Эффективные теплоизоляционные материалы при утеплении зданий

Министерство образования и науки Российской федерации

ФГАОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б.Н.ЕЛЬЦИНА»

Строительный институт

Кафедра строительного производства и экспертизы недвижимости

Домашняя работа

на тему:  
Эффективные теплоизоляционные материалы при утеплении зданий

Студент гр. Ст-410101

                                                                                        Женахандинова М.В.                                                

                                                                             Преподаватель:

                                                                       Ямов В.И.

Екатеринбург 2015 г.

                                    Содержание 

 1. Теплоизоляция ………………………………........................................... 3

 2. Виды и свойства теплоизоляционных материалов…………….……….  3

3. Материалы для теплоизоляции, различные способы утепления зданий………….………………………………………………………..........  7                      

  3.1. Утепление подвала, стен и мансарды (чердака)…………………..... 8

  3.2. Сравнительные характеристики материалов  
            Таблица №1, 2………………………………………………..……..  13

4.  Плюсы теплоизоляции………………………………………………….. 14

5.  Список используемых источников ……………………………………. 15

                                     1. Теплоизоляция.  
    Теплоизоляция (Тепловая изоляция) — это элементы конструкции, уменьшающие процесс теплопередачи и выполняющие роль основного термического сопротивления в конструкции. Также термин может означать материалы для выполнения таких элементов или комплекс мероприятий по их устройству. 
    Задача теплоизоляции зданий - снизить потери тепла в холодный период года и обеспечить относительное постоянство температуры в помещениях в течение суток при колебаниях температуры наружного воздуха (см. Строительная теплотехника). Применяя для теплоизоляции эффективные теплоизоляционные материалы, можно существенно уменьшить толщину и снизить массу ограждающих конструкций и таким образом сократить расход основных стройматериалов (кирпича, цемента, стали и др.) и увеличить допустимые размеры сборных элементов.

     2. Виды и свойства теплоизоляционных материалов.

    Теплоизоляционными называют материалы, применяемые в строительстве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов с целью уменьшить тепловые потери в окружающую среду. Теплоизоляционные материалы характеризуются пористым строением и, как следствие этого, малой плотностью (не более 600 кг/м3) и низкой теплопроводностью (не более 0,18 Вт/(м*°С).

    Использование теплоизоляционных материалов позволяет уменьшить толщину и массу стен и других ограждающих конструкций, снизить расход основных конструктивных материалов, уменьшить транспортные расходы и соответственно снизить стоимость строительства. Наряду с этим при сокращении потерь тепла отапливаемыми зданиями уменьшается расход топлива. Многие теплоизоляционные материалы вследствие высокой пористости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет употреблять их также в качестве акустических материалов для борьбы с шумом.

    Теплоизоляционные материалы классифицируют по виду основного сырья, форме и внешнему виду, структуре, плотности, жесткости и теплопроводности.

Теплоизоляционные материалы по виду основного сырья подразделяются на:

 
1)  органические, сырьем для производства которых служат природные органические материалы (торфяные, древесноволокнистые)

Органические — получаемые с использованием органических веществ. Это, прежде всего, разнообразные полимеры (например, пенополистирол, вспененный полиэтилен (НПЭ, ППЭ) и изделия на его основе (в том числе отражающая теплоизоляция). Такие теплоизоляционные материалы изготавливают с объёмной массой от 10 до 100 кг/м3. Главный их недостаток — низкая огнестойкость, поэтому их применяют обычно при температурах не выше 90 °C, а также при дополнительной конструктивной защите негорючими материалами (штукатурные фасады, трехслойные панели, стены с облицовкой, облицовки с ГКЛ и т.п.). Также в качестве органических изолирующих материалов используют переработанную неделовую древесину и отходы деревообработки (древесно-волокнистые плиты, ДВП, и древесностружечные плиты, ДСП), целлюлозу в виде макулатурной бумаги (утеплитель эковата), сельскохозяйственные отходы (соломит, камышит и др.), торф (торфоплиты) и т. д. Эти теплоизоляционные материалы, как правило, отличаются низкой водо-, биостойкостью, а также подвержены разложению и используются в строительстве реже.

