CC BY
33
ЭКСПЕРТНОЕ МНЕНИЕ
УДК 691.175 001: 10.24411/2587-6740-2018-16104
СИСТЕМЫ БЕСШОВНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПОСТРОЕК ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ
А.Д. Жуков1, К.А. Тер-Закарян2, Е.Д. Фомина1
1ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет», г. Москва 2ООО «ТЕПОФОЛ», г. Москва, Россия
В статье рассматриваются системы изоляции основных зданий фермерского хозяйства: коттеджей и помещений для содержания животных. Реализация этих систем в жилищном строительстве направлена, с одной стороны, на сбережение энергии, а с другой стороны — на повышение комфортности обитаемых помещений, а также снижение отрицательной нагрузки на среду обитания. Изоляция помещений для содержания животных необходима для сохранения их поголовья и создания для них необходимых условий существования, например в зимний период. Основным компонентом изоляционных систем, рассматриваемых в статье, является рулонный вспененный полиэтилен, соединяемый встык и свариваемый горячим воздухом с получением бесшовного тепло-, паро- и гидроизоляционного полотна. Формирование микроклимата в помещениях осуществляют за счет приточной или вытяжной вентиляции, а также обогрева. Формирование изоляционной оболочки здания включает два основных фактора -минимизацию потерь тепла через ограждающие элементы и ограничение воздухо- и паропроницаемости стен. Применение теплоизоляции с низкой паропроницаемостью в конструкциях стен существенно снижает эксфильтрацию и инфильтрацию, что способствует повышению теплозащиты системы в целом. Низкая паропроницаемость подобных оболочек минимизирует вероятность конденсации водяного пара в толще стены. Особый акцент в статье сделан на практические аспекты применения пенополиэтилена и, в частности, на возможность получения бесшовной изоляционной оболочки за счет сварки отдельных рулонов горячим воздухом (феном). На примере уже реализованных объектов рассматриваются особенности монтажа материала с применением механической фиксации рулонов при различном конструктивном исполнении изолируемых объектов.
Ключевые слова: пенополиэтилен, теплоизоляция, замковое соединение, сварка, механическая фиксация, ангар, каркасный коттедж.
Системы изоляции строительных конструкций направлены, с одной стороны, на сбережение энергии, а с другой стороны — на повышение комфортности обитаемых помещений, а также снижение отрицательной нагрузки на среду обитания [1, 2, 3]. Отметим также, что долговечность конструкции и ее те-пловлажностный режим эксплуатации связаны самым непосредственным образом: срок службы изолированных конструкций значительно возрастает [4, 5]. Эти факторы важны для любых типов построек, в частности коттеджей для проживания людей и помещений для зимовки животных.
В настоящее время к услугам строителей и застройщиков отечественное производство может предложить немало эффективных теплоизоляционных материалов (в основном плитных или рулонных): на основе минеральных и синтетических волокон, с применением вспененных пластмасс различного механизма отверждения и пр. [6, 7, 8].
В конструкции подобные материалы стыкуются в замок и укладываются с разбежкой швов, но полностью исключить наличия мостиков передачи тепла или холода на стыках плит (или рулонов) между собой и с несущими элементами не представляется возможным. Исключением является напыляемый полиуретан, позволяющий формировать бесшовную изоляционную поверхность. Материал фикси-
руются на поверхности за счет собственной адгезии, что не является надежным и имеет температурные ограничения при нанесении.
Формирование изоляционной оболочки здания включает два основных фактора — минимизацию потерь тепла через ограждающие элементы и ограничение воздухо- и паро-проницаемости стен. Отметим, что, согласно СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» ограждающий контур здания не должен «дышать». Эта функция выполняется оконными и дверными проемами, а также приточно-вы-тяжной вентиляцией. Применение теплоизоляции с низкой паропроницаемостью в конструкциях стен существенно снижает экс-фильтрацию и инфильтрацию, что способствует повышению теплозащиты системы в целом. Низкая паропроницаемость подобных оболочек минимизирует вероятность конденсации водяного пара в толще стены.
Материалы на основе вспененного полиэтилена (маты и рулоны) хорошо зарекомендовали себя как изоляционные материалы [9, 10]. Разработка технологии монтажа с механическим закреплением листов (рулонов) несшитого пенополиэтилена, а также разработанная российской компанией-производителем «ТЕПОФОЛ» технология формирования бесшовной оболочки здания (Патент РФ № 2645190) позволила создать системы изоляции для различных типов зданий: каркасных и бескаркас-
ЮТЗДМАТЮМАЬ АСШСШПтАЬ ЮШМАЬ № 6 (366) / 2018
ных, для плавающих полов, кровли и мансардных этажей [11, 12].
