Какой из факторов оказывает наибольшее влияние на теплоустойчивость стен и перекрытий зданий
Обновлено: 05.05.2024
Какой из факторов оказывает наибольшее влияние на теплоустойчивость стен и перекрытий зданий
Применяя тот или иной материал в строительстве, нужно знать его физико-механические свойства и учитывать те условия, в которых этот материал будет работать в строительной конструкции.
Основные свойства строительных материалов можно разделить на несколько групп.
К первой группе свойств относят физические свойства материалов : удельный вес, объёмный вес, плотность и пористость. От них в большой степени зависят другие важные в строительном отношении свойства строительных материалов.
Вторую группу составляют свойства, характеризующие отношение строительного материала к действию воды и связанному с нею действию мороза : водопоглощение, влажность и отдача влаги, гигроскопичность, водопроницаемость, водо- и морозостойкость.
К третьей группе относятся механические свойства материалов : прочность, твёрдость, истираемость и др.
В четвёртую группу объединены свойства, характеризующие отношение материалов к действию тепла : теплопроводность, теплоёмкость, огнестойкость и огнеупорность. Помимо основных, различают ещё специальные свойства, присущие лишь отдельным видам строительных материалов.
Способность некоторых материалов сопротивляться разрушающему действию кислот, щелочей, солей и газов носит общее название химической (или коррозионной) стойкости.
Особую группу составляют так называемые технологические свойства, которые характеризуют способность материала подвергаться механической обработке. Например, древесина является материалом, легко поддающимся обработке. Строителю приходится считаться с этим свойством при выборе того или иного материала.
Физические и химические свойства
строительных материалов.
Удельным весом называется вес материала в единице объёма в плотном состоянии ( без пор ).
Объёмным весом называется вес единицы объёма материала в естественном состоянии ( вместе с порами ).
Объёмный вес рыхлых материалов ( песка, щебня ), определяемый без вычета пустот между их частицами, называют насыпным весом.
Плотностью материала называется степень заполнения его объёма твёрдым веществом, из которого материал состоит.
Пористостью называется отношение объёма пор к общему объёму материала.
По величине воздушных пор материалы разделяют на мелкопористые (поры имеют размеры в сотые и тысячные доли миллиметра) и крупнопористые (размеры пор от десятых долей миллиметра до 1 - 2 мм).
Более крупные поры в изделиях или полости между кусками рыхло насыпанного сыпучего материала ( песок, щебень, гравий ) называют пустотами.
Пористость строительных материалов колеблется в очень широких пределах — от 0 ( сталь. стекло ) до 90 % ( плиты из минеральной ваты ).
Материал с высокой пустотностью и пористостью часто бывает наиболее лучшим теплоизоляционным материалом.
Водопоглощением называется степень заполнения объёма материала водой.
Отношение прочности насыщенного водой материала к прочности его в сухом состоянии называется коэффициентом размягчения материала. Этот коэффициент является весьма важным показателем, так как он характеризует водостойкость материала, который в условиях работы в сооружении может подвергаться действию воды.
Коэффициент размягчения колеблется в пределах от нуля ( у глинянных необожжённых изделий до единицы ( у материалов, не изменяющих своей прочности от действия воды, — стекла, стали, битумов ).
Каменные материалы ( природные и искусственные ) нельзя применять в сырых местах, если коэффициент их размягчения меньше 0,8. Материалы с коэффициентом размягчения больше 0,8 называют водостойкими.
Влагоотдачей называется свойство материала отдавать воду при изменении условий в окружающей среде. Влагоотдачу выражают посредством скорости высыхания материалов — количеством воды ( а процентах от веса или объёма стандартного образца материала ), теряемым в сутки при относительной влажности окружающего воздуха 60 % и температуре 20 градусов.
Влажность материала — весовое содержание воды в материале строительных конструкций ( значительно ниже, чем их полное водопоглощение ).
Водопроницаемостью называется способность материала пропускать воду под давлением.
Морозостойкостью называется способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное переменное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного понижения прочности.
Плотные материалы без пор или с незначительной пористостью, поглощающие весьма мало воды, морозостойки.
Чтобы материал обладал морозостойкостью, коэффициент размягчения его должен быть не ниже 0,9.
Газопроницаемостью называется способность материала пропускать через свою толщу газ ( воздух ).
Газопроницаемость стен и других элементов сооружений можно значительно уменьшить, покрывая их масляными красками или битумными составами, а также производя их оштукатуривание.
Примеры : воздухопроницаемость кирпича — 0,35, цементно-песчанной штукатурки — 0,02, рубероида — 0,01.
Теплопроводностью называется способность материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разновидности температур на поверхностях, ограничивающих материал.
Степень теплопроводности очень важно знать для материалов. используемых при устройстве так называемых ограждающих конструкций зданий ( т.е. наружных стен, верхних перекрытий, полов в нижнем этаже ) и в особенности для теплоизоляционных материалов, назначение которых — способствовать сохранению тепла в помещениях и тепловых установках.