2) неорганические, изготовляемые на основе различных видов минерального сырья (горных пород, шлаков, стекла, асбеста).

Неорганические — минеральная вата и изделия из неё (например, минераловатные плиты), монолитный пенобетон и ячеистый бетон (газобетон и газосиликат), пеностекло, стеклянное волокно, изделия из вспученного перлита, вермикулита, сотопласты и др. Изделия из минеральной ваты получают переработкой расплавов горных пород или металлургических шлаков в стекловидное волокно. Объёмная масса изделий из минеральной ваты 35—350 кг/м3. Характерная особенность — низкие прочностные характеристики и повышенное водопоглощение, поэтому применение данных материалов ограничено и требует специальных методик установки. При производстве современных теплоизоляционных минераловатных изделий производится гидрофобизация волокна, что позволяет снизить водопоглощение в процессе транспортировки и монтажа.

 
3) материалы из пластических масс (смешанные) 
Смешанные — используемые в качестве монтажных, изготовляют на основе асбеста (асбестовый картон, асбестовая бумага, асбестовый войлок), смесей асбеста и минеральных вяжущих веществ (асбестодиатомовые, асбестотрепельные, асбестоизвестковокремнезёмистые, асбестоцементные изделия) и на основе вспученных горных пород (вермикулита, перлита). 

По форме и внешнему виду различают теплоизоляционные материалы штучные жесткие (плиты, скорлупы, сегменты, кирпичи, цилиндры) и гибкие (маты, шнуры, жгуты), рыхлые и сыпучие (вата, перлитовый песок, вермикулит).

По структуре теплоизоляционные материалы классифицируют на волокнистые ( минераловатные, стекло - волокнистые), зернистые (перлитовые, вермикулитовые), ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло).

По плотности теплоизоляционные материалы делят на марки: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.

В зависимости от жесткости (относительной деформации) выделяют материалы мягкие (М) - минеральная и стеклянная вата, вата из каолинового и базальтового волокна, полужесткие (П) - плиты из шпательного стекловолокна на синтетическом связующем и др., жесткие (Ж) -плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем, повышенной жесткости (ПЖ), твердые (Т).

По теплопроводности теплоизоляционные материалы разделяются на классы:

А - низкой теплопроводности до 0,06 Вт/(м-°С),  
Б - средней теплопроводности - от 006 до 0,115 Вт/(м-°С),  
В - повышенной теплопроводности -от 0,115 до 0,175 Вт/(м.°С).

По назначению теплоизоляционные материалы бывают теплоизоляционно-строительные (для утепления строительных конструкций) и теплоизоляционно-монтажные (для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов).

Теплоизоляционные материалы должны быть биостойкими т. е. не подвергаться загниванию и порче насекомыми и грызунами, сухими, с малой гигроскопичностью так как при увлажнении их теплопроводность значительно повышается, химически стойкими, а также обладать тепло и огнестойкостью.

3. Материалы для теплоизоляции, различные способы утепления зданий

Сегодня качественное строительство загородных домов, торговых и офисных центров или производственных зданий невозможно без применения теплоизоляции. Больше половины тепла дома теряется из-за плохо утеплённых окон и стен, примерно четвёртая часть "уходит" через крышу, а оставшееся тепло - через подвал здания. А вместе с тем для любой части здания есть различные виды утеплителя.

Условно разделяются теплоизоляционные материалы на несколько групп. "Мягкие" утеплители – это минеральная вата и стекловолокно, а также целлюлозная эковата. "Жесткие" утеплители – это вспененный полистирол (пенопласт) и экструдированный пенополистирол, пенобетон и пенополиуретан ППУ. 
                    

