Подсчитано, что энергоэффективное строительство с использованием современных теплоизоляционных материалов, включая затраты на их разработку и строительство заводов, в 3—4 раза эффективней, чем традиционное строительство, ведущее к энергоемкому производству строительных материалов, освоению новых месторождений топлива, его добыче, транспортировке, переработке и сжиганию.
Экономический анализ работы отечественных и зарубежных фирм, производящих теплоизоляционные материалы, показывает, что такое производство является прибыльным бизнесом. Инвестиции на строительство объекта или установки по производству эффективного утеплителя окупаются через 1,5—2,5 года.
Анализ роста цен за последнее десятилетие показывает, что стоимость теплоизоляционной продукции выросла в 10—12 раз, в то время как стоимость оборудования и капвложения в организацию ее производства выросли в 3—4 раза.
В разделе также рассматриваются вопросы расчета ограждающих конструкций. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций выполняют для обеспечения комфортных условий в помещениях и на невыпадение конденсата в местах теплопроводных включений. Приведена методика теплотехнического расчета несветопрозрачных, светопрозрачных ограждающих конструкций, а также расчет ограждающих конструкций остекленных лоджий и балконов.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИБОЛЕЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИЗДЕЛИЙ И АНАЛИЗ ИХ СООТВЕТСТВУЮЩИХ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
2.1. Строительные системы Казахстана
- минеральная вата (Isover)
Минеральная вата – волокнистый бесформенный материал, состоящий из тонких стекловидных волокон диаметром 5-15 мкм, которые получают из расплава легкоплавких горных пород (мергелей, доломитов, базальтов и др.), металлургических и топливных шлаков и их смесей. Наилучшим видом минерального волокна является базальтовое волокно, которое выдерживает температуру до 1000 °С, обладает стойкостью к коррозии. Широко используются стеклянные волокна. Минераловатные изделия на основе указанных волокон различаются как по структуре и внешнему виду (плиты, маты, скорлупы и т. д.), так и по эксплуатационным свойствам (прочности, сжимаемости, теплопроводности, стойкости и др.). Минеральная вата (в зависимости от вида исходного сырья), может иметь различную структуру волокнистости, заданную технологически: горизонтально-слоистую, вертикально-слоистую, гофрированную или пространственную, что расширяет возможности ее применения в тех или иных конструкциях.
Она характеризуется значительной устойчивостью к высоким температурам и действию химических веществ. Минеральная вата обладает также отличными тепло и звукоизоляционными свойствами. В настоящее время вырабатывается значительное количество минеральной ваты, находящей широкое применение в строительстве. Области ее применения - это тепловая изоляция стен и перекрытий, так же минеральная вата широко используется для изоляции высокотемпературных поверхностей (печи, трубопроводы и т. д.), огнезащиты конструкций и в качестве звукоизоляционного материала в перегородках, акустических экранах. Вата минеральная предназначена для изготовления теплоизоляционных и звукоизоляционных изделий, а также в качестве теплоизоляционного материала в строительстве и промышленности для изоляции поверхностей с температурой до + 700 °C. Необходимо помнить, что в изделиях из минеральной (каменной) ваты на синтетическом связующем (фенолформальдегидные смолы) при температуре около 300-350 °С начинается процесс деструкции связующего, что приводит к невозможности ее использования при вибрационных нагрузках, так как она будет рассыпаться на волокна без связующего.
- стекловолокно (стекловаты) (Ursa)
Стекловата – волокнистый теплоизоляционный материал в виде ваты. Технология производства и оборудование для производства стекловаты аналогичны производству минеральной ваты. Сырьё для производства - силикатные породы и стеклобой, вследствие этого в конечный продукт попадает меньше волокнистых включений и грязи. Связующие – те же фенолформальдегидные смолы.
Согласно ГОСТу на производство стекловаты, толщина нити может достигать до 17 мкм (максимальная толщина для минеральной ваты – 12 мкм). Получаемые волокна шире и длиннее чем волокна у минераловатного утеплителя, поэтому стекловата обладает повышенной упругостью и прочностью, а также высокой вибростойкостью.
Стекловолокно упругое и мягкое, поэтому считается одним из лучших шумоизоляционных материалов вследствие большого количества пустот между волокнами, которые заполнены воздухом, а также утеплителем из стекловаты можно облицовывать неровные поверхности, конструкции любой формы и конфигурацией.
Стекловата применяется для решения задач по тепловой, звуковой (акустической), технической и противопожарной защите. Теплоизоляционные материалы из стекловаты не имеют запаха, устойчивы к процессам гниения, а также препятствуют росту плесени и бактерий. Стекловата является химически нейтральным утеплителем и не содержит вредных веществ. Стекловата отвечает самым высоким требованиям, предъявляемым к теплоизоляционным материалам: низкая теплопроводность, устойчивость к нагрузкам, паропроницаемость, водоотталкивающие свойства, качество материала, которое гарантирует стабильность всех характеристик в течение всего жизненного цикла конструкции.