Коэффициент теплопроводности равен количеству тепла, в килокалориях, проходящего через стену толщиной 1 м, площадью 1 кв.м. за 1 час при разности температур на двух противоположных поверхностях стен в 1 град.
Теплопроводность материала зависит от степени его пористости, характера пор, вида материала, влажности, объёмного веса и средней температуры. при которой присходит передача тепла.
У пористых материалов тепловой поток проходит через их массу и через поры, наполненные воздухом. Теплопроводность воздуха очень низка ( 0,02 ), вследствие чего он оказывает большое термическое сопротивление прохождению теплового потока. Коэффициент теплопроводности сухих пористых материалов является промежуточной величиной между коэффициентами теплопроводности их вещества и воздуха. Чем больше пористость ( т.е. чем меньше объёмный вес материала ), тем меньше коэффициент теплопроводности.
Величина пор материала также оказывает влияние на коэффициент его теплопроводности. Мелкопористые материалы менее теплопроводны, чем крупнопористые. Материалы с замкнутыми порами имеют меньшую теплопроводность, чем материалы с сообщающимися порами. Это объясняется тем, что при крупных и сообщающихся порах в них возникает движение воздуха, сопровождающееся переносом тепла ( конвекция ) и повышением суммарного коэффициента теплопроводности.
В таблице 1 приведены коэффициенты теплопроводности теплоизоляционных материалов и для сравнения — коэффициенты теплопроводности некоторых других строительных материалов.
В. СВОЙСТВА ПО ОТНОШЕНИЮ К ДЕЙСТВИЮ ТЕПЛА
Теплопроводностью называют способность материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разности температур на поверхностях, ограничивающих материал.
Очень важно знание теплопроводности материалов, используемых при устройстве так называемых ограждающих конструкций зданий (т. е. наружных стен, верхних перекрытий, полов в нижнем этаже), и в особенности теплоизоляционных материалов, предназначенных для сохранения тепла в помещениях и тепловых установках.
Теплопроводность материала зависит от характера пор и вида материала, его пористости, влажности, объемного веса и средней температуры, при которой происходит передача тепла. Величина ее характеризуется коэффициентом теплопроводности К.
Очень сильно повышает теплопроводность материала его влажность, так как у воды ^, = 0,51, т. е. в 25 раз больше, чем у воздуха. Поэтому поры, заполненные водой, гораздо лучше проводят тепловой поток, чем поры, заполненные воздухом.
Некоторое влияние на величину теплопроводности оказывает температура, при которой происходит передача тепла: коэффициент теплопроводности металлов с повышением температуры уменьшается, у большинства же прочих материалов возрастает. Это особенно необходимо учитывать при выборе материалов для тепловой изоляции паропроводов, котельных установок и т. п.
Структура материала также оказывает влияние на коэффициент теплопроводности. Так, при слоистом или волокнистом строении с определенным направлением волокон коэффициент теплопроводности зависит от направления потока тепла по отношению к волокнам.
Величина пор материала также оказывает влияние на коэффициент его теплопроводности: мелкопористые материалы менее теплопроводны, ччем крупнопористые, материалы с замкнутыми порами имеют меньшую теплопроводность, чем материалы с сообщающимися порами. Это объясняется тем, что при крупных и сообщающихся порах в них возникает движение воздуха, сопровождающееся переносом тепла (явление конвекции) и повышением суммарного коэффициента теплопроводности.
Теплоемкостью называют свойство материала поглощать при нагревании определенное количество тепла.
Теплоемкостью материалов пользуются для определения теплоустойчивости стен в перекрытий т расчета степени подогрева материалов для зимних бетонных и каменных работ, а также прн расчете печей. Под теплоустойчивостью стен и перекрытий понимают их способность сохранять на внутренней поверхности более или менее постоянную температуру, несмотря на колебания теплового потока вследствие неравномерной работы отопления. Суточные колебания температуры в жилых зданиях не должны превышать 6°.
В отапливаемых помещениях в частях стен или перекрытий, обращенных внутрь здания, аккумулируется запас тепла, благодаря чему в помещениях температура значительно не повышается. По окончании топки запас тепла, накопленный в стенах и перекрытиях, расходуется на подогрев воздуха, чем и выравниваются в помещениях колебания температуры воздуха. Для стен и перекрытий жилых и отапливаемых зданий желательно применять материалы с возможно более высоким коэффициентом теплоемкости. Такими являются лесные материалы, широко используемые для устройства стен и перекрытий небольших отапливаемых зданий.
Под Огнестойкостью понимают способность мгатеряаяов вшгерживать без разрушения действие высоких температур. По огнестойкости строительные материалы делятся на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.
