CC BY
10УДК 8.3 ББК 69
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Хамидов А.И.
НамИСИ, профессор.
Аннотация. В статье обосновано применение эффективных теплоизоляционных материалов для крыш, позволяющая существенно повысить энергоэффективность зданий.
Аннотация. Маколада бинолар энергия самарадорлигини ошириш учун томларда самарали исси; изоляция материалларини куллаш асосланган.
Annotation.The article shows application efficient heat-insulating materials on the roof structures for increasing energiy- efficient of buildings.
Ключевые слова: энергоэффективное строительство, теплоизоляционные материалы, крыша, чердачные покрытия
Таянч сузлар:, энергиясамарадор курилиш, иссикизоляция материаллари, том, чордокли ёпмалар
Key words: construction of energiy- efficient, heat-insulating materials, roof, attic floor.
В Узбекистане, к числу наиболее приоритетных отраслей, относится промышленность строительных материалов, имеющая мощный потенциал и огромное значение для развития строительного комплекса.
Уместно отметить, что повышение эффективности и качества строительства главным образом зависит от стоимости строительных материалов, которая составляет около 55-65% от общих затрат на капитальное строительство и их качества.
Строительство как отрасль нашей республики, занимает одно из первых мест по использованию материальных ресурсов. Современный размах строительства ставит также задачу решения вопросов экономного и рационального использования ресурсов, прежде всего, реализации имеющихся резервов, т.е. создание малоотходных и энергосберегающих технологий с использованием отходов промышленности. Осуществление этих задач приводит, в первую очередь, к экономии дорогостоящих материальных ресурсов, а во-вторых, отказа от ввоза их из других регионов.
Так, по данным объединения "Узсаноаткурилишматериаллари" за 9 месяцев 2020 года объём импорта строительных материалов составило 249 млн. долларов США [1]
В последние годы в отечественной и зарубежной литературе появился новый термин - энергоэффективные (энергоэкономичные) здания, то есть здания, при проектировании, строительстве и эксплуатации которого осуществлены все возможные мероприятия (энергосберегающие меры), направленные на экономию тепловой и электрической энергии.
Современные здания обладают большими возможностями по повышению их тепловой эффективности на базе формирования теплового и воздушного режима,
оптимизации потоков теплоты и массы как в помещениях, так и ограждающих конструкциях [2]. Главным оружием в борьбе за энергосбережения и снижение теплопотерь является правильно выбранный теплоизоляционный материал. Теплоизоляционный материал (ТИМ) - это материал, предназначенный для уменьшения теплопереноса, теплоизоляционные свойства которого зависят от его химического состава и физической структуры. Теплоизоляционные материалы имеют теплопроводность X не более 0,175 Вт/(м*С), при этом 1 м3 эффективного ТИМ позволяет сэкономить 1,45 тонн условного топлива. Высокоэффективные ТИМ способны обладать коэффициентом теплопроводности Х=0,06 и менее. Таким образом, применение теплоизоляционных материалов в строительстве окупается в среднем в течение 5-15 лет. Для сравнения, пустотелый кирпич окупит энергию на его производство только через 50 лет [3,4].
Энергоэффективное строительство с каждым годом приобретает все большее развитие. Появляются новые сооружения, построенные по самым современным технологиям, с повышенными требованиями к теплозащите и улучшенными характеристиками энергопотребления.
Учитывая, что около половины всего энергопотребления в стране приходится на здания и сооружения, актуальной научно-технической проблемой является разработка и внедрение новых эффективных теплоизоляционных материалов, направленные на повышение энергоэффективности зданий, отвечающих современным требованиям по энергопотреблению.
Энергоэффективность зданий в значительной степени зависит от теплозащитных свойств наружной оболочки здания - ограждающих конструкций: стен, крыш, полов, световых проемов.
Как известно, при сложившейся практике проектирования и строительства без учета современных требований более 60% тепла уходит через ограждающие конструкции: наружные стены, крыши, окна, двери и фундамент. Поэтому основной резерв экономии тепла заключается в надежной теплоизоляции всего корпуса здания, в особенности крыш.
