Дома с многослойной изоляцией

Обогреть типовой двухэтажный дом, построенный с использованием традиционных материалов, возможно при мощности системы отопления не менее 30кВт (таблица 5.1).

Таблица 5.1 Теплопотери типового 2-этажного дома с мансардой общей площадью 205м², утепленного в соответствии с прежними нормами, Вт

Элемент конструкции здания	Затраты тепла на вентиля­цию	Требуе­мая мощ­ность системы отопле­ния
Стены	Окна	Кровля	Пол	Двери

Требуемая мощность системы отопления для обогрева дома с современным уровнем теплозащиты может быть понижена до 15кВт (таблица 5.2).

Из примера видно, что устройство хорошей теплозащиты позволяет экономить до 50% энергии, расходуемой на отопление. По этой причине целесообразность единовременного вложения средств в утепление дома не вызывает сомнений, в противном случае владельцу долгие годы придется обогревать не только свой дом, но и улицу.

Таблица 5.2 Теплопотери типового 2-этажного дома с мансардой общей площадью 205м², утепленного в соответствии с новыми требованиями, Вт

Элемент конструкции здания	Затраты тепла на вентиля­цию	Требуе­мая мощ­ность системы отопле­ния
Стены	Окна	Кровля	Пол	Двери

Хорошее утепление дома важно не только с финансовой точки зрения.

Уменьшение расхода сжигаемого топлива в 2 раза резко сокращает количество выбросов в атмосферу, поэтому повышение уровня теплозащиты жилых зданий позволяет существенно улучшить экологическую обстановку.

Стены, кровля и окна называются наружными ограждающими конструкциями здания потому, что они ограждают жилище от различных атмосферных воздействий – низких температур, влаги, ветра, солнечной радиации.

При образовании разности температур между внутренней и наружной поверхностями ограждения, в материале ограждения возникает тепловой поток, направленный в сторону понижения температуры. При этом ограждение оказывает большее или меньшее сопротивление R_l тепловому потоку. Конструкции с большим R_l имеют лучшую теплозащиту. Нормирование теплозащитных свойств наружных ограждений производится в соответствии со строительными нормами и с учетом средней температуры и продолжительности отопительного периода в районе строительства (таблица 5.3).

Таблица 5.3 Сопротивление теплопередаче R_l различных видов ограждающих конструкций

Наименование конструкции	Сопротивление теплопередаче Rl м^2·^0С/Вт	Величина теплопотерь, Вт/м^2, через ограждение при tB=20^0С и tH =-28^0С
Двойное остекление в раздельных деревянных или ПВХ переплетах	0,42	114,3
Двойное остекление в раздельно-спаренных деревянных или ПВХ переплетах	0,55	87,3
Стена из обыкновенного глиняного кирпича толщиной 510 мм на цементно-песчаном растворе с внутренней и наружной штукатуркой	0,85	56,5
Деревянная брусчатая стена толщиной 200 мм	1,27	37,8
Трехслойная кирпичная стена из обыкновенного глиняного кирпича толщиной 380 мм с утепленными плитами из минеральной ваты толщиной 120 мм	3,2

t_B, t_H – внутренняя и наружная температуры соответственно, ⁰С

Теплозащитные свойства стены зависят от ее толщины d и коэффициента теплопроводности материала l, из которого она построена. Если стена состоит из нескольких слоев (например, кирпич – утеплитель – кирпич), то ее термическое сопротивление будет зависеть от толщины di и коэффициента теплопроводности материала li каждого слоя.

Способность материала проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности l. Чем хуже материал проводит тепло, тем ниже коэффициент l того материала (таблица 5.4).

Таблица 5.4 Коэффициенты теплопроводности l различных материалов

Материал	Плотность, кг/м^3	Коэффициент теплопроводности l в сухом состоянии, Вт/м·^0С
Сталь стержневая арматурная
Железобетон		1,69
Древесина		0,09
Плиты из минеральной ваты		0,037

Теплозащитные свойства ограждающих конструкций сильно зависят от влажности материала. Подавляющее большинство строительных материалов содержит определенное количество мельчайших пор, которые в сухом состоянии заполнены воздухом. При повышении влажности поры заполняются влагой, коэффициент теплопроводности которой в 20 раз больше, чем у воздуха, что приводит к резкому снижению теплоизоляционных характеристик материалов и конструкций.

Поэтому в процессе проектирования и строительства домов необходимо предусмотреть мероприятия, препятствующие увлажнению конструкций атмосферными осадками, грунтовыми водами и влагой, образующейся в результате конденсации водяных паров, диффундирующих через толщу ограждения.

При эксплуатации домов, в результате воздействия внутренней и наружной среды на ограждающие конструкции, материалы находятся не в абсолютно сухом состоянии, а имеют несколько повышенную влажность. Это приводит к увеличению коэффициента теплопроводности материалов l и снижению их теплоизолирующей способности. Поэтому при оценке теплозащитных характеристик конструкций необходимо использовать реальное значение коэффициента теплопроводности в условиях эксплуатации, а не в сухом состоянии (таблица 5.5).

Как известно, влагосодержание теплого внутреннего воздуха выше, чем холодного наружного. По этой причине диффузия водяных паров через толщу ограждения всегда происходит из теплого помещения в холодное.

Если с наружной стороны ограждения расположен плотный материал, плохо пропускающий водяные пары, то часть влаги, не имея возможности выйти наружу, будет скапливаться в толще конструкции. Если у наружной поверхности расположен материал, не препятствующий диффузии водяных паров, то вся влага будет свободно удаляться из ограждения (рис. 5.1).

Необходимо учитывать также тот факт, что однослойные стены толщиной 400-650 мм из кирпича, керамических камней, мелких блоков из ячеистого бетона или керамзитобетона обеспечивают сравнительно невысокий уровень теплозащиты (приблизительно в 3 раза меньше требуемой).

Таблица 5.5 Коэффициенты теплопроводности l различных материалов

Материал	Плотность, кг/м^3	Коэффициент теплопроводности l, Вт/м·^0С
в сухом состоянии	расчетное значение для условий Минска
Кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе		0,56	0,81
Блоки из ячеистого бетона	600-800	0,14-0,21	0,26-0,37
Древесина (поперек волокон)		0,08	0,1
Плиты прошивные из минеральной ваты		0,056	0,07

			Материал, плохо проводящий водяные пары
			Диффузия
	Мокрая стена

Рис. 5.1 Теплопотери и диффузия водяных паров через стенку

Высокими теплоизоляционными характеристиками, соответствующими современным требованиям, обладают трехслойные ограждающие конструкции, состоящие из внутренней и наружной стенок из кирпича или блоков, между которыми размещен слой теплоизоляционного материала.

Внутренняя и наружная стенки, соединенные гибкими связями в виде арматурных стержней или каркасов, уложенных в горизонтальные швы кладки, обеспечивают прочность конструкции, а внутренний (утепляющий) слой – требуемые теплозащитные параметры. Толщина утепляющего слоя выбирается в зависимости от климатических условий и вида утеплителя (рис. 5.2).

Из-за неоднородной структуры трехслойной стены и применения материалов с различными теплозащитными и пароизоляционными характеристиками в толще конструкции может образовываться конденсационная влага, наличие которой снижает теплоизоляционные свойства ограждения. Поэтому при возведении трехслойных стен следует предусмотреть их защиту от увлажнения (таблица 5.6).

Рис. 5.2 Трехслойные ограждающие конструкции

1 – наружная стена; 2 – утеплитель; 3 – внутренняя стена

Дата добавления: 2015-06-27