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.