Крыша - один из функциональных, важных элементов, обеспечивающих эксплуатационные качества (защита от атмосферных осадков и теплозащита) и долговечность здания в целом. Материалы и конструкции крыш и кровель из-за неблагоприятных климатических факторов находятся в очень сложных условиях эксплуатации. Проблемы повышения теплозащиты и достижение долговечности покрытий зданий в современных условиях приобретают особую актуальность.
Для сохранения теплозащитных качеств важным является защита теплоизоляционных материалов в ограждающих конструкциях крыш от неблагоприятного воздействия климата и влагонакопления. А это напрямую зависит от качества, долговечности и надежности применяемых кровельных материалов и конструктивного решения кровель.
Рис-1. Потери тепла в здании
На долговечность и стабильность теплофизических и физико-механических свойств теплоизоляционных материалов в конструкциях утепления зданий влияют многие эксплуатационные факторы, включая:
- знакопеременный температурно-влажностный режим теплоизоля-ционных конструкций;
- возможность капиллярного и диффузионного увлажнения теплоизоляционного материала в конструкции;
- воздействие ветровых нагрузок;
- воздействие атмосферных осадков;
- механические нагрузки от собственного веса в конструкциях стен и нагрузки при перемещении людей в конструкциях крыш и перекрытий.
Для утепления чердачного перекрытия холодного и открытого чердака рекомендуется отдавать предпочтение применению жестких и повышенной жесткости теплоизоляционных плит из минеральной ваты, базальтового или стеклянного волокна с устройством армированной стяжки из цементно-песчаного раствора или асфальтобетона с прочностью на сжатие соответственно 5 и 0,8 МПа и толщиной 15-20 мм. При этом предел прочности жестких теплоизоляционных плит при 10 %-ной деформации на сжатие должен быть не менее 0,06 МПа (таблица 1).
Таблица 1
Физико-механические свойства наиболее эффективных теплоизоляционных материалов, применяемых для крыш
№ Вид теплоизоляционного материала Плотность (УоХ кг/м3 Прочность при сжатии, МПа Коэффициент теплопроводности (Х0), Вт/(м-0С) Паропро ницаемо сть, мг/(мт Па) Рекомендация для утепления
1 Плиты из минерального волокна (минвата, базальтовая вата) 50-225 0,04-0,15 0,048-0,054 0,490,53 Чердачных перекрытий, многослойных покры-тий бесчердач-ных и скатных крыш
2 Пенопласты (пенополист ирол) покрытые антипирена- ми 20-150 0,05-1 0,04-0,052 0,0050,05 Многослойных покрытий бесчердачных вентилируемых и не вентилируемых крыш
3 То же не покрытые антипирена-ми 20-150 0,05-1 0,04-0,052 0,0050,05 То же только невентилируемых
4 Ячеистый (пено) бетон 300-600 0,5-2,0 0,08-0,14 0,170,26 То же кроме скатных крыш
Примечание: Пенобетон плотностью 600 кг/м3 рекомендуется для комплексного применения с пенобетоном более низкой плотностю (до 400 кг/м3).
При применении в качестве утеплителя сыпучих и воздухопроницаемых теплоизоляционных материалов их рекомендуется покрывать цементно-песчаной или асфальтобетонной стяжкой прочностью на сжатие соответственно 5 и 0,8 МПа и толщиной 15-20 мм.
В качестве сыпучих и воздухопроницаемых теплоизоляционных материалов рекомендуется использовать вспученный вермикулит (ГОСТ 12865) с крупностью зерен до 15 мм и плотностью в пределах 200-300 кг/м3, мелкозернистый вспученный перлитовый песок (ГОСТ 10832) с размером фракций до 5 мм и плотностью 200-400 кг/м3, но не более 500 кг/м3.
Рекомендуется устройство утеплителя с использованием утепляющих мелких плит из пенобетона плотностью 400 кг/м3 по TSh 64-15207505-02, уложенных в два и более слоев. Более эффективно устройство теплоизоляции по чердачному перекрытию из ячеистого бетона, в частности, пенобетона плотностью Д250, Д300, и Д400 монолитной укладки.