Несгораемые материалы при воздействии огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. Некоторые несгораемые материалы (например, кирпич, черепица, бетоны, асбестовые материалы) при воздействии высоких температур деформируются незначительно, другие же могут деформироваться сильно (сталь) или разрушаться (некоторые природные каменные материалы, например гранит, мрамор, известняк, гипс). Трудносгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются. Горение (тление) таких материалов (фибролит, войлок, пропитанный глиняным раствором, и др.) происходит только при наличии источника огня, а после его удаления горение прекращается. Сгораемые материалы (дерево, рубероид, толь, пластмассы и др.) под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.
Огнеупорностью называют свойство материала противостоять, не деформируясь, длительному воздействию высоких температур.
§ 17. ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ ПОМЕЩЕНИЯ
Температура помещения остается неизменной, если поступление тепла отопительных приборов равно недостатку тепла в помещении. Если теплопоступления периодически изменяются при неизменных потерях тепла, то в помещении наблюдаются колебания температуры воздуха и радиационной температуры. Ограждения, все предметы, воздух под влиянием этих изменений периодически поглощают или отдают тепло. Чем больше способность поглощать тепло у ограждений и предметов, поверхности которых обращены в помещение, тем меньше в помещении колебания температуры и тем больше его теплоустойчивость.
Теплоустойчивостью помещения называется его свойство поддерживать относительное постоянство температуры при периодически изменяющихся теплопоступлениях.
Интенсивность колебания температуры в помещении будет также зависеть от степени неравномерности лучистой и конвективной составляющих теплоотдачи приборов и их соотношения.
По характеру изменения во времени все возможные виды поступлений и потерь тепла можно разделить на гармонические и прерывистые. Сложные случаи подачи тепла могут быть представлены их сочетанием.
Имеется определенная специфика в теплоустойчивости помещения при лучистых и конвективных поступлениях тепла, связанная с разной последовательностью передачи тепла к воздуху и поверхностям помещения.
При рассмотрении задачи теплоустойчивости пользуются методом наложения (суперпозиции), основанным на независимости действия отдельных тепловых возмущений. Совместный эффект действия всех источников и стоков тепла получают суммированием частных результатов.
Коэффициент неравномерности теплопередачи отопительного прибора М при периодически изменяющемся отоплении определяется по формуле
Для теплоемких приборов коэффициент М может быть определен экспериментально. Например, для теплоемких отопительных печей экспериментальные значения М даются в зависимости от размеров печи, толщины ее стенок иг числа топок в сутки.
Теплоустойчивость помещения, определяющую изменение его теплового режима, можно охарактеризовать показателями геплоусвоения Упом и теплопоглощения Рпом помещения. Рассмотрим эти показатели применительно к задаче прерывистого отопления.
В качестве показателя теплоусвоения помещения Упом примем суммарное теплоусвоение всех поверхностей ограждений помещения
Охлаждение помещения при отключении отопления. Теплоустойчивость помещений обычно связывают с установившимися периодическими тепловыми воздействиями, но теплоинерционные свойства проявляются также и при других изменениях теплового режима. Для выбора отопления нужно знать, как различные помещения реагируют на прекращение или частичное изменение подачи тепла. Возможно аварийное отключение отопления; при центральном теплоснабжении подача тепла в систему отопления связана с водоразбором в работающих параллельно с ней системах горячего водоснабжения. При прекращении подачи тепла помещение начинает постепенно охлаждаться. Вначале резко снижается температура воздуха tB, достигая уровня осредненной температуры поверхностей tR. Затем температура во всех точках начинает понижаться одновременно, основные потери тепла происходят через окна.
Процесс охлаждения можно достаточно точно рассчитать, пользуясь методом определения теплоустойчивости помещения при прерывистой подаче тепла. Разовое отключение системы можно рассматривать как прерывистую подачу с периодом большой продолжительности.
Возможен и другой подход, который заключается в следующем. Переходный тепловой процесс выхолаживания помещения подобен охлаждению тела. В этом процессе вначале (непродолжительное время) происходит неупорядоченное (иррегулярное) изменение температуры, которое быстро сменяется регулярным режимом понижения температуры.
Применительно к помещению в целом оказывается справедливой общая закономерность регулярного режима охлаждения, согласно которой скорость изменения логарифма избыточной температуры — темп охлаждения К является постоянной и независящей от координат точки, времени, начального распределения температуры. Натурными наблюдениями и лабораторными экспериментами ^определены значения коэффициента К, которые заметно отличаются друг от друга в зависимости от конструктивного решения здания, вида строительных материалов, положения помещения в здании. В табл. II.9 даны примерные значения коэффициента К, имея которые можно рассчитать понижение температуры в помещении во времени после прекращения или уменьшения подачи тепла. При частичном изменении поступлений тепла конечной температурой переходного процесса является температура нового стационарного режима при измененной теплоподаче. Значение коэффициента К несколько изменяется во времени, что связано с уменьшением коэффициентов конвективного и лучистого теплообмена, которые заметно влияют на темп охлаждения помещения. Скорость охлаждения помещения, определенная с постоянным значением К, обычно несколько больше фактической.