При реконструкции объектов под помещения для содержания скота изолируют стены и потолок рулонными материалами с механическим закреплением на поверхности и созданием бесшовной оболочки (рис. 1). В больших по объему помещениях рекомендуется применение воздухообменной вентиляции и климат-контроля (по влажности и температуре), что обеспечит оптимальный режим содержания животных.
При новом строительстве в качестве помещений для зимовки скота используются каркасные (рис. 1) или бескаркасные (рис. 2) конструкции с интерьерным расположением рулонной изоляции на основе пенополиэти-лена.
Второй не менее важной группой строительных объектов фермерского хозяйства являются жилые дома. По способу возведения загородные дома можно разделить на две большие группы: дома сезонной и круглогодичной эксплуатации. Учитывая специфику фермерского хозяйства, рассмотрим системные решения домом, эксплуатация которых осуществляется постоянно, в течение всего года.
Наиболее распространенным является строительство коттеджей из кирпича (или керамических камней с облицовкой), ячеисто-бетонных блоков (с оштукатуриванием), дере-
www.mshj.ru
ЭКСПЕРТНОЕ МНЕНИЕ
О.
Рис. 2. Изоляция бескаркасного помещения. Крытый скотный двор
Рис. 3. Схема каркасной стены с утеплением плитами на основе минеральной ваты:
1 — наружная облицовка;
2 — монтажный брус;
3 — теплоизоляция между стойками каркаса;
4 — дополнительный слой теплоизоляции
изнутри;
5 — интерьерная облицовка;
6 — обвязочный брус;
7 — пароизоляция;
8 — ветрозащита
вянного бруса, систем с фасадным утеплением (штукатурными и вентилируемыми фасадами) и каркасных систем.
Опыт и расчеты показывают, что цена строительства из кирпича, камней, блоков, с применением утепленных фасадов колеблется в интервале от 4 до 6 тыс. руб. за 1 м2 стены; а использование каркасных систем позволяет укладываться в интервал от 1,5 до 2,5 тыс. руб. за 1 м2 стены. В качестве теплоизоляции в каркасных системах применяют минераловатные мягкие плиты, реже пенополистирольные плиты; применяются также рулонные материалы на основе пенополиэтилена.
В зданиях каркасной конструкции плиты на основе экструдированного пенополисти-рола (XPS-плиты) толщиной 100 мм устанавливают как можно плотнее к стойкам каркаса для минимизации потерь тепла на примыканиях к стойкам и на стыках плит. Плиты жест-
кие и имеют четкую прямоугольную геометрию, поэтому щелей и неплотностей между XPS-плитами и стойками избежать не удается. Это делает необходимым применение паро-изоляции изнутри помещения и ветрозащитной мембраны снаружи.
В процессе эксплуатации возможные температурные, влажностные и механические подвижки каркасной системы приводят к увеличению зазоров между плитами и стойками. Это, в свою очередь, увеличивает мостики холода, а следовательно, и потери тепла, что особенно становится заметным с наступлением холодов.
Утепление мягкими минераловатными плитами (рекомендуемыми для ненагружа-емых конструкций) является очень распространенным приемом изоляции каркасных зданий. Плиты толщиной 100 мм размещают между стойками каркаса по возможности
враспор. Для достижения нормативного термического сопротивления по внутреннему изоляционному контуру дополнительно укладывают минераловатные плиты или маты толщиной 50 мм.
С внутренней стороны монтируется рулонная пароизоляция, с наружной — ветрозащитна мембрана (рис. 3).
Мягкие минераловатные плиты имеют невысокие прочностные характеристики, и в процессе эксплуатации за счет температурно-влажностных воздействий их свойства могут постепенно деградировать. В результате так же, как в случае с плитами из экструзионного пенополистирола происходит раскрытие мостиков холода и снижение термического сопротивления конструкции.
