Устройство дополнительной теплоизоляции

Для повышения теплозащитных характеристик наружных стен при строительстве и ремонте зданий весьма распространено устройство дополнительных слоев теплоизоляции с наружной или внутренней стороны ограждения. Теплоизоляционный материал, повышая сопротивление теплопередаче стены, оказывает большое влияние на влажностный режим ограждения. Неправильно установленный утеплитель может привести к снижению
санитарно – гигиенических характеристик стены и всего помещения, вызвав значительное повышение влажности.

Наружная теплоизоляция

С точки зрения конденсации водяных паров в конструкции, дополнительная изоляция на наружной стороне более выгодна и имеет преимущество перед изоляцией с внутренней стороны. Этот способ утепления позволяют изолировать места сочленения стены с перекрытием, уменьшая вероятность образования "мостиков холода".

К достоинствам систем наружной тепловой изоляции можно отнести:

§ прирост теплового сопротивления для всех типов ограждающих конструкций до требуемых пределов без значительного увеличения их веса. Такая технология позволяет добиться желаемого теплового сопротивления стен без усиления фундаментов строения;

§ паропроницаемый утеплитель не дает скапливаться влаге, обеспечивая естественную просушку ограждения. Благодаря расположению изоляции снаружи ограждения стена аккумулирует теплоту, так как утеплитель задерживает ее в ограждении, изолируя от холодного наружного воздуха и повышая температуру в толще стены;

§ естественная диффузия водяных паров и повышенная температура ограждения положительно сказывается на теплотехнических характеристиках ограждения;

§ повышение звукоизоляционных качеств ограждающих конструкций;

§ остается без изменений полезная площадь помещений;

§ защиту конструктивных элементов от наружных воздействий и, как следствие, снижение температурных деформаций несущей стены за счет того, что все колебания наружной температуры воспринимаются теплоизоляционным слоем.

Основная задача при наружном утеплении сводится к защите теплоизоляционных материалов от атмосферных воздействии (дождя, снега, солнечной радиации). Такие конструктивные решения по защите теплоизоляционного слоя условно можно разделить на две группы:

1. Системы наружного утепления "мокрого" типа;

2. Системы утепления фасадов с вентилируемой воздушной прослойкой.

Системы утепления "мокрого" типа

Система наружного утепления стен "мокрого" типа (рис. 5) может применяться в том случае, если расчет показал, что конденсат в конструкции не образуется. Даная система представляет собой трехслойную структуру, состоящую из теплоизоляции, армирующего слоя и декоративной отделки. Каждый слой системы несет в себе определенную функциональную нагрузку:

— теплоизоляционный слой повышает теплопроводность стен за счет высоких изоляционных свойств материала;

— армирующий слой необходим для обеспечения хорошей адгезии защитно-декоративного слоя с утеплителем;

— защитно-декоративный слой защищает теплоизоляционный материал от атмосферных воздействий и одновременно несет эстетическую нагрузку.

Самым большим недостатком изоляции "мокрого" типа является сложность и сезонность проведения работ. Так как данная технология предполагает мокрые процессы, которые могут проводиться только при положительной температуре наружного воздуха то в зимний период выполнение работ возможно только при наличии тепловых завес. При наружном утеплении стен как никогда должны быть тщательно подобраны отделочные материалы, штукатурные смеси и клеевые составы.

Самым большим достоинством наружной теплоизоляции "мокрого" типа является то, что толщина ограждающей конструкции не зависит от теплопроводности стены, а регламентируется только ее несущей способностью. Такой подход к строительству позволяет существенно снизить расход строительных материалов, добиться высоких экономических показателей строительства, с максимальной эффективностью использовать площадь застройки.

