Отражающая теплоизоляция в энергосберегающем строительстве

Отражающая теплоизоляция в энергосберегающем строительстве

Больше всего энергии из секторов экономики в странах первого мира потребляет строительство – на него затрачивается 40-50% всей энергии. 40–60% из нее является тепловой. Теплоизоляция – важенйшая часть стратегии энергоэффективности в строительстве.

Новые энергосберегающие требования по удельному энергопотреблению ставят перед проектировщиками невероятно трудную задачу наилучшего выбора действенной теплоизоляции. Из практики видно, что главным условием эффективности применения стандартной теплоизоляции ограждающих контрукций является ее сухость в любую погоду. Выполнение этого требования отчасти достигается с помощью паро- и воздухонепроницаемой мембраны с внутренней и ветро- влагонепроницаемой, паропроницаемой мембраны с наружной стороны утеплителя. В то же время теплоизоляционный материал (ТИМ) должен базироваться на допущении «старения» или фактора риска деградации ТИМ. Сейчас интенсивно реализуется технология навесных вентилируемых фасадов и системы фасадной теплоизоляции «влажного» или «скрепленного» типа с тонким слоем штукатурки. Главным минусом проветриваемых фасадов можно назвать их высокую цену. В России с середины 90-х годов широкую популярность получил влажный способ (в Германии он используется с 60-х годов). Но оба метода, в которых обычно задействована стекло- и минеральная вата или пенополистирол в роли теплоизоляции, нуждаются в проведении надежного тестирования на долговечность в российских погодных условиях. Поэтому сейчас активно ведутся работы по улучшению классических и поиску новых высокоэффективных теплоизоляционных материалов.

Одним из таких решений на основе вспененных полимеров является отражающая теплоизоляция (ОТИ). Чтобы присутствовал отражающий эффект для излучательной составляющей общего теплового потока, ОТИ устанавливается с воздушным зазором, термическое сопротивление которого включается в полное термическое сопротивление системы ОТИ + замкнутое воздушное пространство (ЗВП). Материал основы, на которую нанесен высокоотражающий слой (фольга), создает дополнительное термическое сопротивление R = δ/λ, где δ – толщина основы, м, λ – коэффициент теплопроводности основы, Вт/м·K.

Расчетные значения термического сопротивления одиночных отражающих ЗВП [1], получивших экспериментальные подтверждения в различных испытательных лабораториях и натурных испытаниях П.Н. Умнякова [2], при излучательной способности фольги ε<0,1 составляют Rвп = 0,4–0,6 м2K/Вт. Сравнение значений термического сопротивления ЗВП с массивной теплоизоляцией с λм = 0,05–0,06 Вт/м∙K показывает, что отражающие ЗВП толщиной более 3–5 см не рациональны. Эффективные системы ОТИ могут содержать до пяти ЗВП.

Теплоизоляция зданий может значительно уменьшить потребление тепловой энергии без сильного роста капитальных расходов. Поэтому наблюдается сложная динамика между стратегией ремонта и постройки новых сооружений. Ремонт изоляции и остекления может свести энергопотребление к минимуму на 30–40%. Новые строения способны сокращать до 80–90% использования тепловой энергии по сравнению со среднестатистической современной, если дома строятся по инновационной технологии. То есть дополнительное утепление старого жилого фонда, построенного до 1995 года, и теплоизоляция новых зданий согласно новым нормативам является ключевым фактором удачно проведенной реформы ЖКХ. При этом дополнительное утепление классическими ТИМ (стекло- и минвата, пенопласт и т.д.), широко представленными на отечественном рынке (80%), потребует огромных материальных издержек и значительной трудоемкости строительного процесса из-за короткого срока их использования. Освоение производства новых материалов в строительных конструкциях сильно ускорит процесс строительно-монтажных работ, повысит качество строительной продукции, позволит эффективнее затрачивать энергоресурсы, минимизировать эксплуатационные расходы. Например, применение инновационных высокоэффективных ТИМ на основе вспененных полимеров типа ОТИ «Пенофол» может стать технологическим решением проблемы энергосбережения и реформирования ЖКХ. При утеплении старого жилого фонда необходимо соблюдать нормативы по удельному энергопотреблению, а не сопротивлению теплопередачи, т. к. если нет проверенных способов определения долговечности ТИМ и устойчивости к внешним эксплуатационным воздействиям, весьма сложно оценить физическое состояние ремонтируемого строения и его теплотехнические показатели. Такие правила сейчас находятся в стадии разработки и скоро вступят в силу.

