Данилова Н.И.
СРАВНЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ УТЕПЛЕНИЯ ВЕНТИЛИРУЕМОГО ФАСАДА ЗДАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОГО РЕШЕНИЯ *
Аннотация:
выбор конструкции фасада является важной частью архитектурных решений здания. От этого выбора зависит не только облик здания, но и его конечная стоимость и комфорт для проживания. Целью данной статьи является сравнение утеплителей наружных стен и определение наиболее эффективного теплоизоляционного материала. Главными задачами является рассмотрение материалов для утепления фасадов, выявление их преимуществ и недостатков. Объектом исследования данной статьи являются энергоэффективные утеплители. В статье рассмотрены несколько видов утеплителей: каменная вата, экструзионный пенополистирол и пенополиизоцианурат, представлены их характеристики, а также выявлены достоинства и недостатки каждого материала и проведено их сравнение. Представлен теплотехнический расчет наружной стены с утеплением из различных материалов. В результате работы был обоснован выбор наиболее оптимального варианта утепления вентилируемого фасада
Ключевые слова:
энергоэффективность, вентилируемый фасад, утеплитель, теплоизоляция, анализ
УДК 69
Данилова Н.И.
магистрант строительного факультета,
Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова
(г. Чебоксары, Россия)
СРАВНЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ УТЕПЛЕНИЯ
ВЕНТИЛИРУЕМОГО ФАСАДА ЗДАНИЯ С ЦЕЛЬЮ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОГО РЕШЕНИЯ
Аннотация: выбор конструкции фасада является важной частью архитектурных решений здания. От этого выбора зависит не только облик здания, но и его конечная стоимость и комфорт для проживания.
Целью данной статьи является сравнение утеплителей наружных стен и определение наиболее эффективного теплоизоляционного материала. Главными задачами является рассмотрение материалов для утепления фасадов, выявление их преимуществ и недостатков. Объектом исследования данной статьи являются энергоэффективные утеплители. В статье рассмотрены несколько видов утеплителей: каменная вата, экструзионный пенополистирол и пенополиизоцианурат, представлены их характеристики, а также выявлены достоинства и недостатки каждого материала и проведено их сравнение. Представлен теплотехнический расчет наружной стены с утеплением из различных материалов. В результате работы был обоснован выбор наиболее оптимального варианта утепления вентилируемого фасада.
Ключевые слова: энергоэффективность, вентилируемый фасад, утеплитель, теплоизоляция, анализ.
Повышение энергоэффективности ограждающих конструкций жилых, общественных и производственных зданий осуществляется применением в конструкциях наружных стен эффективных утеплителей. Существует большое разнообразие теплоизоляционных материалов, но наиболее популярны три из них — каменная вата, экструзионный пенополистирол (XPS), и PIR-плиты на основе полиизоцианурата. Они отличаются низкой теплопроводностью и соответствуют требованиям для использования в системах наружного утепления фасада.
Рассмотрим каждый материал и его характеристики по отдельности.
Каменная вата
Каменная вата — это минеральный волокнистый теплоизоляционный материал. В ней содержится значительное количество воздуха, который обладает низкой способностью проводить тепло, что делает этот материал эффективным для сохранения тепла. Основные характеристики каменной ваты включают:
Экструзионный пенополистирол (XPS)
Утеплитель представляет собой полимерную теплоизоляцию с равномерно распределёнными замкнутыми ячейками. Такая структура обеспечивает материалу низкий коэффициент теплопроводности и отсутствие усадки. Основные характеристики экструзионного пенополистирола:
Плиты PIR
Изделия, созданные из пенополиизоцианурата, представляют собой структуры с закрытыми ячейками, внутри которых находится инертный газ. Это сочетание обеспечивает низкую теплопроводность и высокую прочность на сжатие.
У PIR имеются и другие достоинства:
К недостаткам экструдировнного пенополистирола и пенополиизоцианурата относятся низкая паропроницаемость
Проведем теплотехнический расчет ограждающей конструкции стены жилого здания с различными видами утеплителя.
Описание конструкции, выбранной для расчета. Состав наружной стены представлен в таблице 1 и на рисунке 1.
Таблица 1. Состав наружной стены.
|
№ |
Материал слоя |
Толщина, мм |
Теплопроводность, Вт/(м* °C) |
|
1 |
Композитные панели |
- |
- |
|
2 |
Каменная вата (КВ) - ТЕХНОВЕНТ СТАНДАРТ |
170 |
0,038 |
Экструзионный пенополистирол (XPS) - ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF |
150 |
0,032 |
|
|
Пенополиизоцианурат (PIR) - LOGICPIR PROF Ф/Ф |
110 |
0,023 |
|
|
3 |
Кирпичная кладка на цементно-песчаном растворе (1800 г/м3) |
380 |
0,81 |
Рис.1. Конструкция наружной стены.