В чердачных крышах индивидуальных малоэтажных жилых домов (до 2-х этажей) для сельской местности рекомендуется также применение местных материалов из длиностеблевых растений, например камышитовые прошивные плиты плотностью 200300 кг/м3 отвечающие требованиям TSh 7.210. Для изготовления камышитовых плит необходимо заготавливать зрелый сухой камыш светло-желтого цвета, вырубаемый осенью или зимой. Использование незрелого зеленого камыша, а также многолетнего достаточно перезрелого камыша, так называемого «аттарника» не допускается. Для исключения поражения камыша грибками, различными насекомыми эффективной является его обработка 4 % раствором железного купароса или другими антисептирующими составами.
Утеплитель из камышитовых плит должен быть защищен от возгорания негорючими материалами (глино-соломенная стяжка и др.) толщиной не менее 50 мм. Для предотвращения распространения пожара следует на чердачном перекрытии предусматривать разделительные стенки высотой над утеплителем не менее 200 мм и толщиной не менее 250 мм, ограничивающие площадь скрытого распространения горения, которая не должна превышать 60 м2.
Чердачные крыши с утеплителем из местных материалов для сельских индивидуальных жилых домов следует проектировать в соответствие с требованиями ШНК 2.01.02-04.
К теплоизоляционным материалам, применяемых для крыш предъявляются повышенные требования по влагостойкости и пожарной безопасности.
В России компания «Сен-Гобен Строительная Продукция» разработала новый теплоизоляционный материал «КОУЕЯ Скатная крыша». Она имеет низкий показатель водопоглощения за 24 часа (по ГОСТ 17177-94) - 9 мас.%.
В таблице 2 приведены технические характеристики теплои-золяционного материала «ТБОУЕЯ Скатная крыша».
Таблица 2
Технические характеристики «КОУЕЯ Скатная крыша»
№ Наименование показателей Данные
п/п
1 Водопоглощение 9,0
2 Теплопроводность при 100С, Вт/(м0С), не более 0,037
3 Группа горючести НГ
4 Размеры, мм 610х1170х50 (100)
5 Масса плиты, кг 0,54 (1,08)
6 Площадь в упаковке, м2 7,14 (14,27 )
Выбор схемы утепления зависит от конструкционных особенностей ферм, толщины используемых стропил, а также от удобства организации работ по монтажу конструкции крыш.
Теплоизоляционные материалы в конструкциях утепления крыш зданий должны
соответствовать требованиям пожарной безопасности по СНиП 2.01.02 и СНиП 21-01, не выделять токсичные вещества в процессе эксплуатации и при горении, иметь санитарно-эпидемиологическое заключение и сертификат пожарной безопасности. Материалы инофирм должны иметь техническое свидетельство.
Из вышеизложенного можно сделать выводы, что применение эффективных теплоизоляционных материалов для ограждающих конструкций с учётом климатических условий позволит существенно повысить энергоэффективность зданий и сооружений.
ЛИТЕРАТУРА
1. А.А.Баходиров. текущее состояние и перспективы развития производства строительных материалов в Узбекистане. Сборник материалов научно-практической конференции. СамГАСУ, Самарканд, 2020 г. 16-17 октября: -9-10 с.
2. Л.П.Зарубина. Теплоизоляция зданий и сооружений. Материалы и технологии. Санкт-Петербург «БХВ-Петербург», 2012 г.-416 с.
3. С.А.Ходжаев Отчёт научно-исследовательской работы «Повышение энергосбережения в жилищно-гражданском строительстве путём совершенствования нормативной базы, разработки эффективных теплоизоляционных материалов и ограждающих конструкций на основе местного сырья и отходов производства», Ташкент, 2013 г.
4. Журнал Энергоэффективное строительство: Выпуски за 2015 год: №1 (38), №2 (39), №3 (40). Москва.
5. Ф.Юлдашев, А.Хамидов. Эффективность использования тепло-изоляционных материалов. Материалы Республиканской научно-технической конференции. Наманган, 24-25 апреля 2018г.-152-153 с.
6. А.И.Хамидов, Ш.Ш.Кузибаев, Ш.Р.Юсупов.Теплоизоляционные материалы для энергоэффективных зданий. Монография - Ташкент Издательство Lesson press, 2022, - 88 стр
