Problém výběru způsobu izolace fasád budov (úspora energie nezaručuje úspory zdrojů)
Část 1
Na základě zobecnění a analýzy číselných výsledků zjišťování efektivnosti energeticky úsporných staveb staveb a staveb se uvažuje o výhodách a nevýhodách přijatých opatření a návrhy na jejich zlepšení.
Mrazivá zima 2005-2006 ukázala: spotřebitel již není ochoten tolerovat nízké životní podmínky, které se často dějí iv nově postaveném bydlení. Zmrazení stěn, kondenzace v okenních otvorech, houbaření, odbourávání kloubů, destrukce a koroze konstrukčních prvků - to je jen neúplný seznam problémů, které komplikují naše životy a někdy představují hrozbu pro ně. Vycházejí z rozhodnutí projektantů o tepelné ochraně budovy a kvalitě realizace těchto řešení staviteli a provozními organizacemi.
Kromě požadavků na komfort je nutné kontrolovat tepelnou ochranu budov způsobenou neustálým zvyšováním cen energií a tuhostí norem tepelných ztrát prostřednictvím uzavíracích konstrukcí. V současné době se tak kvalita tepelné ochrany stala významným spotřebitelským vlastnictvím budovy a služeb pro její využívání.
V roce 2003 SNiP 23-02-2003 "Tepelná ochrana budov" stanovila normativní impedanci přestupu tepla ve velikosti 3,16 m 2 oC /W (pro oblast Moskvy).
Nicméně, aby se "zapadly" do předepsaných norem, nové účinné izolační materiály anávrhy. Jinak by byla tloušťka vnějších uzavíracích konstrukcí a jejich náklady neúnosně vysoké. Například při udržování jednovrstvé konstrukce stěn z plných cihel by měla být jejich tloušťka asi dva metry.
Plnění zvýšených požadavků na tepelnou ochranu budov nevyhnutelně vede k novým přístupům k výstavbě, využití komplexnějších konstrukčních řešení a technologií a v důsledku této komplikace k posílení kontroly nad kvalitou stavebních výrobků, např. Při výrazném snížení porušování stavebních technologií. tepelná ochrana
Navíc, není-li konstrukce nátěrů, podkroví a suterénních stropů složitá, vyžaduje provedení vnějších stěn hledání kvalitativně nových technických řešení.
Tyto problémy začínají zavedením energeticky účinných oken. Nová provedení oken, zejména PVC, mají obvykle tloušťku okenních krabic 70-90 mm, což je 2,5-3krát tenčí, než bylo dříve použito. Otevírá svahy oken stěn zóny s nízkými teplotami a způsobuje na nich tvorbu bohatého kondenzátu a jeho přechod ve formě páry do vzdušného prostoru. V první řadě je to patrné v budovách se zvýšenou tloušťkou stěny. Zvýšení vlhkosti v místnosti způsobuje časté otevírání oken a 50-70% snižuje efekt zvýšení tepelných vlastností oken.
Navíc, za určitých povětrnostních podmínek, ani trvalé otevírání oken nevede ke snížení relativní vlhkosti vzduchunormativní hodnotu. Zavedení energeticky účinných oken bez konstruktivního řešení otevírání oken, s přihlédnutím ke konvekci a organizaci výměny vzduchu, tak často vede k opačnému efektu, tj. Ke snížení tepelně-ochranných vlastností oken při využívání a zhoršování životních podmínek. V terénních prohlídkách staveb bylo zjištěno, že příznivé mikroklima v prostorách je pozorováno tam, kde se stavitelé odklonili od nových regulačních požadavků ve směru větší vzduchové propustnosti oken a stěn.
Vnější stěny z důvodu převahy jejich povrchu nad oblastí jakéhokoli jiného prvku vnějších konstrukcí zastřešení mají největší potenciál pro zachování energie v absolutních hodnotách. V budovách postavených v sovětském období až do 80. let s minimální energetickou účinností budovy (od 0,9 do 1,8 m2 c /W) je podíl úspor v důsledku izolace stěn více než 70% všech možných tepelných úspor.