Использование пенополиэтилена (рулона или матов) при изоляции стен (рис. 4) и кровли (рис. 4а) позволяет значительно ускорить
Рис. 4. Изоляция дома каркасного типа (общий вид и оконный проем)
Рис. 4а. Изоляция кровли (закрепление рулонного пенополиэтилена саморезами со шляпкой по деревянной обрешетке)
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 6 (366)/2018
Оч
EXPERT OPINION
Таблица
Стоимость по материалам и работам каркасных систем
Рис. 5. Схема каркасной стены с утеплением из металлизированного пенополиэтилена:
1 — деревянный элемент каркаса;
2 — теплоизоляция;
3 — наружная облицовка (ПВХ-сайдинг);
4 — внутренняя облицовка
Стоимость 1 м2 стены при утеплении
Наименование позиций пенополиэтилен минераловатная плита
Стоимость по материалам, руб. на 1 м2 стены
Деревянный каркас 16С 16С
Пенополиэтилен толщиной 100 мм 45С -
Минераловатная плита толщиной 100+50 мм - 220+110=330
Сайдинг (наружная облицовка) 16С 16С
Вагонка (внутренняя облицовка) 12С 120
Пароизоляция + ветрозащита - 70
Всего по материалам В9С 840
Стоимость работ, руб. на 1 м2 стены
Сборка каркасных стен 2СС 200
Укладка утеплителя 3СС 600
Пароизоляция - 100
Монтаж наружной облицовки 15С 150
Монтаж внутренней облицовки 1СС 100
Всего по работам 75С 1050
Итого «ад 1990
темпы строительных работ, а применение разработанной компанией «ТЕПОФОЛ» технологии замкового соединения с последующей сваркой стыка горячим воздухом позволяет формировать бесшовные изоляционные оболочки с минимизацией мостиков холода.
При утеплении рулонным полиэтиленом с теплоотражающей поверхностью (рис. 4 и 4а) изоляцию располагаю по внешнему периметру каркасной системы с механическим закреплением на стойках каркаса (рис. 5). Далее листы соединяют внахлест и сваривают горячим воздухом с помощью строительного фена (Патент РФ № 2645190) [11].
При таком методе утепления теплоизоляция из вспененного полиэтилена с теплоотра-жающим слоем является идеальной ветрозащитой, что позволяет исключить применение дополнительных материалов.
С учетом того, что при строительстве коттеджей или загородных домов, или усадеб фермерских хозяйств очень часто используется именно каркасная несущая система был осуществлен расчет стоимости по материалам и работам для наиболее экономичных решений: при утеплении мягкими минерало-ватными плитами и при изоляции рулонами пенополиэтилена.
В сравниваемых системах каркас выполнен из деревянных элементов, пропитанных антисептиками и антипиренами. Термическое сопротивление конструкций соответствует нормативному уровню — не ниже 3,1 м2-°С/ Вт. Внешняя и внутренняя облицовки для обеих систем идентичны. Расчет цены по материалам и по монтажу этих систем представлен в таблице.
В отличие от минераловатных плит, утеплитель из вспененного полиэтилена более не-
прихотлив в эксплуатации. Он не требует замены в течение всего срока службы, так как абсолютно не впитывает влагу и более лоялен к небольшим ошибкам, допущенным в процессе монтажа. При правильном монтаже и строгом выполнении требований технологии замкового соединения срок эксплуатации материала практически неограничен.
Пенополиэтилен помимо низкой теплопроводности имеет низкую паро- и водопроницаемость. При условии бесшовного сварного соединения форматов возможно формирование комплексной тепло-, гидро- и пароизоляцион-ной оболочки здания. Незначительная усадка рулонного полиэтилена происходит под воздействием температурных колебаний и компенсируется за счет механического крепления к элементам каркаса и эластичности самого материала. В то же время строгое соблюдение технологии монтажа не влияет на эффективность теплоизоляционного контура и полностью исключает возможность температурного расширения или сужения теплоизоляционного материала.
Литература
1. Жуков А.Д., Тер-Закарян К.А., Бессонов И.В., Семенов В.С., Старостин А.В. Системы строительной изоляции с применением пенополиэтилена // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 58-61.
2. Zhukov A., Semyonov V. Gnip I., Vaitkus S. The investigation of expanded polystyrene creep behavior // MATEC Web of Conferences Volume 117, 24 July 2017, Номер статьи 0018426th R-S-P Seminar 2017 Theoretical Foundation of Civil Engineering, RSP 2017; Warsaw; Poland; 19 August 2017 до 21 August 2017; Код 129222.
3. Rumiantcev B.M., Zhukov A.D., Zelenshikov D.B., Chkunin A.S., Ivanov K.K., Sazonova Yu.V. Insulation systems of the building construtions. MATEC Web
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № б (Збб) / 2018
of Conferences. Vol. 86 (2016). DOI: http://dx.doi. org/10.1051/matecconf/ 20168604027.
4. Rumiantcev B.M., Zhukov A.D., Bobrova E.Yu., Romanova I.P., Zelenshikov D.B., Smirnova T.V. The systems of insulation and a methodology for assessing the durability. MATEC Web of Conferences. Vol. 86 (2016). DOI: http://dx.doi.org/10.1051/matecconf/ 20168604036.
5. Wang Y., Huang Z., Heng L. Cost-effectiveness assessment of insulated exterior wall of residential buildings in cold climate. International Journal of Project Management, 2007, no. 25(2), pp. 143-149.