Как правило, в системах "мокрого" типа в качестве теплоизоляционного материала используют жесткие плиты из минеральной ваты или из пенополистирола. Для систем утепления используют минераловатные плиты из базальтового волокна с высокой плотностью 80-130 кг/м³. Возможно использование и двухслойных плит с повышенной плотностью наружного слоя и пониженной плотностью внутреннего. Использование пенополистирола имеет ряд ограничений, связанных с требованиями пожарной безопасности и низкой их паропроницаемости, которая в 40-70 раз ниже, чем у минерального волокна. Низкая паропроницаемость утеплителя неизбежно приведет к конденсации влаги при высокой влажности воздуха в помещениях. Поэтому при использовании пенополистирольных плит для утепления фасадов в помещениях с повышенной влажностью воздуха устанавливают кондиционеры или осушители воздуха.

Армирующий слой необходим для обеспечения хорошей адгезии защитно-декоративного слоя с утеплителем. Как правило, этот слой состоит из специального клеевого состава, армированного сеткой, устойчивой к щелочам и кислотам. В качестве армирующего слоя используют стеклянную сетку, обработанную специальным щелочестойким составом. В соответствии с проектом в качестве армирующего слоя может применяться металлическая сетка облегченного профиля массой не более 2,5 кг/м2. Металлическую сетку целесообразно применять для армирования углов, цокольной части здания, мест примыкания теплоизоляционного слоя к парапетам, карнизам, пилястрам и другим конструктивным элементам здания.

Защитно-декоративный слой выполняет две функции. Он защищает теплоизоляционный материал от атмосферных воздействий и одновременно несет эстетическую нагрузку. Обычно такой слой состоит из грунтовки и декоративной штукатурки. Декоративная штукатурка может быть минеральная или полимерная. Завершает декоративный слой наружная окраска составами, стойкими к атмосферным воздействиям.

Рис. 5. Система утепления «мокрого» типа

1 – грунтовка; 2-4 – дюбелирование утеплителя на клеевой
состав; 5-6 – армирование фасадной сеткой с клеевым составом; 7 – нанесение выравнивающего слоя; 8 – грунтовка;
9 – защитно-декоративный слой; 10 – армирующий угол

Системы утепления фасадов с вентилируемой воздушной прослойкой(«вентилируемые фасады»)

Как следует из названия, фасады этого типа представляют собой конструкцию, в которой между утеплителем и защитной облицовкой расположена вентилируемая воздушная прослойка (рис. 6). В холодное время года водяные пары, диффундирующие из помещения наружу, попадают в утепляющий слой и вызывают повышение влажности утеплителя, что влечет за собой снижение его теплозащитных характеристик. Благодаря наличию вентилируемой воздушной прослойки влага не задерживается в толще утеплителя, а удаляется из нее восходящим потоком воздуха. Такая конструкция фасада позволяет стенам круглый год оставаться в сухом состоянии и сохранять высокие теплозащитные качества.

Наружная облицовка, защищающая утеплитель от атмосферных воздействий, может крепиться непосредственно к существующей стене при помощи специальных кронштейнов, металлических профилей или деревянных антисептированных брусков. Благодаря тому, что облицовка навешивается на фасад, вся нагрузка воспринимается существующей стеной, и устройство специального фундамента для защитной облицовки не требуется.

Последовательность проведения работ выглядит следующим образом: на наружной поверхности стены, с шагом, соответствующим размеру утеплителя (или на 5 мм меньше), монтируют металлические направляющие со специальными кронштейнами или деревянные антисептированные рейки, между которыми укладывают теплоизоляционный материал. Плиты утеплителя (из базальтового волокна или стекловаты) прикрепляют к стене дюбелями. Затем устанавливают ветрозащитный паропроницаемый материал. В случае использования утепляющих плит, покрытых стеклохолстом, или плит из минеральной ваты высокой плотности, ветрозащитный материал не применяют. На рейки или кронштейны навешивают защитную облицовку: цементные доски или плитки различных цветов и фактуры, цементно-фибролитовые плитки, облицовочные листы или панели, сайдинг, гранитные или мраморные плитки, профилированные листы. Между утеплителем и облицовкой обязательно предусматривают вентилируемую воздушную прослойку толщиной не менее 60 мм и не более 150 мм.