- каменная вата (Rockwool)
Каменная вата сегодня – это чрезвычайно популярный вид теплоизоляционных материалов. Сырьем для производства каменной ваты служат горные породы, поэтому такие утеплители сочетают в себе прочность и долговечность камня и изоляционные свойства ваты. При этом отменными оказываются как звукоизолирующие, так и теплосберегающие свойства. Этот материал имеет отличные показатели как по тепло-, так и по звукоизоляции. Как уже было сказано выше, каменную вату получают из базальтовых пород, обрабатывая их в специальных центрифугах при максимальной температуре примерно в 1500º С. Волокна каменной ваты образуются в процессе плавления под действием мощного воздушного потока. Одновременно с этим в центрифуги добавляются и вспомогательные, связующие и гидрофобные вещества, также необходимые при производстве каменной ваты. После этого волокнам придается хаотичное направление, за счет чего материал и приобретает необходимую плотность. Окончательное же формирование каменной ваты происходит в процессе полимеризации, когда волокна затвердевают при температуре примерно в 200º. Затем материалу придают необходимую форму и упаковывают его в специальную термоусадочную полиэтиленовую пленку. В таком виде она и поступает в продажу. Каменная вата имеет температуру спекания более 1000 градусов, препятствует распространению пламени, то есть является стойкой к возгоранию, что и позволяет применять ее в качестве противопожарной изоляции. Также она является негигроскопичным материалом, то есть не впитывает влагу, а благодаря высокой паропроницаемости позволяет поддерживать благоприятный микроклимат. За счет высокой гибкости, эластичности и небольшого веса мягкие плиты и маты из каменной ваты просты в монтаже и отлично сохраняют форму. Сегодня в России известны десятки наименований изделий из каменной ваты, нередко она также носить название «минеральная вата». В нашей стране, где в некоторых регионах климатические условия более полугода остаются довольно суровыми, утеплители на основе каменной ваты очень и осень востребованы. Существуют даже особо крупные и узнаваемые бренды, принадлежащие известным компаниям. Не исключением является и ТехноНИКОЛЬ.
- пенопласт/полистирол
Пенопласт полистирольный - современный, экологически чистый материал, позволяющий не только обеспечить высокую теплоизоляцию, но и принести экономическую выгоду. Пенопласт (пенополистирольные плиты) - на вид это теплоизоляционный материал белого цвета. Пенопласт (пенополистирол) представляет собой влагостойкие гранулы небольших размеров от 1 до 5 мм, спекшиеся между собой под воздействием высоких температур. Производство пенопласта осуществляется методом термального вспучивания гранул полистирола при воздействии газообразователя.
Гранулы пенополистирольного пенопласта имеют огромное количество (миллионы) тонкостенных микроячеек неоднородных по структуре, что существенно увеличивает общую площадь соприкосновения пенопласта с воздухом. Поэтому пенополистирольные плиты почти полностью состоят из воздуха (более 90% от объема), что и обусловило их основные теплоизоляционные свойства. Пенопласты имеют низкую плотность, но при этом высокие тепло - и звукоизоляционные характеристики. Пенопласт (пенополистирол) удобен в применении, его легко перемещать, складировать, резать. Температура окружающей среды не оказывает отрицательного влияния на физические и химические свойства пенопласта.
Пенопласты имеют преимущественно закрытые поры в виде ячеек, разделенных тонкими перегородками. К поропластам относятся ячеистые пластмассы с сообщающимися порами. Имеются материалы со смешанной структурой. В ячеистых пластмассах поры занимают 90-98 % объема материала, поэтому ячеистые пластмассы очень легкие и малотеплопроводны. Их плотность составляет всего15-45 кг/м3, а теплопроводность – 0,026-0,058 Вт/(м ×°С).
Пенополиуретан получают в результате химических реакций, протекающих при смешении исходных компонентов (полиэфира, диизоцианита, воды, катализаторов и эмульгаторов). Изготовляют жесткий и эластичный полиуретан. Плотность 25-45 кг/м3, прочность при 10 %-ном сжатии - 0,3-0,7 МПа. Жесткий пенополиуретан отличается высокой механической прочностью, устойчивостью к износу и химической и биологической стойкостью. Может быть использован при температуре от -50 °С до +110 °С. Жесткий пенополиуретан применяют в виде плит и скорлуп. Эластичный пенополиуретан служит для герметизации стыков панелей. Разработаны рецептуры заливочных композиций, которые могут вспениваться даже на холоде. По огнестойкости относится к самозатухающим материалам.
Пенополистирол изготовляется из полистирола с порообразователем. Беспрессовый пенополистирол (ПСБ) имеет плотность 20-40 кг/м3 и теплопроводность 0,035-0,04 Вт/(м ×°С). Его водопоглащение может достигать относительно больших значений, что ухудшает теплоизоляционные и физико-механические свойства и ограничивает срок службы этого материала. Пенополивинилхлорид – теплоизоляционный материал, незначительно изменяющий свои свойства при изменении температуры от -60 до +60 °С. Он менее горюч по сравнению с пенополистиролом.