Расчет значения нормируемого сопротивления теплопередаче. Расчетные данные представлены в таблице 2.
|
№ |
Параметр |
Значение |
Ед. изм. |
|
1 |
Местоположение |
Чебоксары |
|
|
2 |
Условия эксплуатации ограждающих конструкций |
Б |
|
|
3 |
Продолжительность отопительного периода (СП 131.13330.2020) |
211 |
сут. |
|
4 |
Средняя температура отопительного периода (СП 131.13330.2020) |
-4,6 |
°C |
|
5 |
Температура внутри помещения |
21 |
°C |
|
6 |
Влажность |
55 |
% |
|
7 |
Вид здания |
Жилые, гостиницы и общежития |
|
|
8 |
Тип конструкции |
стена |
|
Таблица 2. Значения нормируемого сопротивления теплопередаче.
Согласно таблице 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания 21°C и относительной влажности воздуха 55% влажностный режим помещения устанавливается как нормальный.
Градусо-сутки отопительного периода:
ГСОП=(21-(-4,6))*211=5402 °C*сут/год
Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче, исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче:
R0тр=0,00035*5402+1,4=3,29 м2*°C/Вт
Условное сопротивление теплопередаче:
(КВ)R0усл=1/8,7+0,17/0,038+0,38/0,81+1/12=5,14 м2*°C/Вт
(XPS)R0усл=1/8,7+0,15/0,032+0,38/0,81+1/12=5,35 м2*°C/Вт
(PIR)R0усл=1/8,7+0,11/0,023+0,38/0,81+1/12=5,45м2*°C/Вт
Коэффициент теплотехнической неоднородности ограждающей конструкции принимаем равным 0,65.
Приведенное сопротивление теплопередаче каменной ваты:
(КВ)R0пр=5,14*0,65=3,34 м2*°C/Вт
R0пр=3,34 м2*°C/Вт ≥ R0усл=3,29 м2*°C/Вт
Толщину утеплителя из каменной ваты принимаем 170 мм.
Приведенное сопротивление теплопередаче экструзионного пенополистирола:
(XPS)R0пр=5,35*0,65=3,48 м2*°C/Вт
R0пр=3,48 м2*°C/Вт ≥ R0усл=3,29 м2*°C/Вт
Толщину утеплителя из экструзионного пенополистирола принимаем 150 мм.
Приведенное сопротивление теплопередаче пенополиизоцианурата:
(PIR)R0пр=5,45*0,65=3,54 м2*°C/Вт
R0пр=3,54 м2*°C/Вт ≥ R0усл=3,29 м2*°C/Вт
Толщину утеплителя из пенополиизоцианурата принимаем 110 мм.
Сравнение цен за 1 м2 материала (цены взяты с сайта ТЕХНОНИКОЛЬ):
Каменная вата ТЕХНОВЕНТ СТАНДАРТ – 454 руб./м2
Пенополиизоцианурат LOGICPIR PROF Ф/Ф - 990 руб./м2
Сравнение групп горючести:
Каменная вата ТЕХНОВЕНТ СТАНДАРТ – НГ (негорючие).
Пенополиизоцианурат LOGICPIR PROF Ф/Ф – Г1 (слабогорючие).
Согласно результатам теплотехнического расчета, мы получаем определенные значения для показателей, таких как толщина материалов и их сопротивление теплопередаче. Самое минимальное значение для этих параметров обнаружено у пенополиизоцианурата. Однако, каменная вата обладает важным свойством - она не горит. Требования к пожарной безопасности сооружений с вентилируемым фасадом являются строгими, поскольку огонь мгновенно распространяется в воздушной среде. Кроме того, при устройстве конструкции с вентилируемым зазором материал должен как можно плотнее примыкать к несущей стене, обходя возможные неровности поверхности без образования щелей между утеплителем и стеной. Реализовать эту задачу позволяют такие механические характеристики как упругость, сжимаемость и гибкость теплоизоляционного материала. По этим показателям утеплители из каменной ваты обладают преимуществом перед более жесткими плитами.
В результате работы проведен анализ теплоизоляционных материалов для конструкции вентилируемых фасадов. В ходе сравнения материалов для утепления вентилируемых фасадов было выявлено, что следует отдавать предпочтение каменной вате, так как она является наиболее оптимальным вариантом по ряду показателей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Номер журнала Вестник науки №12 (69) том 3
Ссылка для цитирования:
Данилова Н.И. СРАВНЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ УТЕПЛЕНИЯ ВЕНТИЛИРУЕМОГО ФАСАДА ЗДАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОГО РЕШЕНИЯ // Вестник науки №12 (69) том 3. С. 1317 - 1324. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/11800 (дата обращения: 19.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+