К содержанию книги: Отопление
Смотрите также :
Теплоемкостью материалов пользуются для определения теплоустойчивости стен в перекрытий т . В отапливаемых помещениях
Какой из факторов оказывает наибольшее влияние на теплоустойчивость стен и перекрытий зданий
Выберите свой город
Подписывайся на наш инстаграм
Горячая линия, звонок бесплатный Все люди, когда строят свой дом, хотят чтобы он был прочным, надежным, долговечным и чтобы жить в нем было комфортно. В этой статье мы уделим внимание микроклимату помещения, разберемся, по каким параметрам он определяется, и как построить действительно комфортный для проживания дом. Хочу поговорить с персональным менеджеромНа микроклимат помещения влияют физические свойства материалов из которого оно построено, а так же их последовательность внутри ограждающей конструкции. Основные физические свойства материалов: плотность, паропроницаемость, теплопроводность, теплоустойчивость и теплоусвоение.
Паропроницаемость. Многие слышали, что «дышащие» стены – это вроде бы хорошо. Но далеко не все знают, что это вообще такое. Так вот материал называют «дышащим», если он пропускает не только воздух, но и пар, то есть имеет паропроницаемость. Керамзит, дерево и пенобетон имеют хорошую паропроницаемостью. Некоторой паропроницаемостью облажает кирпич и бетон, но очень маленькой. Выдыхаемый человеком, выделяемый при приготовлении пищи или принятии ванной, пар, если в доме нет вытяжки, создаёт повышенную влажность. Признаком этого является появление конденсата на окнах или на трубах с холодной водой. Считается, что если стена имеет высокую паропроницаемость, то в доме легко дышится.
На самом деле это не совсем так. В современном доме, даже если стены в доме из «дышащего» материала, 96% пара, удаляется из помещений через вытяжку и форточку, и только 4% через стены. Если на стены наклеены виниловые или флизиленовые обоями, то стены влагу не пропускают. А если стены действительно «дышащие», то есть без обоев и прочей пароизоляции, в ветреную погоду из дома выдувает тепло. А ещё они менее долговечны. Чем выше паропроницаемость материала, тем больше он может набрать влаги, и как следствие, у него более низкая морозостойкость. Пар, выходя из дома через стену, в «точке росы» превращается в воду. Производители строительных материалов, таких как газоблок и пенобетон, хитрят, когда рассчитывают теплопроводность материала, они всегда считают, что материал идеально сухой. Теплопроводность отсыревшего газоблока увеличивается в 5 раз, то есть в доме будет, мягко говоря, очень холодно. Но самое страшное, что при падении ночью температуры, точка росы смещается внутрь стены, а конденсат, находящийся в стене замерзает. Вода при замерзании расширяется и частично разрушает структуру материала. Несколько сотен таких циклов приводят к полному разрушению материала. Поэтому паропроницаемость строительных материалов вещь не только бесполезная, но и вредная.
В многослойной конструкции на паропроницаемость влияет последовательность слоев и расположение утеплителя. На рис 1 видно, что вероятность распределения температуры, давления насыщенного пара Рн и давления не насыщенного пара Рр предпочтительнее, если утеплитель находиться с фасадной стороны ограждающей конструкции. При расположении утеплителя внутри здания между ним и несущей конструкциеей образуется конденсат, который ухудшает микроклимат помещения и постепенно разрушает несущую сину.
Рис 1 - Расположение утеплителя внутри и снаружи ограждающей конструкции
Теплопроводность - один из видов переноса теплоты (энергии теплового движения микрочастиц) от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры. Если материал стен обладает высокой теплопроводностью, то жить в таком доме будет крайне не комфортно. Стены будут быстро проводить тепло или холод с улицы в помещение.
Теплоемкость – количество теплоты, которое нужно подвести к объему вещества, для изменения его температуры.
Теплоусвоение. Теплофизические свойства ограждающей конструкции выравнивать колебания температуры в помещении, за счет поглощения ее материалом стен. Это свойство особенно полезно в условиях теплого кубанского климата. Днем материал стен поглощает тепло и отдает прохладу, ночью поглощает прохладу, отдает тепло. Усвоение тепла материалом ограждающей конструкции определяется коэффициентом теплоусвоения и зависит от величины теплопроводности, теплоемкости и объемной массы стены. Чем выше эти параметры, тем сильнее материал будет сглаживать температуру. Из таблицы 1 видно, что наибольшим теплоусвоением обладают металлы, из каменных конструкций бетон и железобетон.
Теплоустойчивость. Свойство ограждающей конструкции сохранять при колебаниях потока тепла относительное постоянство температуры на поверхности, обращенной в помещение, называется теплоустойчивостью. От постоянства температуры на внутренней поверхности ограждающих конструкций зависит обеспечение условий комфорта для пребывающих в помещении людей.