- экструзионный вспененный полистирол (Пеноплэкс)
Далеко не всем известно, что именно пенополистирол чаще всего используется для создания теплой и уютной атмосферы в каждом доме. Скажем больше, любой из нас с ним сталкивался неоднократно. Этот материал, обычно белого цвета, чаще всего называют пенопластом. Экструзионный пенополистирол (ЭППС) – практически не впитывает влагу, и поэтому его теплотехнические свойства не ухудшаются при эксплуатации. Его плотность находится в пределах от 30 до 50 кг/м3, а теплопроводность составляет 0,03-0,035Вт/(м ×°С). Пенополистирол находит применение в самых разных сферах деятельности человека. С его помощью предохраняют от ударов при транспортировке сложную бытовую технику и оборудование. Пенополистирол– материал очень легкий, он свободен от выделения каких-то вредных веществ. Эта экологическая чистота позволяет использовать пенополистирол для производства потолочной плитки, плинтусов и других отделочных материалов. Пенополистирол – материал пористый, а значит, в состоянии обеспечить хорошую звукоизоляцию. Пенополистирол практически не поддается воздействию различных микроорганизмов. Микробы пенопласт не едят. Для него не страшны низкие температуры и большая влажность. Водой пенополистирол, практически, не смачивается. Именно потому, что пенополистирол легкий, долговечный, хорошо поддается обработке, его столь широко используют и в строительстве. Пенополистирол в виде плит или специальных гранул – отличный материал для теплоизоляции. Плиты из пенополистирола состоят из гранул размером от одного до пяти миллиметров, которые достаточно прочно между собой соединены. Пенополистирол – это фактически отвердевшая пена, которая получается в результате термального вспучивания полистирольных гранул при определенной температуре и с помощью специального газообразователя. Несмотря на наличие многих преимуществ, пенополистирол нестоек к воздействию высоких температур. Он очень легко режется с помощью хорошо нагретого ножа, например. Каждая гранула пенопласта – это огромное количество тонкостенных микроскопических ячеек, которые наполнены воздухом. Почти на 90% пенополистирол состоит из воздуха и состоит. Именно поэтому он такой «воздушный», легкий. Эта пористость и обеспечивает пенополистиролу очень низкую теплопроводность и отличные способности к звукоизоляции, а также позволяет его использовать в качестве материала для работ по термической изоляции в строительстве.
Пенополистирол - это материал почти вечный. Для теплоизоляции может применяться даже крошка, которая получена из различных изделий на основе пенопласта. Но для профессионального использования лучше все-таки применять его в специально подготовленном виде.
Чаще всего это плиты, которые в зависимости от варианта изготовления могут иметь разные габаритные размеры и толщину. Пенополистирол в плитах применяется для теплоизоляции стен, перекрытий, утепления балконов. Пенополистирол - материал легкий и податливый к обработке. Его легко подогнать к нужным размерам, с ним просто легко работать благодаря очень малому весу. Ну а остальные свойства – такие как влагостойкость, биологическая устойчивость и прочие качества, позволяют применять пенополистирол в самых разных климатических условиях. Он с одинаковым успехом может защитить и от холода, и от жары. Для обеспечения еще более высоких эксплуатационных качеств пенополистирол производится и в улучшенных вариантах, таких как, скажем, экструзионный пенополистирол. Он отличается тем, что технология вспенивания полистирольных гранул позволяет получать материал с закрытыми от внешней среды и более мелкими ячейками. Это обеспечивает улучшенные характеристики по прочности.
- минераловатные плиты
Полужесткие и мягкие плиты изготовляют с синтетическим, битумным и крахмальным связующим. Изделия (плиты, маты) с синтетическим связующим имеют меньшую плотность, более прочны и привлекательны на вид по сравнению с изделиями на битумном связующем. Плотность плит 35-250 кг/м3, теплопроводность 0,041-0,07 Вт/(м ×°С). Жесткие плиты и фасонные изделия (скорлупы, сегменты) выпускают с синтетическим, битумным и неорганическим связующим (цементом, глиной, жидким стеклом и др.). Для повышения прочности и снижения количества связующего в состав изделий вводят коротковолокнистый асбест. Плиты толщиной 40-100 мм выпускают плотностью 100-300 кг/м3 и теплопроводностью 0,051-0,135 Вт/(м ×°С). Твердые плиты, имеющие пониженную сжимаемость, изготовляют на синтетическом связующем (фенолоспирте, растворе или дисперсии карбамидного полимера и др.). Прочность на сжатие минераловатных изделий повышается с ростом количества вертикально ориентированных волокон. Прочность на сжатие при 10 %-ной деформации в 100 кПа может быть достигнута для минераловатных плит плотностью 150-160 кг/м3 при содержании вертикально ориентированных волокон около 65 %; для плит плотностью 180-190 кг/м3 – около 55 %. Минераловатные изделия с гофрированной структурой, содержащие до 30 % ориентированных в вертикальном направлении волокон, имеют плотность140-200 кг/м3. По сравнению с плитами с горизонтальной ориентацией волокон гофрированные плиты отличаются меньшей деформативностью и повышенной в 1,7-2,5 раза прочностью. Минеральная вата и минплита мягких сортов П-75 используется в качестве ненагруженной тепло-, звукоизоляции горизонтальных каркасных строительных ограждающих конструкций всех типов зданий, для изоляции трубопроводов тепловых сетей, магистральных, нефте - и газопроводов. Также этот тип минеральной ваты может быть использован для изоляции технологических трубопроводов электростанций, металлургических, нефтехимических
и других объектов промышленного оборудования при температуре изолируемой поверхности от -60°C до +400°C. Плиты могут использоваться в строительстве в качестве теплоизоляции чердачных перекрытий коттеджей. Иногда применяются для кровельных покрытий.
