925

Пониженная теплостойкость и горючесть пенопластов не является помехой при использовании их в слоистых конструкциях совместно с бетоном и кирпичом.

Разработанная в 1941 году технология получения экструзионного пенополистирола намного расширила границы его применения в строительстве. Обладая весьма низким водопоглощением (менее 0,3%) за счет замкнутой структуры ячеек размером 0,1-0,2 мм и высокой механической прочностью, плиты из экструзионного пенополистирола могут быть использованы для утепления инверсионных (перевернутых) плоских покрытий, в качестве наружной теплоизоляции стен, для теплоизоляции подземных частей зданий, фундаментов, стен подвалов, где использование многих других утеплителей невозможно из-за капиллярного подъема грунтовых вод. Обладая низкими стабильными теплотехническими показателями, этот материал эффективно применяется в местах, называемых «мостиками холода». Это прежде всего места стыка ограждающих конструкций с перекрытиями и балками, которые особенно нуждаются в эффективной теплозащите.

Недостатком экструзионного пенополистирола является его ограничение, связанные с требованиями пожарной безопасности (категория Г1 по ГОСТ 30244-94), в случае его использования при наружном утеплении фасадов. С целью повышения пожаростойкости плиты из экструзионного пенополистирола, предназначенные для утепления зданий, должны оштукатуриваться, что повышает их стойкость к горению.

Другим эффективным теплоизоляционным материалом из группы газонаполненных полимеров является экструдированный пенополиэтилен (ППЭ). У ППЭ практически отсутствует влагопоглощение и при его использовании в качестве утеплителя не требуется дополнительного пароизоляционного слоя.

Хорошими теплоизоляционными свойствами обладает изоляция на основе пенополиуретана, который, имея высокую адгезию, под давлением напыляется практически на любые строительные материалы любой конфигурации: металл, бетон, кирпич, стекло, шифер и т.д. Пенополиуретан – это разновидность газонаполненных пластмасс (пенопластов), структура которых представляет собой ячейки, наполненные воздухом. При нанесении на поверхность данное вещество вспенивается, образуя однородный слой теплоизолирующего материала. На сегодняшний день, напыляемый пенополиуретан - это самая современная и эффективная тепло-, паро-, гидро-, и звукоизоляция, получаемая непосредственно на месте проведения работ.

Пенополиуретан наносится слоями толщиной 10-15 мм и затвердевает в течение 3-20 сек при температуре для проведения работ по напылению от +10 до 0 оC. Плотность получаемого покрытия имеет диапазон от 30 до 200 кг/м3. Сам процесс непрерывного напыления приводит к образова-

241

нию бесшовного, изолирующего покрытия любой толщины, не требующего специального крепежа теплоизоляции.

Использование двухкомпонентных пенополиуретановых покрытий дает возможность применять их в виде как простой теплоизоляции или гидроизоляции, так и создавать одним покрытием комплексную систему. Расчеты эффективности его применения показывают более, чем двухкратную экономию по сравнению с другими технологиями утепления зданий. Кроме того, использование легкого пенополиуретана позволяет значительно снизить нагрузку на несущие конструкции и защитить их от преждевременной коррозии.

Пенополиуретан не подвержен воздействию грибков и сырости, хорошо сохраняется при любых температурах, не воспламеняется, не выделяет вредных веществ и аллергенов. Он биологически нейтрален и безопасен для здоровья. Срок службы пенополиуретана составляет более 30 лет.

Новыми теплоизоляционными материалами являются пенофольгированные изделия, представляющие собой слой полиэтиленовой пены, зажатой с двух сторон алюминиевой фольгой. Коэффициент теплопроводности этого материала равен 0,027 Вт/м2 0С, что почти в 1,5 раза меньше, чем у стеклянных и базальтовых утеплителей. Несомненное достоинство - это простота монтажа такого материала: он крепится к стенам с помощью строительного степлера. Как недостаток стоит отметить то, что он абсолютно паро- и газонепроницаем, т.е. помещение, утепленное этим материалом, перестает «дышать» и его необходимо периодически проветривать.

