отсутствие «мостиков холода»;
— применение легких ограждающих конструкций без потери теплоустойчивости;
— возможность увеличить либо избежать потери полезной площади помещений;
— правильное (с точки зрения физики) расположение слоев в ограждающей конструкции позволяет избежать переувлажнения несущих стен;
— аккумулирование тепла в более массивной несущей стене;
— отсутствие температурных деформаций несущей стены;
— при выполнении несущих стен из железобетона системы «мокрого» типа препятствуют разрушению самого бетона и коррозии стальной арматуры;
— для стен из кирпича решается проблема солевого налета на внешней поверхности кирпичной кладки (высолов);
— в панельном домостроении не стоит проблема защиты и ремонта межпанельных швов;
— дополнительная звуковая изоляция несущих стен;
— возможность проведения работ в процессе эксплуатации здания;
— возможность обновления фасадов с использованием новых архитектурных и цветовых решений;
— применение как на вновь строящихся, так и на реконструируемых зданиях с фасадами любой сложности и высоты.
Вернуться к списку | Распечатать |