Теплоустойчивость ограждающей конструкции обеспечивается преимущественно теплоемкостью слоя резких колебаний. В часы действия отопления тепло накапливается в этом слое, а при перерывах в работе отопительной системы поступает в помещение, согревая внутренний воздух и обеспечивая относительное постоянство его температуры.
Такая теплоемкость может быть названа активной. Если указанный слой будет выполнен из материала с большим теплоусвоением, то в значительной мере будет обеспечена теплоустойчивость всей ограждающей конструкции.
Таблица 1. Плотности, теплопроводности и паропроницаемости строительных материалов.
Подведем итог. Ограждающая конструкция дома (стена), должна обладать минимальной паропроницаемостью и теплопроводностью и в то же время быть теплоемкой и теплоустойчивой. Из таблицы видно, что такого эффекта нельзя добиться, используя для возведения стены один материал. Фасадная (наружная) часть стены должна сдерживать холод (минимальная теплопроводность) и не давать ему пройти к внутреннему теплоемкому материалу, который будет сглаживать температуру внутри дома. Для внутреннего материала идеально подходит армированный бетон, он обладает максимальной теплоемкостью и плотностью, также это один из самых прочных строительных материалов. Применение бетона для несущей стены позволит сгладить разницу дневной и ночной температуры в помещении (см. рис 2) и даст вам увеличение в полезной площади дома. (рис 3)
Рис. 2 - График колебания летних температур в краснодарском крае.
1 - колебания температуры на улице;
2 - коллебания температуры в помещении построенном из пено- или газоблока;
3 - температура в утепленном монолитном доме (система «ТЕХНОБЛОК»)
Как наружный утеплитель можно использовать пенополистирол, пенополиуретан или минвату, все три материала обладают небольшой теплопроводностью и давно используются в строительстве. Для защиты слоя утеплителя можно использовать штукатурку, мокрый фасад или облицовочные панели. Наша компания использует панели «ТЕХНОБЛОК», которые зарекомендовали себя как надежный материал, позволяют существенно сэкономить время и деньги.
Паропроницаемость внутреннего слоя должна быть ниже, чем наружного, для свободного выходы пара за стены дома. При таком решении «точка расы» так же расположена за пределами несущей стены и не разрушает стен здания. Для предотврощения выпадения конденсата внутри ограждающей конструкции сопротивление теплопередаче в стене должно уменьшаться, а сопротивление паропроницанию возрастать снаружи внутрь. Все это предусмотрено в предложенной конструкции (рис 2).
Теплоустойчивость здания
Теплоусто́йчивость здания — способность здания сохранять относительное постоянство температуры воздуха в помещениях при периодических колебаниях температуры наружного воздуха и теплового потока, проходящего через ограждающие конструкции здания. Теплоустойчивость обеспечивает поддержание в помещениях необходимого теплового комфорта как в условиях неравномерной отдачи тепла отоплением, так и при воздействии солнечной радиации и климатических факторов. Теплоустойчивость здания зависит от теплоустойчивости его внешних ограждающих конструкций, а также от теплоемкости внутренних конструкций и оборудования. Для определения теплоустойчивости ограждающих конструкций применяют методы расчета, вытекающие из решения дифференциальных уравнений для неустановившихся условий теплообмена. Наименьшая теплоустойчивость характерна для зданий с большим количеством светопроемов и легкими наружными ограждениями.
Строительные мифы. Про теплоустойчивость, или про "летний ад в каркасниках".
В нормативах, способность дома сохранять постоянную температуру - называют теплоустойчивостью.
Мало кто следит за динамикой изменения нормативов, поэтому остановлюсь чуть подробнее. Заглянем в две версии документа регламентирующего теплозащиту. Предыдущую и современную.
Ну и коль уж полезли, посмотрим и на зиму, и на лето.
Старый варианта - СНиП 23-02-2003 (п. 7). Для зимы - все очень просто. Параметры здания должны обеспечить суточные колебания температуры в диапазоне не выше заданного. Для центрального отопления - 1,5С, котлы - 2,5С, печка 3С.
Современный вариант. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.
Зиму - отменили! :) В смысле там, для холодного периода - нет ничего вообще. Сильно подозреваю, что это результат растущей юридической грамотности и общей ушлости населения :)
Классный повод, не выдержали суточные 1,5С - сразу в суд, некачественное представление услуг и при определенной настырности - не платим за тепло.
В новый СП, подход СНиПа перекочевал без изменений.
Смотрим п.6.1. "В районах со среднемесячной температурой июля 21 °С и выше. " - далее, что делать в этих районах, где выше. Про те, где ниже - тишина. Там, где ниже, там пофиг на летнюю теплоустойчивость.