Минеральная вата и минплита марки П-125 используются в качестве утеплителя в легких ограждающих конструкциях каркасного типа. Также минплиты П-125 применяются в качестве ненагруженной тепло-, звукоизоляции горизонтальных, вертикальных и наклонных строительных ограждающих конструкций всех типов зданий, в том числе для устройства полов, потолков, внутренних перегородок. Минераловатные плиты этого типа используются в качестве среднего теплоизоляционного слоя в трехслойных облегченных стенах малоэтажных зданий из кирпича, керамзитобетонных, газобетонных и других блоков. Минеральная плита П-125 применяется в качестве тепло-, звукоизоляции резервуаров и промышленного оборудования при температуре изолируемой поверхности от -60°C до +400°C.
Минеральная вата и минплита ПЖ-175 (плита жесткая) применяются для тепловой изоляции строительных конструкций, стеновых панелей, перекрытий, выполненных из профилированного металлического настила или железобетона без устройства цементной стяжки и выравнивающего слоя в жилищно-гражданском и промышленном строительстве, для тепловой изоляции наружных стен (проект типа "Шуба"), для тепловой изоляции стен (кладка типа "Колодец").
Минплита ППЖ-200 (плита повышенной жесткости) применяется в качестве огнезащитного материала для защиты строительных и инженерных сооружений и увеличения пределов огнестойкости металлоконструкций, для тепловой изоляции строительных конструкций, стеновых панелей, перекрытий, выполненных из профилированного металлического настила или железобетона без устройства цементной стяжки и выравнивающего слоя в жилищно-гражданском и промышленном строительстве, для тепловой изоляции наружных стен (проект типа "Шуба"), для тепловой изоляции стен (кладка типа "Колодец").
Эластичный и малый вес теплоизоляционной минеральной ваты делает ее установку легкой и удобной. Изделия из нее не подвержены температурной деформации. В местах примыкания к каркасу и стыках плиты не образуются зазоры, которые могли бы вызвать утечку тепла и стать центрами конденсации влаги. И каменное, и стекловолокно - негигроскопичны, содержание влаги при нормальных условиях эксплуатации составляет менее 0,5% по объему.
Изделия из минеральной ваты обладают высокой стойкостью к органическим веществам.
Кроме прекрасных тепло-, звуко-, пожарозащитных свойств, изделия из минеральной ваты обладают еще одной очень важной характеристикой - сопротивляемостью механическим воздействиям. К тому же минеральная вата экологически чиста и полностью безопасна для здоровья человека.
2.2 Энергосберегающие светопрозрачные конструкции
2.2.1. Энергосберегающие стеклопакеты
Значительная часть потерь тепла, более 50%, происходит из-за применения в строительстве и реконструкции зданий устаревших типов остекления. При этом отопление и кондиционирование зданий потребляет до 70% всех затрат на энергоснабжение. Реформа ЖКХ, Закон РК «Об энергосбережении», в рамках которых предполагается введение оплаты за отопление по фактическому расходу тепла, остро ставит проблему «старых» окон. Применяя современные инновационные технологии, казахстанский завод по производству энергосберегающих стеклопакетов предлагает существенно снизить количество энергии бесполезно расходуемой на обогрев «уличной атмосферы». Уникальность мягкого стекла — прозрачность для светового диапазона (покрытие практически не видно) и высокая отражающая способность в диапазоне тепловых волн. И это стекло «работает» круглый год. В холодный период времени в большей степени сохраняет тепло в помещении, а летом ограничивает поступление тепла извне, сокращая таким образом затраты на кондиционирование. Еще более эффективным является использование низкоэмиссионного стекла в составе стеклопакета. Это конструкция, состоящая из двух или более стекол, склеенных через дистанционную рамку и образующих полости между стеклами, заполненные инертным газом (аргоном) или воздухом.