Уникальным теплоизоляционным материалом является пеностекло, состоящее на 100% из стеклянных ячеек. В настоящее время пеностекло является самым прочным из всех эффективных теплоизоляционных материалов. Этот показатель очень важен, так как чем прочнее материал, тем менее он подвержен сжатию под воздействием нагрузки. В то же время сжатие теплоизоляционного материала приводит к увеличению его теплопроводности и снижению теплозащитных свойств конструкции. Пеностекло является полностью негорючим материалом, не разрушается химическими реагентами, не подвержено гниению, в нем отсутствует питательная среда для распространения плесени и грибков. Этот материал не впитывает влагу и не пропускает ее. При повреждении гидроизоляции не допускает распространение воды, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.

Пеностекло выпускается в виде теплоизоляционных блоков толщи-

ной 30, 40, 50, 60, 80, 100 и 120 мм с размерами сторон 400 х 475; 475 х 200; 400 х 250; 400 х 200; 400 х 125 и 250 х 200 мм. Коэффициент теплопроводности – не менее 0,076 Вт/м0С, плотность – не более 180 кг/м3; предел прочности на сжатие – не менее 0,7 МПа.

В настоящее время разработаны утеплители на основе ячеистого бетона плотностью от150 до 400 кг/м3 с коэффициентом теплопроводности

242

от 0,08 до 0,15 Вт/м2 0С, которые являются экологически чистыми, пожаробезопасными и долговечными материалами. Эти теплоизоляционные изделия вполне могут заменить теплоизоляционные изделия из минеральной вата и пенополистирола. Они с успехом могут применяться для наружной теплоизоляции существующих зданий, подлежащих реконструкции. Стоимость теплоизоляционных изделий на основе ячеистого бетона в 2-3 раза ниже, чем у минераловатных плит, а капитальные затраты на организацию производства, примерно, в 5-10 раз ниже, чем на организацию производства традиционных видов теплоизоляционных материалов.

Одним из самых эффективных теплоизолируемых материалов явля-

ется карбамидный пенопласт - «Пеноизол», обладающий высокими тепло-

изоляционными свойствами (коэффициент теплопроводности – 0,03 Вт/м2 0С ), низкой плотностью (15 кг/м3), рабочим диапазоном температур от – 500С до + 1200С, большой сопротивляемостью огню, стойкостью к действию микроорганизмов. Одним из преимуществ пеноизола, по сравнению с другими утеплителями, является его крайне низкая стоимость и простота получения. На данный момент «Пеноизол» – это самый дешевый из известных теплоизоляционных материалов. «Пеноизол» может применяться в виде блоков или плит, а также путем заливки в опалубку или набрызга теплоизоляционного слоя на стены за штукатурную сетку непосредственно на строительной площадке. Для этого штукатурная сетка крепится к стене на расстоянии соответствующем заданной толщине теплоизоляционного слоя. После высыхания пеноизола осуществляется его оштукатуривание известными способами.

Уникальным прогрессивным теплоизолирующим материалов являет-

ся жидкий керамический материал («Thermal-Coat»), состоящий из микро-

скопических вакуумизированных керамических и силиконовых шариков. Российская версия – «ИЗОЛАТ-2», выпускаемая в г. Екатеринбурге. Такая композиция делает материал легким, гибким, пластичным, обладающим высокой адгезией к покрываемым поверхностям. Уникальность теплоизоляционных свойств этого материала заключается в создании практически не проводящего тепло слоя. Его теплопроводность (коэффициент теплопроводности – =0,001 Вт/(м оС) на порядок ниже всех известных теплоизоляторов, поэтому толщина теплозащитного слоя имеет всего лишь считанные миллиметры.

При нанесении теплоизоляционного слоя толщиной 0,38 мм толщина наружной стены здания при расчетной температуре наружного воздуха – 250С может составлять:

-из кирпича – 280 мм;

-из керамзитобетона – 240 мм;

-из дерева – 75 мм.

243

К теплоизоляционным материалам из натурального сырья и продуктов их переработки относится «ЭКОВАТА», которая изготавливается из бумажных отходов с добавлением связующих и наполнителей. Пропитанные веществами для снижения влагопоглощения, антипиренами для придания материалу негорючести и антисептиками, эковата обладает неплохими теплоизоляционными свойствами и может применяться для утепления наружных стен и чердачных перекрытий индивидуальных жилых домов.