Z hlediska tepelného inženýrství se tyto tři hlavní typy stěn běžně rozlišují počtem hlavních vrstev: jednovrstvých, dvouvrstvých a třívrstvých (ty se používají hlavně v nové konstrukci, proto se v tomto článku nepovažuje za způsob izolace).
Jednovrstvé stěny jsou nejjednodušší v provedení a jsou-li v provozu opatřeny potřebnými vlastnostmi tepelného stínění. Proto může být tento typ konstrukce z konstrukčních izolačních materiálů a výrobků, které kombinují funkce ložiska a tepelné ochrany, úspěšný.při modernizaci a rekonstrukci budov.
Z hlediska moderních požadavků na tepelnou ochranu jsou nejvhodnější lehké betony vyráběné různými technologiemi. Při hustotě světlého betonu nejvýše 500 kg /m3 a vypočtené hodnotě koeficientu tepelné vodivosti nejvýše 0,15 W /(m2 oC) je možné je použít jako tepelně izolační materiál. Stěny z lehkého betonu, v závislosti na hustotě a životnosti, mohou být navrženy samonosné, s povinnou ochranou proti vnějším povětrnostním vlivům (obklady, omítky, hydroizolační vrstvy atd.). Přirozené průzkumy budov s pórobetonovými stěnami ukázaly, že nedodržení požadavků na jejich ochranu před vnějšími atmosférickými srážkami vede ke snížení skutečného odporu přenosu tepla téměř dvojnásobně.
Dvouvrstvé stěny obsahují nosné a tepelně izolační vrstvy. Jedná se o nejběžnější a "přirozený" typ izolace stávajících budov. Navíc, to bylo široce používané v nové moderní konstrukci, poskytující vysokou energetickou účinnost, aniž by významně zvyšovala tloušťku vnějších stěn.
Je třeba mít na paměti, že přechod v konstrukci z jednovrstvých stěn na vícevrstvou s vysokým tepelným odporem vede ke zvýšení teplotního namáhání v uzlech spár různých vnějších vrstev stěn.
Jako tepelně izolační materiál se zpravidla používá ohřívač, chráněný před vnějšími destruktivními vlivy. Hlavní typ aplikované tepelné izolace jeVýrobky z minerální vlny (více než 65%), materiály ze skelných vláken představují 8%, dalších 20% je vyrobeno z pěny, podíl tepelně izolačního betonu nepřesahuje 3%.
Tam jsou také tepelně izolační omítky a nátěry s pěnovým polystyrenem ("Radiopor") nebo vakuově-keramické ("Thermo-Shield") plnivo.
V poslední době se za účelem izolace domů začaly používat materiály, které odrážejí tepelné záření, z nichž nejběžnější je hliníková fólie. Výpočty však ukazují, že skutečný efekt využití vlastností přenosu tepla těchto materiálů při stavbě stěn je velmi malý (zvýšení odporu přenosu tepla na 0,2-0,3 m2 oC /W). Proto jsou často nabízeny na trhu ve složení topných těles (např. Fólie s pěnovým polyethylenem). Nejvhodnější je použít tyto materiály na těch částech vnějších stavebních konstrukcí, kde je největší rozdíl teplot uvnitř a vně budovy, zejména pro izolaci podkroví a zastřešení, zón pro radiátory topných systémů atd.
Je třeba připomenout, že koeficienty tepelné vodivosti materiálů v suchém stavu a tyto materiály ve struktuře oplocení jsou významným rozdílem. Například desky z pěnového polystyrenu o hustotě 40 kg /m3 mají tepelnou vodivost 0,038 W /(m2 oC) v suchém stavu a v uzavřené struktuře domu, která se nachází v centrálním pruhu Ruska, s přihlédnutím k vlhkosti stěny během provozu, je stejný koeficient roven 0,05. W /(m2 oC). Často se však při navrhování vrstvy tepelné izolaceV omylu jsou položeny údaje o vlastnostech tepelně izolačních materiálů vybraných pro reklamu nebo výsledky laboratorních zkoušek materiálu v suchém stavu. V tomto případě bude použití stejného pěnového polystyrenu nižší o 30%.