             3.1. Утепление подвала, стен и мансарды (чердака).

Наружные стены подвала - это фундамент. Фундамент — основа здания.

 От него  зависит долговечность и в  значительной мере тепловой комфорт. 
Традиционно пенопласт применяют в качестве средней части трехслойных фундаментных блоков. Однако свойства материала и его качество позволили применять фундамент современной более эффективной конструкции. В современном фундаменте пенополистирол (пенопласт) используют в качестве несъемной опалубки при изготовлении и монолитного фундамента непосредственно на объекте. Это существенно снижает расход бетона, арматуры и трудозатраты. 
Хорошо зарекомендовал себя пенополистирол (пенопласт) при устройстве бесподвальных строений. В этом случае на подготовленную площадку укладываются плиты утеплителя в один или несколько слоев, заливаются бетоном и далее возводится строение обычным порядком. При такой конструкции бетонная стяжка одновременно является фундаментом и основанием пола. Конечно, это не исключает необходимости устройства точечного фундамента под несущие опоры. 
    Поднимемся выше – утепляем стены самого здания. Фасад здания утеплить можно тремя способами: внутренним, наружным, либо утеплением внутри стены.

Утепление стен здания не выполнено

1. Стены  подвергаются действию температурных  перепадов. 
2. Точка росы расположена внутри стены, это ведет к образованию конденсата и к постепенному разрушению конструкции. 
3. Теплопотери могут достигнуть до 80%. Сильная потеря тепла идёт через стены зданий. 

Утепление стен выполнено внутри здания 
1. Стены не хранят и не накапливают тепло, они подвержены промерзанию и действию перепадов температур. 
2. Между внутреннею стеною и теплоизолирующим слоем появляется зона конденсации водного пара. 
3. Точка росы находится за пределы стены, однако при этом по причине разницы температур между теплоизоляцией и стеною образуется влага, это может привести к появлению грибкового налёта. 
                                                                       4. Стена здания находится в отрицательных температурах. 
                                                                       5. Теплопотери уменьшаются незначительно.

Утепление стен здания выполнено снаружи помещения 
1. Стены не подвергаются перепадам температур и сохраняют тепло. 
2. Точка росы находится во внешнем теплоизолирующем слое, благодаря этому исключена возможность образования конденсата и стена остаётся сухой. 
3. Значительно сокращены теплопотери.

 Как правило, предпочтение отдают системам наружного утепления фасадов, ибо, во-первых, это даёт возможность сохранить полезную площадь помещений, а во-вторых, отпадает необходимость в устройстве пароизоляции и воздушных зазоров, которые препятствуют конденсации пара. Как теплоизоляцию для фасадного утепления с успехом можно использовать и минеральную вату, и стекловолокно, и изделия из полистирола и прочие.

Минеральная вата – материал, основу которого составляет кремнеземно-базальтовое волокно. Большинство марок минеральной ваты подвергаются обработке водоотталкивающим веществами, что существенно улучшает теплоизоляционные характеристики материала.

 Утеплитель  на основе минваты выпускается, как правило, в форме плит плотностью от 80 до 150 кг/м3. Отдельную категорию составляют так называемые ламелевые плиты – волокна в них расположены перпендикулярно.

Пенополистирол – легкий полимерный материал, плотность которого находится в пределах 15-50 кг/м3 (чем выше плотность, тем ниже теплопроводность материала). Легко обрабатывается и монтируется на стены. Основные недостатки пенополистирола как теплоизоляционного материала – плохая паропроницаемость и риск возгорания. Кроме того, если в округе есть мыши – рано или поздно они совьют гнездо в слое утеплителя.

Фасадные термопанели представляют собой современный композитный материал, который используется для отделки и теплоизоляции фасадов.

 Снаружи  теплоизоляционные фасадные панели  покрываются защитным покрытием (облицовочная клинкерная плитка).

Фасадные теплоизоляционные панели Регент: сочетание клинкера и пенополиуретана 
 
  В фасадных системах, оснащенных колодцевой кладкой, и в трехслойных системах утеплитель располагается внутри ограждающих конструкций. В качестве 1-го слоя выступает несущая внутренняя стена, толщина которой определяется исходя из необходимой прочности. 2-й слой — утеплитель, чья толщина зависит от теплофизических требований. 3-ий (лицевой) слой защищает тепловую изоляцию от внешних воздействий. В качестве теплоизоляции в данных конструкциях традиционно применяют пенопласт либо жесткие плиты из каменной ваты. Следует знать про то, что у такого метода утепления имеется ряд недостатков. Из-за нарушения правила, которое говорит, что паропроницаемость слоев многослойной конструкции должна увеличиваться изнутри наружу, вероятна конденсация влаги в теплоизоляционном материале. 
   Фасадная вентилируемая система подобна колодцевой кладке с воздушным зазором, только заместо наружной стены здесь используются облицовочные материалы (плиты либо листовые материалы). Плиты теплоизоляции крепятся к стене с помощью анкеров. Необходимо между утеплителем и облицовочными панелями оставлять вентилируемое пространство до пяти см. Данная система утепления фасадов стены и утеплитель защищает от внешних воздействий, позволяя избыточной влаге выходить из тепловой изоляции. 
   Крыша с высокими тепло- и гидроизоляционными свойствами значительно определяет температурный комфорт в помещениях здания. Поэтому при строительстве энергосберегающего дома надо выбирать конструкцию покрытия, которая способна сохранять теплозащитные качества на долгое время. Ограждающие конструкции крыши подвергаются в течение года разным атмосферным воздействиям, потому к теплоизоляции крыш увеличенные требования по прочности, по устойчивости и по долговечности. 
        Чтоб устроить теплоизоляционный слой крыши, нужно утеплитель расположить в каркасе (между стропилами). Также не стоит забывать про необходимость пароизоляционного слоя, который располагается с той стороны теплоизоляции, что обращена в жилые помещения. Использование теплоизоляции для крыш даёт возможность не лишь значительно снизить теплопотери, а и сделать чердачное помещение в жилую мансарду, это увеличит полезную площадь дома. В целях утепления кровельных конструкций подойдут минераловатные материалы и пенополиуретан, пенополистирол и пеностекло, эковата.

 Таким образом, здание должно быть теплое, сухое, надежное, экономичное в эксплуатации.

                             4. Плюсы теплоизоляции

1. Снижаются  расходы на отопление, сокращаются энергетические потери.

2. Значительно  увеличивается комфортность. Утеплённые  стены способны обеспечить равномерное  распределение тепла во всем  помещении внутри здания, система  отопления при этом не работает  на пределе собственных возможностей.

3. Теплоизоляция  положительно влияет на климат  помещения. Плесень с конденсатом  не имеют никаких шансов. Добротно  утеплённая кровля и стены  зимою предотвратят образование  конденсата на внутренней поверхности, а летом – перегрев, чрезмерное  высыхание помещений внутри здания.

4. Теплоизоляция  щадит природу. Дом потребляет  меньше энергии, следовательно, меньше  вредных веществ выбрасывается  в окружающую среду. Потому вы  не только бережете кошелек, а  и эффективно оберегаете окружающую  среду

                                   Список используемых источников:

 
1. Теплоизоляция зданий и сооружений. Материалы и технологии. 
    Зарубина Л. П. 2013г.

2. Теплоизоляция фасадов: особенности выполнения работ. 
    http://mastera-fasada.ru/uteplyaem/teploizolyaciya-fasadov-91 
 
3.  http://www.stkpenoplast.ru/insulation-buildings.htm

4. Утепление фасадов зданий: виды и правила монтажа. 
     http://pro-uteplenie.ru/mesta/fasad/317-uteplenie-fasadov-zdanij