Следует отметить, что теплоизоляционные материалы с коэффициентом теплопроводности менее 0,06 Вт/м2∙0С окупаются за 5-7 лет эксплуатации за счет экономии энергоресурсов.

3.3. Определение дополнительной толщины утеплителя

Для того чтобы установить дополнительную толщину утепляющего слоя, необходимо провести теплотехнический расчет в соответствии с требованиями свода правил СП 50. 13330.2012 Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». С этой целью определяется нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, Rонорм, (м2∙oC/Вт ), которое сравнивается с фактическим общим сопротивлением теплопередачи реконструируемой ограждающей конструкцией. В случае невыполнения условия ( R0 ) ≥ (Rонорм), следует в рас-

сматриваемую ограждающую конструкцию ввести дополнительный слой утеплителя.

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей норм, (м2∙oC/Вт ), следует определять по формуле:

Rонорм = R отр ∙mр ,

где R отр - базовое значение приведенного сопротивления теплопередаче

ограждающей конструкции, м2 ∙oC/Вт), устанавливается по табл.3 СП 50. 13330.2012 в зависимости от градусо-суток отопительного периода (ГСОП) и региона строительства;

mр – коэффициент, учитывающий особенности региона строительства. В расчете по вышеприведенной формуле принимается равным 1. Допускается снижение значения коэффициента mр в случае, если при выполнении расчета удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания расчетная величина удельного расхода тепловой энергии будет меньше нормируемой величины, то значения коэффициента mр должны быть не менее:

-mр = 0,63 для стен;

-mр = 0,95 для светопрозрачных конструкций;

-mр = 0,8. Для остальных ограждающих конструкций.

244

Для величин ГСОП, отличающихся от табличных, базовое значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, ( R отр ) определяется по формуле

R отр = a ∙ГСОП + b ,

где ГСОП - градусо-сутки отопительного периода ГСОП, oC сут/год, для конкретного места строительства;

а, b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным табл. 3 СП 50. 13330.2012 в зависимости от ограждающей конструкции.

Величина градусо-суток отопительного периода (ГСОП) определяется по формуле

ГСОП = (tв – tот)· zот ,

где, tв – расчетная температура внутреннего воздуха здания, oC, принимаемая при расчете ограждающих конструкций жилых зданий в интервале2022 oC;

tот, zот – средняя температура наружного воздуха, oC, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, принимаемые по своду правил СП 131.13330. 2012 «Строительная климатология» Актуализированная версия СНиП 23-01-99* для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 oC.

В случаях реконструкции зданий, для которых по архитектурным или историческим причинам невозможно утепление стен снаружи, нормируемое значение сопротивления теплопередаче стен допускается определять по формуле

R норм (tв tн ) ,

о t н в

где в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2 ∙°С), принимаемый по табл.4 СП 50. 13330.2012;

t н - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха ( tв ) и температурой внутренней поверхности, ( в ),

ограждающих конструкций, °С, принимаемый по табл. 5; tв - расчетная температура внутреннего воздуха, °С;

tн - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года,

°С, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пяидневки обеспеченностью 0,92 по СП 131.13330.

Для установления толщины дополнительного слоя утеплителя необходимо определить величину сопротивления теплопередачи дополнительного слоя утеплителя Rут, м2∙oC/Вт, для чего из расчетной величины нормируемого значения сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, Rонорм, вычесть расчетную величину фактического общего сопротивления теплопередачи реконструируемой ограждающей конструкции R0 :

245

Rдоп = Rонорм - R0 ,

а затем, задавшись эффективным материалом утеплителя, установить его

13330.2012 и определить дополнительную толщину утепляющего слоя ут , м, по формуле

ут Rут ут .

После установления дополнительного слоя утеплителя осуществляется проверка выполнения санитарногигиенических требований тепловой защиты здания.

3.4. Системы утепления наружных стен при реконструкции зданий

В связи с тем, что дополнительный слой утеплителя должен наноситься на уже существующую стеновую конструкцию, то он может крепиться к стене только снаружи или изнутри реконструируемого здания.