Рис. 6. Система вентилируемого фасада

1 – отделочный слой; 2 – саморез; 3 – стена; 4 – кляммер рядовой; 5 – вертикальная направляющая; 6 – заклепка стальная; 7 – крепежный элемент; 8 - кронштейн;
9 – теплоизоляция; 10 – ветрозащита.

Следует отметить, что дополнительную изоляцию на наружной стороне конструкции не всегда можно выполнить. Старые дома часто имеют члененные фасады, которые совместно с соседними домами создают единый архитектурный ансамбль. В этом случае тепловую изоляцию необходимо размещать на внутренней стороне конструкции.

Внутренняя теплоизоляция

Внутренняя изоляция обычно не так дорога и трудоемка, как внешняя. Наружный фасад остается неизменным, тепловой изоляционный слой не подвергается воздействию атмосферных явлений, при периодическом отоплении требуется меньшее время для введения в действие системы отопления. Тепловая изоляция выгодна для помещений, которые не отапливаются, но используются постоянно.

К недостаткам следует отнести уменьшение полезной площади помещения и изменение влажностного режима. Внутренний слой значительно легче, чем материал существующего ограждения, и свободно пропускает пар, что приводит к скапливанию влаги в толще стены на границе с утеплителем. Помимо этого теплоизоляция задерживает поступление теплоты из помещения в ограждение, вызывая понижение температуры внутри стены. Поэтому повышается влажность стены при одновременном понижении ее температуры, что способствует образованию конденсата на небольшой глубине от внутренней поверхности.

Необходимо обязательное устройство слоя пароизоляции между отделочным слоем и утеплителем.

Рис. 7. Устройство внутренней теплоизоляции

1 – стена; 2 – теплоизоляция;
3 – пароизоляция; 4 – отделочный слой.

 

Утепление мансарды

Не следует забывать, что влагосодержание теплого внутреннего воздуха выше, чем холодного наружного, поэтому диффузия водяных паров (как через покрытие мансарды, так и через наружные стены здания) направлена из помещения наружу. Наружная (верхняя) часть кровельного покрытия представляет собой гидроизоляционный слой, плохо пропускающий водяные пары и способствующий образованию конденсационной влаги с внутренней (нижней) стороны кровли. Последствия не заставят себя ждать: несмотря на хорошо выполненную гидроизоляцию крыши, на внутренней поверхности кровельного покрытия появятся мокрые пятна и плесень, ухудшатся теплоизоляционные качества утеплителя, с потолка начнут падать капельки воды (не из-за протечки кровли, а в результате конденсации водяных паров).

Учитывая отрицательное воздействие влаги на теплоизоляционные характеристики материалов, утеплитель необходимо защитить от увлажнения водяными парами, содержащимися в воздухе помещения, слоем пароизоляционного материала, расположив его с внутренней (нижней) стороны утеплителя. Для удаления влаги, попавшей по каким-то причинам в теплоизоляционный материал, между утеплителем и наружным (гидроизоляционным) слоем кровельного покрытия следует предусмотреть вентилируемую воздушную прослойку.

Очень часто нежилые чердачные помещения переоборудуют в жилые мансарды, сохраняя существующую стропильную систему. При этом, стремясь свести к минимуму дополнительную нагрузку на несущие конструкции здания, обычно используют легкий утеплитель пониженной плотности. Под воздействием ветра происходит 'продувание' утеплителей малой плотности, сопровождающееся уносом тепла, поэтому для сохранения теплозащитных характеристик конструкции на поверхность теплоизоляции, граничащую с вентилируемой прослойкой, обязательно укладывается слой ветрозащитного паропроницаемого материала.

При утеплении мансарды нужно помнить, что потери тепла происходят не только через покрытие, но и через торцовую стену. Поэтому фронтон дома также необходимо хорошо утеплить в соответствии с современными требованиями.

