Основные принципы выбора утепления

Конечно, если подходить к выбору конструкции стены по старинке, то эта проблема кажется сложной и неразрешимой. Естественно, грамотный проектировщик или строитель, прежде чем выбрать конструкцию стены, сделает расчет, и не только с точки зрения прочности, но и теплотехники.

В связи с этим необходимо разделить работу стенового ограждения: на сопротивления теплопередаче и сопротивление материалов воздей-ствию сжимающих, изгибающих и других видов нагрузок. Такое разделение привело строителей к созданию каркасной конструктивной схемы (балочно-стоечной), использование которой позволяет применять эффективный утеплитель, максимально использовать земельный участок и объем здания. В России испокон веков существует надежная стеновая конструктивная схема, которая совме-щала функции теплозащиты и несущей конструкции.

Дом из бревен, выполненный на врубках, является образцом надежности конструктивного решения деревянного здания. Однако по теплотехническим качествам стены его не соответствуют требованию минимизации теплопотерь.

В тоже время известно, что износ (потеря стоимости) объекта складывается из физического, функционального и экономического старения. Физический износ стенового ограждения: конструкция стены подвергается разрушению, происходит потеря теплотехнических свойств, в результате развития микроорганизмов, насыщения влагой и т. д.

Моральное, функциональное старение обусловлено повышенными требованиями к комфорту, экономии изменившимися технологиями эксплуатации и обогрева здания. Так например, зачем отапливать помещение, когда в нем нет людей.

Для этого автоматический датчик включает котел на минимальный обогрев, но если стеновое ограждение будет быстро терять тепло, то добиться температуры в нужный для человека момент времени будет и накладно. Целесообразнее потратить больше средств в период строительства на теплозащиту, чем в период эксплуатации расходовать.

Именно теплотехнический расчет очень часто определяет конструкцию стены. Следует только помнить, что современная стена должна быть многослойной. Конечно, если раньше возводились стены только из сплошного кирпича или из бетона (пусть даже ячеистого), прийти к пониманию необходимости применения многослойных конструкций достаточно сложно. При этом очень важно грамотно сочетать различные, по плотности материалы и помнить о том, что стены должны дышать, т. е влага не должна накапливаться в стенах.

Говоря о многослойных стенах, всегда имеется в виду, что одним из слоев является утеплитель. Утеплитель, как известно, бывает разный. Выбирая его, надеяться на то, что есть какой-то универсальный, бесполезно. Каждый конкретный объект надо рассматривать отдельно и конкретно, подтверждая выбор расчетами.

Остается еще выбрать, где наиболее эффективно разместить утеплитель: с внутренней стороны стены, снаружи или внутри самой ограждающей конструкции. И опять таки это зависит от назначения здания или помещения, а также от того, какое это здание — вновь сооружаемое или реконструируемое. Рассмотрим подробно варианты размещения утеплителя.

Вариант 1. Утеплитель размещен с внутренней стороны ограждающей конструкции

Начнем с того, какое здание или помещение необходимо утеплить. Если это подвальное помещение, то это более чем разумно и обоснованно (см. рис.1).

Рис.1

Заметим, что на пароизоляцию необходимо тратиться, если мы хотим, чтобы стены не напитывались влагой изнутри помещения. И хотелось бы напомнить, что в результате жизнедеятельности человека стены изнутри постоянно подвергаются тепловому и влажностному воздействию, что при неправильной их конструкции может привести к отсыреванию, появлению плесневых грибков и, в конечном счете, разрушению. Другое дело не делать ошибок при устройстве пароизоляции. Одна из основных ошибок – это неправильная укладка по углам. Пароизоляцию по углам помещения необходимо заводить за углы, а не обрезать на уровне утепления стен. Конечно, говорить о том, что утеплять стены изнутри помещения во вновь строящемся здании разумно, нет оснований, и надеемся, что этого никто не делает. Однако при строительстве промышленных зданий, а также реконструкции или ремонте существующих зданий за частую приходится идти на это.