При реконструкции применяют следующие утепляющие системы наружных стен здания:

-утепление с оштукатуриванием фасада;

-утепление с защитно-декоративным экраном;

-утепление с облицовкой кирпичом или другим мелкоштучным материалом.

Утепление стен зданий должно осуществляться с учетом результатов обследования их технического состояния, с оценкой несущей способности, наличия трещин, влажности, пластического решения фасада и т.д., так как от этих показателей зависит выбор конструкции крепления утепляющего материала и его долговечность.

Наружная теплозащита стен реконструируемых зданий производится двумя основными методами: так называемым «мокрым» - с применением штукатурных растворов и «сухим» - с использованием конструктивных навесных элементов, предусматривающих наличие воздушной прослойки между облицовкой (наружным экраном) и утеплителем, так называемый «вентилируемый фасад» /62/.

Система устройства дополнительной теплоизоляции снаружи здания

–это комплексная многослойная теплоизоляция, при которой стены здания снаружи утепляются сплошным слоем теплоизоляционных плит, а затем отделываются штукатурными слоями или облицовочными плитами для придания зданию определенного цветового решения.

Комплексная система теплоизоляции снаружи здания:

-защищает стену от переменного замерзания и оттаивания и других атмосферных воздействий;

246

-улучшает ее температурно-влажностный режим, благодаря чему исключается появление трещин в основном массиве стены и возрастает ее долговечность;

-сдвигает точку росы во внешний теплоизоляционный слой, что исключает увлажнение внутренней части стены;

-значительно снижает теплопотери через теплопроводные включения, которыми можно пренебречь с увеличением толщины утеплителя;

-формирует более комфортный микроклимат в помещениях за счет повышения температуры внутренних поверхностей стен и снижения перепада температур внутреннего воздуха и поверхности стен;

-повышает архитектурную выразительность фасадов реконструируемых зданий;

-значительно увеличивает звукоизоляцию наружных стен;

-не уменьшает площадь помещений;

-позволяет осуществлять строительные работы без отселения жиль-

цов.

При наружной теплоизоляции стен возрастает их теплоаккумулирующая способность, вследствие чего такие стены при отключении источника тепла остывают в 6 раз медленнее стен с внутренним теплоизоляционным слоем одинаковой толщины.

Впанельном домостроении решается проблема защиты панельных швов. Кроме того возникает препятствие к разрушению бетона и коррозии

стальной арматуры, так как практически нет доступа СО2, воды и других агрессивных веществ и газов.

Системы наружного утепления стен здания с оштукатуриванием фасадов состоят из трех основных слоев:

-теплоизоляционный, состоящий из теплоизоляционного материала с низким коэффициентом теплопроводности (например, минераловатные или пенополистирольные плиты);

-армированный, состоящий из специального минерального клеевого состава, армированного устойчивой к щелочи сетки;

-защитно-декоративный, включающий грунтовку и декоративную штукатурку (минеральную или полимерную); возможна окраска специальными «дышащими» фасадными красками.

Теплоизоляционный слой обеспечивает утепление ограждающей конструкции, его толщина определяется теплотехническим расчетом, а тип материала – противопожарными требованиями.

Для устройства наружной теплоизоляции применяют в основном плитный утеплитель (хотя возможно применение теплоизоляционных матов), основные показатели которого (плотность, влагопоглощение, теплопроводность, прочность на сжатие, горючесть) определяются необходимым сопротивлением теплопередачи, фактическим состоянием наружных

247

ограждающих конструкций, требуемой долговечностью фасада, функциональной пожарной опасности и другими факторами.

При использовании в качестве теплоизоляции пенополистирольных плит для противопожарной безопасности необходимо предусматривать противопожарные рассечки из негорючего материала, например, из минеральных плит (МВП) вокруг оконных проемов и горизонтальных противопожарных рассечек из МВП на глухих стенах здания через 2500-3000 мм

(рис.3.1).

Рис. 3.1. Установка противопожарных обрамлений из минераловатных плит вокруг оконного проема

Чтобы защитить утеплитель от воздействия атмосферных осадков, усилить механическую прочность и придать ему необходимую для отделочных материалов несущую способность, на него наносится армирующий слой, состоящий из клеевого раствора и армирующей фасадной щелочностойкой сетки. На армированный слой системы ложится основная нагрузка в процессе эксплуатации здания, поэтому качество сетки, ее устойчивость к щелочной среде, разрывные характеристики определяют долговечность защитного слоя и его физико-механические свойства.