Ладно, выясняем, что ж это за места, где средняя июля выше +21 (СП 131.13330.2012 Строительная климатология, табл. 5.1). А это - Майкоп, Астрахань (там арбузы), Махачкала и. прочие Сочи. Тут понятно.
Ладно, глядим в середку России. МосквЫ, ПитерЫ - им придирки по теплоустойчивости не светят (это означает, что проектировщик вообще может не думать в эту сторону). Тем более не светит для Мурманска, Воркуты, Норильска.
Поехали на юг. Брянск, Липецк, Орел, Воронеж и прочие африканские (по сравнению с Воркутой) города. Ну там-то, надо как-то специально проектировать!? А, вот нифига. Им тоже не светит п.6.1. "Холодно" у них летом для этого пункта. А значит, что в плане летней защиты от жары, проектировщик может смело закладывать равные решения для Воркуты и Воронежа с Липецком.
Теплоизоляционный материал. Основные критерии выбора
Теплоизоляция наружных стен коттеджа позволяет сократить теплопотери, снизить затраты на отопление и создать в помещениях комфортный микроклимат. За счет грамотного утепления в доме исчезает сырость и плесень, повышается долговечность ответственных конструкций из кирпича, бетона и древесины.
Для утепления коттеджа можно использовать разнообразные материалы, отличающиеся друг от друга составом, способом укладки, сроком службы, показателем теплопроводности, стоимостью и другими характеристиками.
При выборе подходящего утеплителя следует учитывать следующие факторы:
• назначение здания (жилая или хозяйственная постройка, помещение для скота);
• из чего построены стены (кирпич, каркасная конструкция, газобетон, бревно, брус);
• климатические особенности региона (влажность, ветровая нагрузка, температурные скачки);
• периодичность эксплуатации здания (летом или круглогодично);
• параметры отопительной системы (мощность котла, количество радиаторов, наличие автоматики).
Показатель теплопроводности
Этот критерий наиболее важный. Чем ниже теплопроводность, тем менее интенсивно материал обменивается теплом с окружающей средой. Из распространенных утеплителей лидером в этом плане является пенополиуретан, теплопроводность которого в несколько раз ниже, чем у пенопласта и минваты.
Паропроницаемость
Во многих случаях целесообразнее использовать утеплители, хорошо пропускающие влагу. Если пенополистирол ее совершенно не пропускает, то он создает герметичный слой, не позволяя избыточной влаге выводиться наружу. Вследствие этого в доме накапливается сырость, от которой возникает плесень и все начинает гнить. Оптимальными в плане паропрозрачности считаются утеплители из минеральной ваты и эковаты. При правильном монтаже минваты используются специальные пароизоляционные пленки, которые пропускают пар в одном направлении, не допуская проникновения сырости с улицы и позволяя при этом лишней влаге просачиваться сквозь утеплитель и удаляться в атмосферу. За счет хорошей паропроницаемости минеральной ваты и эковаты повышается уровень комфорта в помещениях, исчезает сырость.
Плотность и жесткость изделия
В зависимости от назначения и расположения утепляемых конструкций подбирают материал с определенными показателями плотности. Если утепляются вертикальные конструкции (наружные стены, перегородки), то оптимальным решением является использование жестких плит из минваты, прочного пенополистирола. Такие изделия не деформируются под собственной тяжестью, не слеживаются в процессе многолетней эксплуатации. Горизонтальные конструкции (полы, перекрытия, скаты кровли) лучше всего утеплять менее жесткими материалами (маты и рулоны из минваты, стекловата), так как при их монтаже утеплитель плотно прилегает к стропилам или деревянным лагам за счет своей упругости. Благодаря горизонтальном расположению материал не испытывает нагрузок, поэтому его плотность не должна быть высокой.
Биостойкость, химическая стойкость
Наиболее устойчивым к химическим воздействиям и к биологическому разрушению является утеплитель из минеральной ваты. Каменные волокна, из которых формируется изделие, не гниют, не разрушаются под действием химикатов и не разлагаются на протяжении долгих лет. Что касается пенопласта, то он в этом плане занимает последние позиции в перечне утеплителей, поскольку всего через 15 лет он начинает крошиться и образовывать обширные полости внутри теплоизоляционного слоя, что приводит к огромным теплопотерям .
Пожаробезопасность
К негорючим утеплителям относятся пеностекло, минеральная вата, стекловата, а также, как ни странно, эковата. Последняя является целлюлозным материалом (ее делают из бумажной макулатуры), однако за счет добавления в нее антипиренов, а также благодаря наличию большого количества влаги внутри целлюлозных волокон данный утеплитель не склонен к воспламенению. Под действием огня на поверхности эковаты образуется обуглившаяся корка, которая не позволяет загораться материалу.
Использование негорючей каменной ваты (минваты) позволяет создать безопасное жилье, поэтому этот утеплитель является самым популярным в нашей стране.