При растущем энергодефиците, ростом цен на энергоносители, становится целесообразным применение тепло-энергосберегающих стеклопакетов в окнах, которые сохраняют тепло в помещении зимой, сокращая потери тепла с 50% до 12%. Летом - «не пропускают» солнцепек, значительно сокращая затраты на кондиционирование. Энергосберегающие стеклопакеты с применением особых, низкоэмиссионных (Low-E) покрытий, способны отражать тепловые волны в дальнем ИК диапазоне. Солнечные лучи, проникая внутрь помещения, отдают свою энергию предметам, находящимся в помещении. Нагретые тела становятся источниками тепла, излучающими тепловые волны в дальнем ИК диапазоне. Низкоэмиссионное покрытие на стекле обладает свойством отражать волны именно в этом диапазоне, тем самым, препятствуя потерям тепла. На сегодняшний день существуют две технологии изготовления стекол с низкоэмиссионным покрытием. При первой - покрытие получают на стадии изготовления стекла, осаждая необходимые материалы на горячее (порядка 600° С) стекло. Покрытие полученное данным способом, является механически и химически устойчивым и не требует особых условий при обработке и хранении. По этой причине покрытие называют «жестким». Другое название «К-стекло». Другая технология позволяет получить низкоэмиссионное покрытие, нанося несколько слоев металлов, оксидов и нитридов металлов. Получаемое по этой технологии стекло требует осторожности в обработке и имеет ограниченный срок хранения, но теплоизоляционные свойства его существенно выше стекла с «жестким» покрытием. Более того, при изготовлении такого стекла возможно изменение отдельных потребительских свойств по желанию заказчика. Такое покрытие называют «мягким». Другое название «И-стекло».
Можно отметить следующие преимущества связанные с использованием энергосберегающих стеклопакетов:
- высокая защита от воздействия ультрафиолетового и теплового (инфракрасного) излучения.
- высокая теплоизоляционная способность: «возвращают» в помещение от 70% до 90% тепловых волн.
- экономия топливных и энергетических ресурсов.
- улучшение экологии окружающей среды.
- препятствуют возникновению эффекта запотевания.
- создают сбалансированный микроклимат в помещении в любое время года, при любой погоде:
а)значительно сокращают расходы на кондиционирование и обогрев помещений;
б)облегчают конструкцию окна в 1.5 раза, увеличивая срок службы фурнитуры;
в) препятствуют выгоранию обивки мебели, обоев и др. предметов интерьера;
г) повышение эргономичности помещений.
- использование энергосберегающих стеклопакетов позволит снизить расход тепла на отопление жилища в 2–2,5 раза. Характеристики таких стеклопакетов на 60% выше, чем у кирпичной стены толщиной 54 см.
В настоящее время данная казахстанская компания производит стеклопакеты с применением стекла с энергосберегающими низкоэмиссионными покрытиями. Введенная также в эксплуатацию линия закалки стекла фирмы «Тамгласс» (Финляндия) в комплексе позволяет решить основные задачи по эффективному остеклению зданий и сооружений. Стеклопакеты компании успешно применены заказчиками на объектах бизнес-центр «Нурлы Тау» г. Алматы, бизнес-центр «Шагала-3» г. Атырау. К сожалению, в РК все еще редко используется низкоэмиссионное стекло. Основная причина кроется в недостаточной информированности потребителя.
2.2.2. Энергоэффективные профильные системы для окон
Окна из лучшей серии профиля с системой энергосбережения позволяют достичь максимальной экономии тепла. Установка окон из энергоэффективных профилей позволит сохранять тепло внутри дома и экономить энергетические затраты.
Пластиковые окна изготавливаются из поливинилхлорида (ПВХ) - полимера, стойкого к различным химическим и физическим воздействиям. С конца 70 годов прошлого века он активно применяется при производстве пластиковых окон.
ПВХ-профиль - это пластиковый корпус, внутри которого расположены продольные перегородки, образующие полости - воздушные камеры, от количества которых зависят его тепло- и шумоизолирующие свойства. Помимо этого профиль ПВХ обладает прочностью, которая достигается за счет вставки внутрь металлического каркаса (армирование с рёбрами жёсткости), обеспечивает его отличные эксплуатационные характеристики. Окна ПВХ получили широкое распространение благодаря своим прекрасным теплоизоляционным свойствам, дающим значительную экономию средств на отоплении помещений.
Главным критерием при выборе окон для северных регионов должны являться их теплоизоляционные качества. Преимущества окон из энергоэффективных профилей:
экономия энергии и абсолютная защита от холода и пыли благодаря двойному уплотнению из тройного этилен-пропиленового каучука, созданного по самым современным стандартам качества.
Ниже приведены сравнительные характеристики оконных ПВХ профилей в зависимости от количества камер и ширины (на примере окон класса А систем VEKA).
а) 6-ти камерный профиль, шириной 90 мм и толщиной внешней стенки 3 мм.
Технические характеристики:
Трехконтурная система уплотнения (обеспечивает идеальные тепло и звукоизоляционные свойства - максимальная экономия тепла и энергоресурсов)
Универсальность (возможность установки стеклопакета шириной от 24 до 50 мм)
Армирование квадратного типа 1,4мм
Теплоизоляционные показатели (коэффициент теплопроводности окна до UW = 0,8 W/m2K при использовании двухкамерного стеклопакета)
Дополнительное энергосбережение (установка мультифункционального i-стелка с 9-слойным напылением ионов серебра)
б) 5-ти камерный профиль, шириной 70 мм, толщиной внешней стенки 3 мм.