Третий слой системы утепления (защитно-декоративный) выполняет две функции: защищает теплоизоляционный слой от внешних неблагоприятных воздействий и придает фасаду эстетический вид. Декоративная штукатурка может быть цветной и в этом случае не требуется окраски поверх-

248

ности фасада; белая штукатурка окрашивается специальными красками. Функция красок не ограничивается приданием фасаду необходимого цветового решения, кроме этого они должны быть гидрофобными, обладать высокой паропроницаемостью, устойчивостью к растрескиванию и шелушению.

Взависимости от толщины штукатурного слоя применяют две разновидности устройства системы: с жесткими и гибкими (подвижными или шарнирными) крепежными элементами (кронштейнами, анкерами). Первую используют при толщине штукатурного слоя 8-12 мм, а вторую – при толщине слоя от 20 до 30 мм.

Впервом случае температурно-влажностные деформации тонких слоев штукатурки не вызывают ее растрескивание, а нагрузка от веса может восприниматься жесткими крепежными элементами, работающими на поперечный изгиб и растяжение от ветрового отсоса.

При значительной толщине штукатурного слоя применяют гибкие крепежные элементы, которые не препятствуют температурновлажностным деформациям и воспринимают только растягивающие напряжения, обеспечивая передачу нагрузок от веса штукатурных слоев через плиты утеплителя на существующую стену здании.

Система с жесткими крепежными элементами предусматривает устройство адгезионного (клеящего) слоя толщиной 2-5 мм, а при неровном основании – толщиной 5-10 мм, с помощью которого производят выравнивание основания и наклеивание плит утеплителя. В связи с тем, что толщина штукатурки не превышает 10-12 мм в этой системе необходимо по соображениям пожарной безопасности применять утеплители из негорючих материалов, например, минераловатных плит.

Теплоизоляционные плиты в системах наружного утепления со штукатурным покрытием устанавливаются не более чем в два слоя, строго горизонтальными рядами со смещением швов по горизонтали. При этом способе вертикальные швы нижнего и верхнего ряда не совпадают. На внутренних и наружных углах здания плиты утеплителя должны устанавливаться с зубчатой перевязкой и обрамлением оконных и дверных проемов с вырезом «по месту». Все теплоизоляционные плиты при наклейке должны плотно прилегать друг к другу, не допуская никаких воздушных зазоров.

Нижний край системы утепления должен располагаться на высоте 500 мм от поверхности земли. Опорой для первого ряда теплоизоляционного материала может служить выступающий край фундамента или край бетонной плиты перекрытия. Если такой опоры нет, то с помощью дюбелей устанавливается «фальшопора» (рис. 3.2) из алюминиевого профиля, ширина которого должна соответствовать толщине устанавливаемого утеплителя.

249

Рис. 3.2. Крепление теплоизоляционного слоя на нижней части стены

Цокольную часть здания, располагаемую ниже «фальшопоры», целесообразно утеплить для снижения теплопотерь, например, экструдированным пенопластом, с последующей защитой его декоративной штукатуркой по армированному слою (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Утепление цокольной части стены здания

Наклеивание плит осуществляется по принципу «снизу-вверх». Клеящий состав наносится, как правило, на плиту утеплителя одним из следующих способов:

-маячковый, применяемый в тех случаях, когда поверхность стены имеет неровности до 1 см. Клеящий состав наносится на поверхность плиты

ввиде маячков из расчета 8-10 маячков на плиту размером 0,5 х 1,0 м;

-полосой, применяемый в тех случаях, когда поверхность стены имеет неровности до 0,5 см. Клеящий состав наносится на поверхность плиты в виде полос по периметру ( в 2 см от края), а затем посередине. Полосы по периметру должны иметь разрывы, чтобы при наклейке плиты не образовались воздушные «пробки»;

-сплошной, применяемый в тех случаях, когда поверхность стены не имеет отклонений. Клей наносится на всю поверхность плиты и разравнивается шпателем с зубьями длиной 6-8 мм.

250