Ve dvouvrstvých stěnách může být tepelně izolační vrstva umístěna buď externě nebo interně.
Vnitřní tepelná izolace otevírá hlavní nosnou vrstvu konstrukce stěny cyklického zmrazování a rozmrazování, což vede ke zrychlené ztrátě pevnostních vlastností, které by měly být vzaty v úvahu při výpočtu životnosti budovy. V interní metodě izolace je problém výrazné tepelné heterogenity vnějšího pláště s chladnými můstky v místech spár vnější stěny se stropy a vnitřními stěnami. Za ním vchází do místnosti chlad, který vytváří místní nepříjemné podmínky. Nedostatky této metody mohou také zahrnovat snížení vnitřního prostoru prostor.
Hlavním problémem vnitřního způsobu izolace je konečně potřeba zajistit spolehlivou ochranu izolační vrstvy před vlhkostí a vlhkostí v tloušťce ohřívače, což vyžaduje speciální tepelně technické výpočty a důkladnou přípravu.
Vzhledem k rozdílu tlaků vodních par vně a uvnitř domu přes kryt, je difúze vodní páry vždy vnější. Při navrhování oplocení konstrukce z několika vrstev úkolu leží voslabení difúze vodní páry do vnitřních vrstev stěny a odstranění vlhkosti, která pronikla dovnitř plotu. K tomuto účelu naneste vrstvy parotěsné zábrany, které by měly být umístěny co nejblíže k vnitřnímu povrchu nosné vrstvy stěny. Tepelná izolace na vnitřní straně je přijatelná pouze tehdy, je-li v praxi obtížně realizovatelná vrstva parotěsné zábrany ze strany místnosti.
Při vnitřní tepelné ochraně však existují významné technologické výhody. Při použití sprejového ohřívače z polyuretanové pěny s jednou operací jsou čtyři úkoly řešeny najednou:
zajišťující vysokou pevnost uchopení s nosnou vrstvou (cihly, beton, dřevo, kov atd.) Na úrovni 2-3 kg /cm2;
úspěchy s vysokou přesností vypočtených normalizovaných vlastností tepelně izolační vrstvy;
vytvoření parotěsné vrstvy, je-li to nutné regulováno;
nevýznamná tloušťka izolační vrstvy ve srovnání s jinými tepelně izolačními materiály.
Použití deskových a válcových tepelně izolačních materiálů jim neumožňuje řešit tyto problémy současně. Kromě toho, jak vyplývá z průzkumu, vnitřní izolace fasád těchto materiálů vede k masovému vzhledu formy v nových budovách v důsledku přítomnosti dostatečného vzduchu mezi deskovou izolací a nosnou konstrukcí.
V případě izolace stříkaného zevnitř je tedy stanoven hlavní požadavek - odpor izolace par je v souladu s bodem 5.3 SP 23-101-2000 "Konstrukce tepelné ochrany budov".Současně se zvětšuje zeslabení amplitudy kolísání teploty vnějšího vzduchu v takovéto struktuře, protože zevnitř je umístěn více žáruvzdorného materiálu (bod 9.1, SP 23-101-2000).
Při aplikaci vnitřní stříkané tepelné izolace je vytvořena pevná a spolehlivá vrstva parotěsné zábrany, která zajišťuje, že v izolační vrstvě nedochází k hromadění vlhkosti (bod 5.10 SP 23-101-2000).
Mezi obecné výhody vnitřní tepelné izolace patří praktická neschopnost umožnit technologické manželství. V podstatě se zde vyžaduje pouze kontrola tloušťky nátěru, kterou lze snadno dosáhnout ve stavebním prostředí. Závislost na lidském faktoru je minimální. Vnitřní oteplování lze provádět kdykoliv během roku, zatímco vnější izolace lze provádět pouze 7-8 měsíců v roce. Konečně, výroba vnitřní tepelné izolace je mnohem levnější než vnější náklady na materiál, práci, instalaci drahých stavebních lešení.