Технические характеристики:
Высокие теплоизоляционные показатели, что обеспечивает экономию тепла в доме.
Универсальность (возможность установки стеклопакета шириной от 24 до 42 мм)
Теплоизолирующие характеристики соответствуют нормам DIN 4108 и EnEV
Армирование квадратного типа 1,4мм
Дополнительное энергосбережение (установка мультифункционального i-стелка с 9-слойным напылением ионов серебра)
в) 3-х камерный профиль, шириной 58 мм, толщина внешней стенки 3 мм.
Технические характеристики:
Шумоизоляция (шум с улицы не будет превышать 34 дБ, что является допустимой нормой звукового комфорта для человека.
Универсальность (возможность установки стеклопакета шириной от 24 до 32 мм).
Армирование квадратного типа 1,4мм
Дополнительное энергосбережение (установка мультифункционального i-стелка с 9-слойным напылением ионов серебра)
Рекомендации по установке энергоэффективных окон в наружных стенах вновь строящихся и реконструируемых зданий приведены в
2.3. Сравнительный анализ строительных материалов, изделий и элементов наружных ограждающих конструкций по теплотехническим показателям
2.3.1. Сравнительные характеристики теплоизоляционных материалов
(Данные в таблицы внесены из открытых источников информации)
Таблица 2.1
Пока-затели | Блоки и плиты из пеностек-ла FOAMGLAS® | Пенопо-лиуретан | Экструдиро-ванный пенополи-стирол | Пенополи-стирол «ПСБ-С» | Плиты из минеральной (базальтовой) ваты | Маты и плиты из стеклянного штапельного волокна |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Раз-ме-ры: длина (мм) ширина Тол-щина | 600, 1200(±2) 450, 600(±2) От 40 до 180 (±2) (через 10) | 1200(±5) 600(±5) 40, 50 (±5) Напыле-ние из 1 т сырья - 25 м3 плотностью 40 кг/м3 | От 1200 до 4500(±5) 600(±5) От 40 до 100 (через 10) ±2 | От 1000 до 2000(±10) 1000(±10) От 20 до 500 (через 10) | От 1000 до 1200 От 200 до 600 От 30 до 170 (через 10) | (±50) (±5) 50, 100(±5) |
Типовые размеры изделий приблизительно одинаковы (600х1200). Размеры представленных материалов обусловлены удобством монтажа, размерами или шагом крепежных элементов. Для пеностекла размер блока или плиты подобран под стандартный шаг полок профилированного листа. | ||||||
Плот-ность кг/м3 | 100-160 (± 10 %) | Стены 40-60; Кровли 60-80, 120-200 | 35, 45 (± 10 %) | 1± 10 %) | 37-190 (± 10 %) | 11-30 (± 20%) |
Характеризует вес и объем материала, влияет на выбор конструкции и применение крепежа. | ||||||
Вид сы-рья | Не органиче-ское: Алюмоси-ликатное стекло | Органиче-ское: Реакция поликон-денсации полиизо-цинатов с полио-лами | Органиче-ское: Гранулы полисти-рола, вспениваю-щие добавки | Органиче-ское: суспензионный полисти-рол | Неорганиче-ское с орга-нич. добав-ками: горные поро-ды, вулкани-ческие шлаки, щебень, связующее. | Неорганиче-ское с органически-ми добавка-ми: Кварце-вый песок, доломит, глинозем, связующее |
Наличие органических веществ у материалов способствует процессам гниения, появлению плесени или грибка, возможного возгорания. | ||||||
Струк-тура ма-те-риа-ла | Структура пены: множество газонаполненных пузырьков диаметром 0,1-1 мм | Газоза-полне-ная пласт-масса с глянце-вой по-верх-ностью. Полуза-крытая ячейка, диаметром 0,5-1,5 мм | Закрытая ячейка, диаметром 0,1-0,2 мм | Прессо-ванные вспучен-ные гранулы, диаметр 2-5 мм | Волокнистый Диаметры: 0,5-3 (супертонкое) 3-6 (тонкое) | Волокнистый, диаметр волокна 4-5 мкм |
Описывает внешний вид материалов и дает представление о его свойствах | ||||||
Со-дер-жа-ние орга-ниче-ских веществ, % по масс-се | Нет | 100 Полиизоцинат Полиол: триолы, гликоли, актива-торы, простые и сложные эфиры | 100 Полистирол, фреон | 100 Мономер стирол, Порообразователь - изопентан или пентан, пирен | От 2 до 4,5 Синтетическое связующее (Фенолформальдегидные смолы, фенол стирты), обеспыливающие и гидрофобизир. добавки (битумы, масла) | ≤ 5 Синтетическое связующее, гидрофобизирующие добавки Фенолформальдегидные смолы ≤ 5% |
Состав определяет возможности материалов в различных условиях, увеличение количества связующего у волокнистых материалов делает их горючими. | ||||||
горючесть | НГ | Г3,В1 или Г4 | Г1,В2,Д3;РП1 или Г4,В3,Д3 | Г3,В2,Д3,Т2 | НГ | Для марок плотностью до 30 - НГ Для остальных: Г1, Г4 |
При пожаре горючие материалы способствуют распространению пламени и разрушении конструкции в целом. Продукты распада органических составляющих токсичны, могут нанести непоправимый вред здоровью человека, даже если люди не находится в непосредственной близости от возгорания. Волокнистые материалы пропускают дым, испаряется связующее вещество, без которого относительно быстро осыпаются. | ||||||
Темпера-тура примене-ния, 0С | -2600..+4300 Размягчение при 7300С | -1600…+1300 (-500…1000 - не изменяет свои свойства) При t ≥ 1300 - разлагается с выделением токсичных веществ (цианиды) | -500…+750 При t ≥ 750 - разлагается с выделением токсичных веществ (мономер стирол) | -1800…+800 При t ≥ 800 - разлагается с выделением токсичных веществ (мономер стирол), при t ≥ 2200 плавится, возможно самовозгорание | -1800 до+6500 При t ≥ 2500 - испаряется связующее. Плавится при 10000С | -600 до+1000…+3200 При t ≥ 1800 - испаряется связующее вещество. Плавится при 5500С |
Маленький диапазон рабочих температур ограничивает применение материалов вблизи отопительных приборов или на технологическом оборудовании, в кровлях и стенах необходим защитный слой от солнечного нагрева. | ||||||
Сжимае-мость, % | Не сжимаем | ≤ 2 | ≤ 1,5 | ≤ 30 | до 30 | 70-90 при нагрузке 2 кПа |
Сжимаемость влияет на жесткость конструкций в целом, а также на изменение свойств материалов. При сжатии уменьшается толщина, увеличивается плотность и теплопроводность. При монтаже волокнистых материалов рекомендуется устанавливать их в каркасные конструкции с поджатием для предотвращения образования щелей между каркасом и утеплителем. | ||||||
Усадка, % См. прилож. № 1 | ≤ 0,1 (под расчетной нагрузкой) | ≤ 1 (под расчетной нагрузкой) | ≤ 0,5 (под расчетной нагрузкой) | ≤ 30 (под расчетной нагрузкой) | ≤ 10 (без нагрузки) | ≤ 10-50 (без нагрузки) |
Особенно важно в эксплуатируемых и плоских кровлях или нагружаемых конструкциях, например нагрузки от автомобилей имеют переменный характер (кратковременные 28-68 т/м2, долговременные 35-85 т/м2), и усадка материала приведет к разрушению покрывного слоя (гидроизоляция, покрытие и т. д.). Также в стенах при усадке утеплителя образуется щель (разгерметизация контура), через которую тепло будет уходить наружу. | ||||||
Коэффи-циент теплового линейного расширения, (α), м/м0С | 9 10-6 ( | 60 ( | 70 10-6 ( выгибается на высоту до 20 мм | 80 10-6 ( До 1,5 % | 0 (при увлажнении разбухает) | 0 (при увлажнении разбухает) |
Данная характеристика показывает поведение материалов при изменении температур. Тепловое сжатие может привести к образованию щелей в стыках плит или вспучивание при расширении может привести к разрушению конструкции. Это особенность материалов делает невозможным применение клеев. Пеностекло имеет коэффициент линейного термического расширения близкий по значению к бетону и стали, и позволяет склеивать данные материалы без риска возникновения термоусадочных напряжений. Если монтаж производится при +200C, то при увеличении температуры поверхности кровли на 500С можно определить изменение длины материала по формуле - αхLх | ||||||
Прочность на сжатие, т/м2 | 35-160 Предел прочности | 15-100 Предел прочности, при увлажнении на 2% прочность уменьшается на 20% | 25-50 при 10% деформации (при нагреве до 600С прочность уменьшается до 30%) | 4-20 при 10% деформации (при нагреве до 600С прочность уменьшается до 30%) | 1,8-4,5 при 10% деформации | 2 при 10% деформации |
Прочность на изгиб, т/м2 | 40-60 | 35-190 Предел прочности | 40-70 | 6-35 | нет | нет |
Свойство материалов выдерживать нагрузки не изменяя при этом своих свойств и размеров. Для деформирующихся материалов необходимо применять дополнительные конструкции, защищающие их от этих деформаций, а значит ухудшение термического сопротивления конструкции. Например, для пеностекла при применении его на автостоянке для машин весом 90 тонн, покрывной слой состоит из армированной стеклосеткой гидроизоляции, армированного бетона толщиной 160 мм или асфальтобетона толщиной 220 мм. Дополнительных материалов не требуется | ||||||
Предел прочности на отрыв , т/м2 | 20 | ≤ 8 | ≤ 8 | ≤ 8 | ≤ 1 | ≤ 0,6 |
Эти значения важны при воздействии ветровых нагрузок, как на стенах, так и на кровлях, а также способность волокнистых материалов не сползать с креплений под собственным весом. Для пеностекла и пенопластов материалов представлено значение прочности на отрыв гидроизоляционной мембраны от поверхности плит. | ||||||
Теплопро-водность, λ, Вт/мК, при t=250С | 0,040-0,052 | 0,024-0,035 | 0,028-0,030 | 0,037-0,042 | 0,036-0,038 | 0,037-0,044 |
Теплопро-водность Вт/мК, при t=75-800С | 0,050-0,060 | Нет данных | 0,034 (средняя по испытаниям при t=750С) | 0,2 | 0,052 (при t=1250С) | Нет данных |
Теплопро-водность Вт/мК, при условиях эксплуатации «А» | 0,040-0,052 | 0,028-0,038 | 0,029-0,031 | 0,041-0,042 | 0,042-0,045 | 0,042-0,048 |
Теплопро-водность Вт/мК, при условиях эксплуатации «Б» | 0,040-0,052 | 0,04-0,05 | 0,030-0,032 | 0,043-0,050 | 0,045-0,048 | 0,046-0,055 |
Коэффи-циент теплоусвое-ния за 24 часа, Вт/(м20С) | 0,55-0,71 | Условия эксплуатац «А» - 0,4; «Б» - 0,7 | Условия эксплуатац «А» - 0,36…0,40; «Б» - 0,37…0,42 | Условия эксплуатац «А» - 0,41; «Б» - 0,49 | Условия эксплуатац «А» - 0,31…0,68; «Б» - 0,35…0,75 | Условия эксплуатац «А» - 0,19…0,32; «Б» - 0,22…0,52 |
Теплоизоляция должна сохранять свои изоляционные свойства при изменении условий эксплуатации (мороз, жара, сухо, влажно). Повышение влажности в материале может сделать его не изолятором, а проводником тепла. Теплопроводность воды 0,58 Вт/мК, льда 2,3 Вт/мК. Изменение температуры окружающей среды также изменяют свойства теплопроводности материалов. Например: пенополистирол при температуре +800С изменяет теплопроводность с 0,037 до 0,2 то есть в 5 раз! В пенопластах при замещении вспенивающего газа фреона на воздух теплопроводность увеличивается на 30%. | ||||||
Удельная теплоем-кость, кДж(кг0С) | 0,84 | 1,47 | 1,53-1,65 | 1,34 | 0,84 | 0,84 |
Сорбцион-ная влажность, % | 0 | Во объему до 15,4% По весу до 1,15% | Условия эксплуатац «А» - 2; «Б» - 3 | 2-12 | Условия эксплуатац «А» - 2; «Б» - 5 | Условия эксплуатац «А» - 2; «Б» - 5 (конденсация водяных паров до 3,7 кг/м2 |
Данное свойство материала показывает способность материала впитывать воду из воздуха и соответственно изменять свои изолирующие свойства. Это присуще материалам с открытой структурой и волокнистым. | ||||||
Водопогло-щение, % по объему | 0 | 1-8 (за 24 часа) | 0,1-0,2 (за 24 часа) 0,4 (30 суток) | 2-4 (за 24 часа) | ≤ 40 (для гидро-фобизир.) | ≤ 36 (для гидро-фобизир.) |
При воздействии дождя или при нарушении гидроизоляции происходит заполнение водой всего свободного объема теплоизоляции. Например: плотность базальта 2300 кг/м3 , а плотность мин плиты для плоской кровли от 110 кг/м3 получаем 95 % объема теплоизоляции занимает воздух, который в свою очередь при повреждении гидроизоляции замещается водой. По данным Фраунгоферовского немецкого института строительной физики волокнистые материалы при увлажнении на 40 % имеют теплопроводность 0,18, а при таком значении теплопроводности по ГОСТ материал не является теплоизолирующим. | ||||||
Паропро-ницае-мость, мг/мчПа | 0 | ≤ 0,050 | 0,015-0,018 | 0,050 | 0,30-0,32 | 0,52-0,7 |
В холодное время при прохождении водяного пара через ограждающую конструкцию в точке росы происходит конденсация воды, что может привести к промоканию и промерзанию всего утеплителя. | ||||||
Звукоизо-ляция, Шумопо-глащение В дБ, при толщине 100 мм | Все марки На трубе 5-17 дБ Стена из пено-стекла 28 | Нет данных | Марка 35 В перего-родке 41- 46 | Нет данных | Марка «акустик баттс» 14-22 дБ В перегородке 49-51 | Все марки 12-23 дБ В перегородке 46-47 |
Защита от шума одна из основных задач любой строительной конструкции. Хорошим шумопоглащением (затуханием) обладают волокнистые материалы в перегородках (Перегородка из двух листов гипсокартона без заполнения дает звукоизоляцию в 35 дБ). Жесткие материалы обладают звукоизолирующими (отражающими) свойствами. То есть применяя, волокнистый материал в перегородке, получим комплексную защиту от шума (звукоизоляцию и шумоглушение одновременно). Пеностекло это только звукоизоляция, то общие значения по защите от шума ниже, чем у конструкций с волокнистыми материалами. | ||||||
L = 0,27 мм)Сравнительные характеристики шлаковат, стекловат и минеральных ват
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 |
