Энергосбережение в учебных помещениях. Тепловая изоляция зданий и сооружений

Тепловая изоляция зданий и сооружений

В холодную, дождливую, ветреную погоду мы всегда стремимся вернуться в теплый дом, где можно, сняв пальто, почувствовать себя в тепле и уюте. Наружные стены, окна, крыша защищают наш дом от низких температур, сильного ветра, осадков в виде дождя и снега и других атмосферных воздействий. При этом они препятствуют прониканию тепла из внутреннего помещения наружу вследствие своего сопротивления теплопередаче. Все строительные конструкции, огораживающие и защищающие внутренние помещения от атмосферных воздействий, называются ограждающими. А конструкции, воспринимающие нагрузку и обеспечивающие прочность здания, называют несущими. Это колонны, балки, перекрытия, стропила. И, чтобы сделать дом теплым, необходимо правильно выбрать материал, учитывая его теплозащитные свойства именно для ограждающих конструкций.

Качество теплоизоляции является важнейшим параметром энергопотребления здания. Коэффициент теплопередачи должен находиться в пределах от 0,3 Вт/(м2*К) до 0,2 Вт/(м2*К). Следует запомнить, что снижение потерь тепла на 7—9% позволяет увеличить температуру в помещении на 1 °С.

В строительной практике применяются разнообразные теплоизоляционные материалы. К основным из них относятся:

— легкие бетоны (керамзитобетон, перлитобетон, шлакобетон, газобетон, пенобетон и др.);

— «теплые» растворы (цементно-перлитовый, гипсоперлитовый, поризованный и др.);

— изделия из дерева и других органических материалов (плиты древесностружечные, фибролитовые, камышитовые и др.);

— минераловатные и стекловолокнистые материалы (минераловатные маты, минераловатные плиты мягкие, полужесткие, жесткие и повышенной жесткости на различных связующих, плиты из стекловолокна и др.);

— полимерные материалы (пенополистирол, пенопласт, пенополиуретан, перлитопластобетон и др.);

— пеностекло или газостекло, а также другие композиционные материалы и изделия из них.

Использование конкретного материала для теплозащиты стен зависит от целого ряда факторов; определяющими из которых являются: долговечность; требуемая толщина слоя теплоизоляции; возможное место расположения материала на стене; масса теплоизоляционной конструкции; стоимость материала; трудоемкость устройства; возможность поставки материала на строительную площадку.

В современном строительстве стеновые конструкции для облегчения делают многослойными. Утеплитель, как правило, располагают между слоями из бетона или кирпичной кладки. При утеплении уже возведенных зданий утеплитель может крепиться на наружной или внутренней стенах. Предпочтительней изоляцию проводить снаружи (рис. 8.8.1, а, б), так как в противном случае сокращается полезная площадь помещений, возникает необходимость переноса электрооборудования, имеется вероятность выпадения конденсата и образования плесени, требуется выселение жильцов на время ремонта.

Рис. 8.8.1. а. Новое здание железнодорожного вокзала (г. Минск), утепленное «мокрым легким» способом

Рис. 8.8.1. б. Утепление зданий «легким мокрым» способом

Внутреннюю теплоизоляцию стен обычно проводят для зданий, являющихся памятниками архитектуры. Разработаны и внедрены различные технологии теплоизоляции существующих зданий. Стеновые конструкции утепляют плитными материалами, закрепляемыми на стенах, поверх которых наносится штукатурка или другие защитные влагостойкие материалы. Одним из наиболее распространенных утеплителей является минеральная вата. Утепление стен повышает комфортные условия в помещении. Температура внутренней поверхности стены увеличивается С 13-14 до 18-19 °С, что ведет к уменьшению излучения. При этом относительная влажность в стеновой конструкции уменьшается с 82 до 36%, снижая риск конденсации и разрушения. Система утепления наружных стен позволяет снизить потери тепла до 40%.

Для теплоизоляции перекрытий применяют как плитные, так и насыпные материалы. Для утепления крыш весьма удобными являются рулонные материалы, укладываемые между стропилами. При утеплении крыш и перекрытий дополнительно используются парозащитные пленки, которые препятствуют выпадению конденсата. Эффективность изоляции крыш и чердачных перекрытий выше у малоэтажных зданий, чем у многоэтажных. Для одно-двухэтажного коттеджа потери уменьшаются, на 20%, а для девятиэтажного дома — на 3,5,%.

Наибольшие потери тепла сосредоточены в мостиках холода. Различают геометрически обусловленные мостики холода и обусловленные конструкцией и материалами. В первом случае потери тепла возрастают за счет увеличения наружных поверхностей теплообмена в углах зданий, при наличии выступов. Во втором - за счет отличий теплотехнических свойств материалов стен и опор перекрытия перемычек. Например, кирпичная кладка и железобетон имеют коэффициенты теплопроводности 0,7 и 1,5 Вт/(м2-К). Специальные приемы теплоизоляции мостиков холода позволяют снизить теплопотери приблизительно в два раза.

Значительное количество тепла, как мы говорили выше, теряется через окна. В домах старой постройки, значение коэффициента теплопередачи окон может достигать 3,5 Вт/(м2*К). При этом потери составляют почти 50% от тепла, потребляемого на отопление.

В идеале заполнения оконных проемов должны обладать такими же характеристиками по защите от шума, потери тепла и прочности, как и стеновые ограждающие конструкции, обеспечивая при этом необходимую освещенность, комфортное проветривание, простоту и удобство в эксплуатации.

Сопротивление теплопередаче применяемых окон должно быть не ниже установленного в Республике Беларусь показателя R0 > 0,6 (м2*К)/Вт. Это можно достичь следующими средствами:

— установка дополнительного остекления или переплета в оконный проем (рис. 8.8.2);

Рис. 8.8.2. Установка дополнительного стекла на картонную или резиновую прокладку: а — вид в плане, б — вид в разрезе,1 — замазка 2 — резиновая или картонная прокладка, обмазанная краской; 3 — переплет, 4 — скрепленные между собой стекла.

— установка металлизированной пленки (рис. 8.8.3);

Рис. 8.8.3. Установка металлизированной пленки: 1 — стекло, покрытое металлизированной пленкой, 2 — стекло из пленки.

— устройство с наружной стороны окна экрана, выполненного из непрозрачных пластин (рис. 8.8.4);

Рис. 8.8.4. Окна со свертывающимися экранами: 1 — вертикальный разрез, 2 — горизонтальный разрез, 3 — аксонометрия, 4— окна с закрывающимися ставнями, 5— окна с опускающимися жалюзями, 6 — окна с задвигающимися ставнями

— установка штор, жалюзи-экранов с внутренней стороны помещения (рис. 8.8.5);

Рис. 8.8.5. Установка штор (1, 2) и жалюзи (3) с внутренней стороны помещения

— размещение различных экранов в межстекольном пространстве (рис. 8.8.6).

Рис. 8.8.6.а —Межстекольная штора-жалюзи: 1 — алюминиевая пластина, 2 — гибкая связь, 3— короб, 4 — шнур.

Рис. 8.8.6. б — Установка металлизированной пленки в межстекольном пространстве: 1 — оконная коробка, 2— переплет, З — теплоотражающая пленка