Очень низкой стойкостью к огню обладает пенополистирол. Этот утеплитель горит с образованием высокой температуры и огромного количества ядовитого дыма, которого выделяется в десятки раз больше, чем при горении древесины.
Срок службы утеплителя
Самыми долговечными считаются минеральная вата, пеностекло, стекловата, а также экструдированный пенополистирол и пенополиуретан. Указанные материалы могут служить на протяжении десятилетий. В Европе известны случаи, когда при демонтаже строительных конструкций, утепленных экструдированным пенополистиролом 70 лет назад, извлекаемый утеплитель находился в идеальном состоянии. Минеральная вата тоже служит 60-70 лет при условии грамотного монтажа и правильной эксплуатации здания. Срок службы пенополиуретана несколько меньше, но тоже составляет десятилетия.
Долговечность дома, срок службы утеплителя
Какие стены дома долговечнее. Когда менять утеплитель.
Долговечность дома в меньшей степени зависит от строительных свойств материала стены.
Значительно большее влияние на долговечность оказывает правильный выбор конструкции фундамента, стен и коробки дома, а также качество строительства и условия эксплуатации здания.
Вокруг можно найти не мало примеров, когда, например, деревянные здания стоят более 100 лет, а фундаменты из монолитного железобетона и стены из кирпича трещат и разваливаются после первой же зимы.
Каменное здание Исаакиевского собора в г.Санкт-Петербург стоит на деревянном фундаменте уже более ста лет. Это наглядный пример того, как правильный учет грунтовых условий и свойств материала, позволил архитектору создать долговечную конструкцию фундамента и поставить тяжелое каменное здание на казалось бы слабое, быстро загнивающее в земле, и потому недолговечное, основание из дерева.
Долговечность дома снижается по следующим причинам:
Из-за ошибок проекта или внесении не просчитанных изменений в проект. Например, не согласованный с проектировщиком перенос внутренних стен, уменьшение длины простенков между окнами или толщины кладки, изменение конструкции перекрытий и т.д., может снизить устойчивость наружных стен к нагрузкам.
Из-за дефектов строительства. Например, отклонение кладки от вертикали, кривизна стены, не полностью заполненные раствором швы кладки, применение поврежденных (со сколами) материалов — все это, и не только, снижают прочность стен дома.
Из-за применения материалов низкого качества. Качество, свойства применяемых на стройке материалов должны соответствовать указаниям проекта. Кладка, выполненная из кирпича или блоков, имеющих меньшую марку прочности или морозостойкости, чем указано в проекте, снизит прочность и долговечность наружной стены дома.
При покупке материалов необходимо убедиться, что материал действительно отвечает заявленным характеристикам.
Из-за недостатков в эксплуатации дома. Например, отсутствие организованного стока воды с участка способствует подъему уровня грунтовых вод, заболачиванию участка.
Неправильно сделанная отмостка приводит к замачиванию грунта в основании фундамента. Все это снижает несущие свойства грунта в основании фундамента, увеличивает степень морозного пучения грунта. В результате растут напряжения и деформации в фундаменте и стенах, что ускоряет их разрушение.
Не своевременный ремонт кровли, наружной штукатурки или облицовки стен приводит к намоканию утеплителя и кладки стен, к их преждевременному разрушению.
Согласно СТО 00044807-001-06 у зданий до 5-ти этажей с наружными стенами из газобетонных блоков автоклавного твердения прогнозируемая долговечность 100 лет , продолжительность эксплуатации до первого капитального ремонта — 55 лет.
Долговечность, срок службы утеплителя
В научных статьях можно встретить утверждения, что продолжительность эффективной эксплуатации зданий, утепленных минераловатными или полистирольными плитами , до первого капитального ремонта составляет 25-35 лет. В этот срок требуется полная замена утеплителя.
На сайте известного производителя изделий из минеральной ваты утверждается, что срок службы теплоизоляционных материалов составляет не менее 50 лет при условии соблюдения рекомендаций компании по технологии монтажа и условиям эксплуатации.
Причем, производитель не поясняет, что происходит с материалом в конце срока службы, и как определить момент, когда необходима его замена. Лишь отмечает отсутствие утвержденной методики по определению долговечности строительных материалов. Возникает вопрос — чем обоснована цифра 50 лет?
Все источники информации сходятся в одном мнении, что долговечность утеплителей из минеральной ваты, из разных видов вспененных полимеров и эковаты заметно меньше , чем материалов, из которых кладут стены.
Известно что органические вещества стареют намного быстрее, чем минеральные. В процессе старения меняется химический состав и физическая структура материала. Материал перестает выполнять свои функции в той или иной строительной конструкции.
Плиты из минеральной ваты содержат 3-10% органических веществ — связующих смол и гидрофобизирующих пропиток. С течением времени связующее вещество постепенно разлагается и перестает скреплять минеральные частицы ваты. Гидрофобизирующая пропитка перестает защищать, и утеплитель все больше насыщается влагой. В результате, частицы ваты осыпаются, утеплитель теряет свою структуру, слеживается, сжимается.