При реконструкции существующего жилого фонда эффективнее использовать системы внутреннего утепления, чтобы сохранить фасады, обладающие исторической и культурной ценностью. Помимо этого, оставляя в целости наружную отделку здания, такое утепление можно осуществлять избирательно, что довольно трудно при внешнем утеплении. При внутреннем утеплении наружных стен применение ОТИ не приводит к ряду отрицательных явлений, которые случаются при использовании массивной теплоизоляции. Т.к. ОТИ является пароизоляционным и воздухонепроницаемым слоем, то ее использование не уменьшает сопротивления теплопередачи стены из-за диффузии пара и инфильтрации воздуха. При этом важнейшим условием использования дополнительной теплоизоляции при внутреннем утеплении является правило: термическое сопротивление несущей стены должно быть не ниже значения термического сопротивления слоя дополнительной теплоизоляции:

ΔRкдоп≤ Rв + (tв /tн) (Rн +Rк ) (1),

где tв и tн – расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, соответственно, оС, Rк – термическое сопротивление несущей стены, м2 оС/Вт, Rв и Rн – сопротивление теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях стены, соответственно, м2 оС/Вт. Т.к. Rк>>Rн, то условие (1) можно представить в виде:

ΔRкдоп≤ Rв + (tв /tн) Rк (2).

Это условие обеспечит тепловое состояние слоя дополнительной теплоизоляции в зоне положительных температур. При термическом сопротивлении несущей стены Rк = 1 м2 оС/Вт и расчетных значениях температур воздуха внутреннего tв = +20 оС и наружного tн = -30 оС, величина ΔRкдоп не должна превышать значения ΔRкдоп = 0.8 м2 оС/Вт. Термическое сопротивление дополнительной теплоизоляции из Пенофола типа А, замкнутой воздушной прослойки (Rвп = 0.5 м2 оС/Вт) и облицовочного ГКЛ 12,5 мм составляет величины ~ 0,7–0,8 м2 оС/Вт, что является допустимым в соответствии с условием (1). В случае внешнего утепления условием не допущения промерзания пограничного слоя будет ΔRкдоп > (tн /tв )Rк .

ЗАО «ЛИТ» совместно с НИИСФ РААСН разработана конструкция дополнительной теплоизоляции наружных стен с применением ОТИ «Пенофол». Конструкция состоит из слоя ОТИ толщиной 3-10 мм, замкнутой воздушной прослойки толщиной 10–20 мм, обрешетки и гипсокартонного листа (ГКЛ) толщиной 12,5 мм. Проведенные тесты такой конструкции в климатической камере показали эффективность применения Пенофола в качестве добавочной теплоизоляции при утеплении существующего фонда жилых зданий, т.к. позволяет повысить в 1,5–2 раза теплозащиту наружных стен при минимальном изменении объема помещений. Поскольку реконструкция фонда жилых зданий предполагает и замену остекления на двухкамерные стеклопакеты (Rост =0,55 м2∙оС/Вт) и также проводится на наружной стене, то и тот, и другой процесс (утепление и остекление) можно соединить благодаря легкости установки конструкции внутреннего утепления, относительной дешевизне работ и возможности проводить их избирательно, что весьма затруднительно при утеплении снаружи. В конце следует также отметить, что каким бы качественным не был ТИМ, если он установлен не по технологии, то его лучшие качества могут не проявиться.

Рубрики2

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*