Рис. 7 Утепление крыши мансарды

1 – кровельное покрытие; 2 – настил (или обрешетка); 3 – контробрешетка; 4 – стропило; 5 – вентилируемый зазор (24-50мм); 6 - ветрозащитная мембрана; 7 – утеплитель; 8 - пароизоляция;9 – внутренняя отделка.

Приложение 1

Упругость насыщенного водяного пара е, Па
для различных значении температуры при в=100,7кп:

Для температур от 0 до -40°С (над льдом)

t,°С	Е	t,°С	Е	t,°С	Е	t,°С	Е	t,°С	Е
-0,2		-0,4 -0,6		-0,8 -1		-1,2 -1,4		1,6 -1,8
-2,0		-7		-11,8		-16,8		-24
-2,2		-7,2		-12		-17		-24,5
-2,4		-7,4		-12,2		-17,2	135-	-25
-2,6		-7,6		-12,4		-17,4		-25,5
-2,8		-7,8		-12,6		-17,6		-26
-3		-8		-12,8		-17,8		-26,5
-3,2		-8,2		-13		-18		-27
-3,4		-8,4		-13,2		-18,2		-27,5
-3,6		-8,6		-13,4	19.1	-18,4		-28
-3,8		-8,8		-13,6		-18,6		-28,5
-4		-9		-13,8		-18,8		-29
-4,2		-9,2		-14		-19		-29,5
-4,4		-9,4		-14,2		-19,2		-	-
-4,6		-9,6		-14,4		-19,4		-30
-4,8		-9,8		-14,6		-19,6		-31
-5		-	-	-14,8		-19,8		-32
-5,2		-10		-15		-	-	-33
-5,4		-10,2		-15,2		-20		-34
-5,6		-10,4		-15,4		-20,5		-35
-5,8		-10,6		-15,4		-21		-36
-6		-10,8		-15,8		-21,5		-37
-6,2		-11		-16		-22		-38
-6,4		-11,2		-16,2		-22,5		-39
-6,6		-11,4		-16,4		-23		-40
-6,8		-11,6		-16,6		-23,5		-41

Продолжение прил. 1

Для температур от 0 до 50 °С (над водой)

°С		0.1	0,2	0.3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
						1188.
	1,312
							3093.

 

Литература

 

1. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» - Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004.

2. СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» - Госстрой России, ГУП ЦПП, 2000.

3. СП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий» - Госстрой России, ГУП ЦПП, 2001.

4. ТСН 23-350-2004 Вологодской области «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по энергопотреблению и теплозащите» - Администрация Вологодской области, Вологда, 2004.

5. СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» - Госстрой России, ГУП ЦПП, 1998.

6. СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания» - Минстрой России, ГП ЦПП, 1995.

7. Физика среды/ А.К. Соловьев - М.: Издательство АСВ, 2008. - 344с.

 

Содержание

 

Введение. 3

1. Тепловая защита зданий. 3

2. Теплотехнический расчет наружного ограждения в зимних условиях эксплуатации зданий 4

3. Влажностное состояние наружного ограждения. 11

3.1. Причины появления влаги в наружных ограждениях. 11

3.2. Основные расчетные величины, характеризующие влажностный режим воздушной среды 14

3.3 Графоаналитический метод расчета влажностного состояния наружного ограждения 17

4. Конструктивные решения стен повышенной теплоизоляции. 21

4.1. Конструкция стен на жестких связях (колодцевая кладка). 21

4.2. Конструкция стен на гибких связях. 22

4.3. Устройство дополнительной теплоизоляции. 23

4.3.1. Наружная теплоизоляция. 23

4.3.2. Внутренняя теплоизоляция. 28

4.3.3. Утепление мансарды.. 29

Приложение 1. 30

 

* - в новом СНиПе 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», в отличие от предыдущих изданий, введены международные обозначения различных показателей:

- требуемый (англ.)

- интерьер, внутренняя среда(англ.);

- экстерьер, внешняя наружная среда (англ.);

- отопление (англ.);

- воздушный слой (англ.);

- сутки, день (англ.).