Вариант с расположением теплоизоляционного материала на внутренней поверхности стены следующими достоинствами:

· теплоизоляционный материал, как правило, не имеющий достаточной способности к сопротивлению воздействиям внешней среды, находится в благоприятных условиях и, следовательно, не требуется его дополнительная защита;

· производство работ по устройству теплозащиты может идти в любое время года независимо от способа крепления. При этом не требуется применение дорогостоящих средств подмащивания.

К недостаткам расположения теплозащиты со стороны помещения относятся:

· уменьшение площади помещения за счет увеличения толщины стены;

· необходимость устройства, с целью исключения выпадения конденсата, дополнительной теплозащиты в местах опираний на стены плит перекрытий и в местах примыкания к наружным стенам внутренних стен и перегородок;

· необходимость защиты теплоизоляционного материала и стены от увлажнения путем устройства пароизоляционного слоя перед теплоизоляционным материалом;

· Расположение хорошо аккумулирующего тепло материала стены (например, кирпичной кладки) в зоне низких температур, что в значительной мере снижает тепловую инерцию ограждения;

· невозможность защитить стыки крупнопанельных зданий от протечек;

· невозможность менять архитектурно-художественный облик фасада здания;

· необходимость отселения жильцов;

· сложность устройства теплоизоляции в местах расположения приборов отопления, а также в пределах толщины пола.

Следует отметить, что в большинстве случаев устройство дополнительной теплоизоляции с внутренней стороны стены производится на стадии реконструкции с полной заменой санитарно-технического оборудования и конструкций пола. Поэтому, последний недостаток данного способа является мене существенным по сравнению с остальными.

Вариант 2. Утеплитель размещён внутри ограждающей конструкции

Такую конструкцию еще называют <<пирог>>. Всё зависит от того какая это стена: несущая, самонесущая или навесная, из какого она материала – кирпич, бетон, дерево, металл или комбинированная. Исходя из этого, определяется толщина стены. Утверждать, что толщина стены из-за этого увеличивается, малообоснованно, т. к.

бывает и наоборот: опять таки всё зависит от того какая это стена из какого материала.

Рис. 2

Если стена из кирпича (см. рис. 2), то говорить, о том, водяные пары конденсируются между внешними и внутренними стенами, это расписываться в не достаточной квалификации как строителя. Потому что, что кирпич для внутренней несущей части берут один (лучше все-го пустотелый), а для наружной существует специальный отделочный кирпич. При этом надо правильно выбрать утеплитель. А чтобы не было конденсата, необходимо задавать толщину стены и утеплителя в соответствии с теплотехническим расчётом, учитывая место прохождения изотермы, соответствующей температуре точки росы.

Вариант 3. Утеплитель размещён снаружи ограждающей конструкции

При размещении утеплителя снаружи его необходимо защищать от атмосферных воздействий. Можно говорить о двух подходах: это наиболее часто применяемая защита из специального штукатурного состава (мокрый способ) без воздушной прослойки и защита из специальных плит (сухой способ) с воздушной прослойкой, или так называемая система вентилируемого фасада. Однако нужно сказать и об утеплении стен специальными штукатурными составами без применения утеплителя, которые предлагают не только зарубежные фирмы, но и российские заводы. Применение этих штукатурных составов повышает теплотехнические свойства стены, но незначительно.

Если говорить о защите утеплителя специальными штукатурными составами, то следует сказать, что этот способ чаще всего применяют для жилых зданий массового строительства. Прежде всего, потому, что дальнейшая эксплуатация таких стен проще, чем систем с вентилируемым фасадом. Различные фирмы предлагают различные системы защиты. Однозначно оценивать их с позиции, лучше или хуже сложно, потому что опять таки всё зависит от назначения здания и от конструкции стены. (см. рис. 3).