Любой утеплитель постепенно, с годами, теряет свои теплосберегающие свойства .
Установлено, что чем выше плотность плит из минеральной ваты ( кг/м3 ), тем медленнее снижаются их теплосберегающие свойства. Это правило справедливо и для других видов утеплителей. Для увеличения срока службы рекомендуется применять плиты из минеральной ваты с высокой плотностью, более 75 кг/м3 , хотя они и дороже.
Более долгий прогнозируемый срок службы имеют минеральные утеплители — теплоизоляционные изделия из ячеистого бетона или пеностекла.
Когда менять утеплитель?
Утеплитель следует менять тогда, когда он перестает выполнять свои функции. Как определить этот момент?
Законодательство в сфере строительства и ЖКХ предписывает по окончании строительства здания проводить энергетический аудит . В процессе аудита с помощью замеров приборами (тепловизорами и т.п.) определяются теплосберегающие параметры стен и других ограждающих конструкций.
По результатам аудита составляется энергетический паспорт, здание относят к тому или иному энергосберегающему классу.
В Евросоюзе для новых частных домов эта процедура является обязательной. Класс дома по энергосбережению сильно влияет на стоимость недвижимости.
В РФ энергоаудит частных домов не обязателен и обычно не проводится. И наверное зря.
Через 25 — 30 лет энергоаудит проводят снова. Сравнивают между собой показатели теплосберегающих свойств стен, перекрытий тогда (у нового дома) и теперь.
Если, например, сопротивление теплопередаче стены уменьшилось на 1\3 и более от первоначального, то рекомендуется проводить капитальный ремонт — менять утеплитель и наружную облицовку стены.
Еще через 25 лет (или раньше) проводится следующий очередной аудит. Так, на основании периодических измерений теплосберегающих свойств наружных ограждений дома, и определяется необходимость замены утеплителя в том или ином элементе дома.
Поскольку массовое применение эффективных утеплителей началось лет 20 — 25 назад, а энергетический аудит во многих случаях не проводится, то достоверной статистики о сроках службы утеплителей, применяемых в РФ, нет.
Исходя из необходимости довольно скорой замены утеплителя, выгодно выбирать такую облицовку двухслойных наружных стен, которая бы имела такой же срок службы, что и утеплитель. Например, штукатурку по утеплителю или вентилируемый фасад с облицовкой пластмассовыми, фиброцементными или деревянными материалами.
Теплофизические свойства строительных материалов
Теплофизические свойства определяют выбор материала для ограждающих конструкций зданий и сооружений.
Теплоемкость - способность материалов поглощать тепло при нагревании. Характеризуется удельной теплоемкостью, с, Дж/(кг*°С), которая равна количеству тепла Q, Дж, необходимому для нагревания материала массой m = 1 кг на 1 °C:
По СНиПу сопротивление теплопередаче стены должно изменяться в пределах от 2 до 6 в зависимости от климатической зоны.
Теплостойкость - способность материала не разрушаться при многократных резких изменениях температуры.
Теплостойкость зависит от коэффициента линейного температурного расширения (КЛТР) материала, который показывает на какую долю увеличивается длина образца материала при нагревании на 1°С. Теплостойкость увеличивается со снижением КЛТР.
Огнестойкость - способность материала не разрушаться от действия высоких температур и воды при пожаре.
Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими свойствами: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью.
По показателю горючести материалы подразделяют на горючие и негорючие. К негорючим материалам относятся - строительный камень, бетон, керамика, металлические сплавы и другие. Однако, при температуре выше 600°C на некоторых негорючих материалах появляются трещины (некоторые горные породы, бетон), конструкции могут существенно деформироваться (металлические сплавы). Такие материалы и конструкции в необходимых случаях защищают более огнестойкими материалами.
Горючие строительные материалы подразделяются по параметрам горючести, по воспламеняемости (трудновоспламеняемые, умеренно воспламеняемые и легковоспламеняемые), по распространению пламени (4 типа) и по токсичности (4 группы).
Огнеупорность - способность материалов выдерживать длительное воздействие высоких температур без значительных пластических деформаций. Огнеупорные материалы должны выдерживать воздействие среды с температурой выше 1580°C, тугоплавные - 1350-1580°C и легкоплавные - менее 1350°С.
Радиационная стойкость и защитные свойства материалов - способность материала сохранять структуру и свойства при воздействии ионизирующих излучений.
Защитные свойства материала оцениваются его способностью поглощать гамма- и нейтронное излучение. О защитных свойствах судят по поглощению излучения слоем материала, который ослабляет интенсивность ионизирующего излучения в 2 раза. Толщина слоя половинного ослабления излучения у тяжелого цементного бетона составляет 0,1 м.
Читайте также: