|
Теплоизоляционными называют строительные материалы и изделия, предназначенные
для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, а также различных
технических применений. Основной особенностью теплоизоляционных
материалов является их высокая пористость и, следовательно, малая
средняя плотность и низкая теплопроводность.
Применение теплоизоляционных материалов в строительстве позволяет
снизить массу конструкций, уменьшить потребление конструкционных
строительных материалов (бетон, кирпич, древесина и др.). Теплоизоляционные
материалы существенно улучшают комфорт в жилых помещениях. Важнейшей
целью теплоизоляции строительных конструкций является сокращение
расхода энергии на отопление здания.
Основной путь снижения энергозатрат на отопление зданий лежит в
повышении термического сопротивления ограждающих конструкций с помощью
теплоизоляционных материалов (ТИМ). С 2000 года нормативные требования
по расчётному сопротивлению теплопередачи ограждающих конструкций
в России увеличены в среднем в 3,5 раза и практически сравнялись
с аналогичными нормативами в Финляндии, Швеции, Норвегии, Северной
Канаде, других северных странах. Соответственно выросло значение
(ТИМ).
Основные технические характеристики
Свойства теплоизоляционных материалов применительно к строительству
характеризуются следующими основными параметрами.
Важнейшей технической характеристикой ТИМ является теплопроводность
- способность материала передавать теплоту сквозь свою толщу, так
как именно от нее напрямую зависит термическое сопротивление ограждающей
конструкции. Количественно определяется коэффициентом теплопроводности
λ, выражающим количество тепла, проходящее через образец
материала толщиной 1 м и площадью 1 м2 при разности температур
на противолежащих поверхностях 1°С за 1 ч. Коэффициент теплопроводности
в справочной и нормативной документации имеет размерность Вт/(м·°С).
На величину теплопроводности теплоизоляционных материалов оказывают
влияние плотность материала, вид, размеры и расположение пор (пустот)
и т.д. Сильное влияние на теплопроводность оказывает также температура
материала и, особенно, его влажность.
Методики измерения теплопроводности в различных странах значительно
отличаются друг от друга, поэтому при сравнении теплопроводностей
различных материалов необходимо указывать, при каких условиях проводились
измерения.
Плотность - отношение массы сухого материала к его объему,
определенному при заданной нагрузке (кг/м3).
Прочность на сжатие - это величина нагрузки (КПа), вызывающей
изменение толщины изделия на 10%.
Сжимаемость - способность материала изменять толщину под
действием заданного давления. Сжимаемость характеризуется относительной
деформацией материала под действием нагрузки 2 КПа.
Водопоглощение - способность материала впитывать и удерживать
в порах (пустотах) влагу при непосредственном контакте с водой.
Водопоглощение теплоизоляционных материалов характеризуется количеством
воды, которое впитывает сухой материал при выдерживании в воде,
отнесенным к массе или объему сухого материала.
Для снижения водопоглощения ведущие производители теплоизоляционных
материалов вводят в них гидрофобизирующие добавки.
Сорбционная влажность - равновесная гигроскопическая влажность
материала при определенных условиях в течение заданного времени.
С повышением влажности теплоизоляционных материалов повышается их
теплопроводность.
Морозостойкость - способность материала в насыщенном влагой
состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и
оттаивание без признаков разрушения. От этого показателя существенно
зависит долговечность всей конструкции, однако, данные по морозостойкости
не приводятся в ГОСТ или ТУ.
Паропроницаемость - способность материала обеспечивать диффузионный
перенос водяного пара.
Диффузия пара характеризуется сопротивлением паропроницаемости
(кг/м2·ч· Па). Паропроницаемость ТИМ во
многом определяет влагоперенос через ограждающую конструкцию в целом.
В свою очередь последний является одним из наиболее существенных
факторов, влияющих на термическое сопротивление ограждающей конструкции.
Во избежание накопления влаги в многослойной ограждающей конструкции
и связанного с этим падения термического сопротивления паропроницаемость
слоёв должна расти в направлении от тёплой стороны ограждения к
холодной.
Воздухопроницаемость. Теплоизолирующие свойства тем выше,
чем ниже воздухопроницаемость ТИМ. Мягкие изоляционные материалы
настолько хорошо пропускают воздух, что движение воздуха приходится
предотвращать путем применения специальной ветрозащиты. Жесткие
изделия, в свою очередь, обладают хорошей воздухонепроницаемостью
и не нуждаются в каких-либо специальных мерах. Они сами могут применяться
в качестве ветрозащиты.
При устройстве теплоизоляции наружных стен и других вертикальных
конструкций, подвергающихся напору ветра, следует помнить, что при
скорости ветра 1 м/с и выше целесообразно оценить необходимость
ветрозащиты.
Огнестойкость - способность материала выдерживать воздействие
высоких температур без воспламенения, нарушения структуры, прочности
и других его свойств.
По группе горючести теплоизоляционные материалы подразделяют на
горючие и негорючие. Это является одним из важнейших критериев выбора
теплоизоляционного материала.
Общие принципы устройства теплоизоляции
1. Теплоизоляция строительных конструкций должна быть запроектирована
так, чтобы выполнять возложенные на нее функции в течение всего
жизненного цикла конструкции.
2. В проекте должны быть описаны способы укладки и защиты теплоизоляционных
материалов для обеспечения заданной теплопроводности. Изоляционный
материал должен заполнять весь предусмотренный проектом объем и
выдерживать нагрузки, возникающие как при укладке, так и в процессе
эксплуатации. При необходимости проект должен содержать описание
способов заполнения стыковочных швов.
3. Слой теплоизоляционного материала с подветренной стороны здания
необходимо защищать от ветра. Ветрозащитный слой должен покрывать
весь изоляционный материал и быть настолько плотным, чтобы препятствовать
проникновению в строительные конструкции или сквозь них воздушных
потоков, существенно снижающих изоляционные свойства материала.
Особое внимание следует обратить на места соединения наружных стен
и стен фундамента, наружных стен и чердачных перекрытий, на углы
наружных стен и коробки проемов.
4. Если в многослойной ограждающей конструкции паропроницаемость
слоёв уменьшается по мере движения от тёплой стороны к холодной,
существует опасность накопления внутри конструкции конденсирующейся
влаги. Для минимизации этого эффекта на теплой стороне ограждения
устраивают специальный пароизоляцонный барьер, паропроницаемость
которого не менее чем в несколько раз выше, чем у наружных слоёв.
Швы и соединения пароизоляционного барьера должны быть загерметизированы.
5. Ограждающая конструкция должна быть спроектирована так, чтобы
создать как можно более благоприятные условия для свободного выхода
за её пределы паров неизбежно проникающей в неё влаги. При необходимости
защиты теплоизоляционных материалов от ветра или атмосферной влаги
целесообразно использовать специальные "дышащие" мембраны,
прозрачные для выхода водяных паров.
6. Исследования показали, что многие негативные явления, возникающие
в многослойных ограждающих конструкциях (плесень, гниль, формальдегид,
радон и др.), как правило, связаны с сыростью. Залог надёжной работы
ограждающей конструкции - учёт на стадии проектировании всего комплекса
вопросов тепломассопереноса.
|