Рис. 3

В помощь проектировщикам строителям Госстрой разработал и выпустил в 1998 г. <<технические правила производства наружной теплоизоляции зданий с тонкой штукатуркой по утеплителю>> СП 12-101-98. в них изложены основные правила и рекомендации по устройству наружной теплоизоляции стен с нанесением штукатурного слоя по сетке, мокрым методом.

При рассмотрении системы вентилируемого фасада здания (см. рис. 4) говорить что она дорогостоящая, как утверждает автор вышеупомянутой статьи, трудно, т.к. всё опять таки зависит от выбора материала. Если защитные плиты выбрать из мрамора или керамических плит, это дорого, а если из облицовочного кирпича или специальных пластиковых плит, то стоимость, с учётом всех издержек, может оказаться вполне сопоставимой со штукатурными фасадами. Преимущество этого варианта защиты в том, что работы можно выполнять аккуратно, без мокрого процесса и в любое время года, а также в его долговечности.

Рис. 4

Долговечность – это длительная эксплуатация без ремонта. Объяснить это просто: система позволяет <<дышать>> утеплителю, сохраняя его свойства при эксплуатации, а защитная плитка, как правило, не требует дополнительных затрат на покраску.

Вариант расположения теплозащиты с наружной стороны стены обладает существенным достоинствами. К ним, в частности, относятся:

· создание защитной термооболочки, исключающей образование «мостиков холода»;

· исключение необходимости устройства пароизоляционного слоя;

· возможность защитить стыки крупнопанельных зданий от протечек;

· создание нового архитектурно-художественного облика здания;

· возможность одновременно с устройством теплоизоляции исправлять дефекты стены;

· расположение хорошо аккумулирующего тепло материала стены в зоне положительных температур. Это повышает тепловую инерцию ограждения и способствует улучшению ее теплозащитных качеств при нестационарной теплопередаче, а также сохранению следующих преимуществ высоких теплоаккумулирующих качеств стены: колебания уровня теплоотдачи систем отопления, работающих в определенном режиме (т.е. практически всех систем центрального отопления), почти не отражаются на температуре воздух внутри помещения; кратковременные притоки холодного воздуха (при каждом открывании дверей и окон) не приводят сразу же к охлаждению помещения; температурные колебания наружного воздуха сказываются на внутреннем климате помещения не столь ощутимо (особенно, в летний период);

· при устройстве теплоизоляции с наружной стороны стены не уменьшается площадь помещения;

Существенным недостатками этого варианта является необходимость устройства по теплоизоляции надежного защитного слоя, а также использование при выполнении работ дорогостоящих средств подмащивания.

Устройство теплозащиты с наружной и внутренней стороны стены одновременно в настоящее время не используется, так как данный способ обладает большой трудоемкостью работ. Он применяется в тех случаях, когда была необходимость восстановить локальные теплозащитные качества стены. Для этого требовалось только оштукатурить наружную и внутреннюю поверхности стен «теплыми» растворами.

Конструкция дополнительной теплозащиты в период эксплуатации подвергается внешним и внутренним воздействиям. К внешним относятся: солнечная радиация; атмосферные осадки; переменные температуры; влажность воздуха; внешний шум; воздушный поток; газы химические вещества; биологические вредители. К внутренним воздействиям можно отнести нагрузки (постоянные, временные и кратковременные) колебания температуры, влажность, морозное пучение и сейсмоволны. Добиться правильной и долговременной работы теплозащиты можно только в том случае, если она будет способна противостоять данным воздействиям, так же отвечать конструктивным, технологическим и эстетическим требованиям.

Актуальность проблемы энергосбережения в настоящее время диктует необходимость развития производства теплоизоляционных материалов. Современные требования Госстроя РФ по тепловому сопротивлению стен и перекрытий зданий и сооружений требуют увеличения объема производства этих материалов не менее чем вдвое, а также существенно улучшить их эксплутационные свойства.

Развитие производства теплоизоляционных материалов требует углубленного анализа эксплуатируемых в настоящее время материалов.

Ниже приведена краткая информация о некоторых современных утеплителях, применяемых для утепления ограждающих конструкций.