6. Семенов В.С., Розовская Т.А., Губский А.Ю. Перспективы применения вторичных полиэфирных волокон для производства тепло- и звукоизоляционных материалов // Строительные материалы. 2016. № 6. С. 21-24.
7. Gnip I.Ya., Kerchulis V.I., Vaitkus S.Y. Confidence intervals forecasting creep deformation of foam polystyrene. Construction Materials. 2012. No. 12. Pp. 40-44.
8. Gnip I.J., Kersulis V.J., Vaitkus S.J. Analytical description of the creep of expanded polystyrene under compressive loading. Mechanics of Composite materials. 2005; 41(4): 357-364.
9. Жуков А.Д., Тер-Закарян К.А., Козлов СД., Жуков А.Ю. Бесшовная изоляция в системах плавающего пола // Жилищное строительство. 2018. № 9. С. 48-51.
10. Жуков А.Д., Тер-Закарян К.А., Заяфаров А.В., Петровский Е.С., Тучаев Д.У. Системы изоляции скатных крыш // Крыши и кровли. 2017. № 6. С. 27-29.
11. Патент РФ № 2645190 «Замковая технология теплоизоляционного материала для бесшовной сварки соединительных замков»: зарегистрирован 16 февраля 2018 г.
12. Жуков АД., Тер-Закарян К.А., Тучаев Д.У., Петровский Е.С. Энергоэффективное утепление продовольственных складов и овощехранилищ // Международный сельскохозяйственный журнал. 2018. № 1. С. 65-67.
www.mshj.ru
ЭКСПЕРТНОЕ МНЕНИЕ
Об авторах:
Жуков Алексей Дмитриевич, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительных материалов и материаловедения, [email protected] Тер-Закарян Карапет Арменович, управляющий директор, [email protected] Фомина Екатерина Дмитриевна, студентка, [email protected]
SYSTEMS OF SEAMLESS INSULATION OF CONSTRUCTIONS OF FARMING ECONOMIES
A.D. Zhukov1, K.A. Ter-Zakaryan2, E.D. Fomina1
National research Moscow state university of civil engineering, Moscow 2TEPOFOL Ltd., Moscow, Russia
This article Is dedicated to the Insulation systems of main farm buildings such as cottages and livestock facilities. The Implementation of these systems within the scope of housing construction is oriented on the one hand to the energy efficiency but on the other hand, it is aimed at the conditions improvement of living quarters and decrease of negative loading upon the living environment. Insulation of livestock facilities is necessary for keeping its population and building up the appropriate living conditions, for instance, in winter. The formation of the insulating shell of a building includes two main factors -minimizing heat loss through the enclosing elements and limiting the air and vapor permeability of walls. The use of heat insulation with low vapor permeability in the construction of walls significantly reduces exfiltration and infiltration, which helps to increase the thermal protection of the system as a whole. Low vapor permeability of such shells minimizes the probability of condensation of water vapor in the thickness of the wall. The basic component of insulation systems regarded in this article is polyethylene foam roll, connected by means of a locking butt joint and welded with the hot air obtaining a seamless thermal, vapor- and waterproof coating. The creation of an indoor microclimate is implemented with the help of exhaust or vacuum ventilation system and heating as well.
Keywords: polyethylene foam, thermal insulation, locking joint, welding, mechanical fixation, hangar, framed cottage.
References
1. Zhukov A.D., Ter-Zakaryan K.A., Bessonov I.V., Se-menov V.S., Starostin A.V. Building insulation systems using polyethylene foam. Stroitelnye materialy = Construction materials. 2018. No. 9. Pp. 58-61.
2. Zhukov A., Semyonov V. Gnip I., Vaitkus S. The investigation of expanded polystyrene creep behavior. MATEC Web of Conferences Volume 117, 24 July 2017, Article number 0018426th R-S-P Seminar 2017 Theoretical Foundation of Civil Engineering, RSP 2017; Warsaw; Poland; 19 August 2017 go 21 August 2017; Code 129222.
3. Rumiantcev B.M., Zhukov A.D., Zelenshikov D.B., Chkunin A.S., Ivanov K.K., Sazonova Yu.V. Insulation systems of the building construtions. MATEC Web of Conferences. Vol. 86 (2016). DOI: http://dx.doi.org/10.1051/ matecconf/ 20168604027.
4. Rumiantcev B.M., Zhukov A.D., Bobrova E.Yu., Romanova I.P., Zelenshikov D.B., Smirnova T.V. The
About the authors:
systems of insulation and a methodology for assessing the durability. MATEC Web of Conferences. Vol. 86 (2016). DOI: http://dx.doi.org/10.1051/matecconf/ 20168604036.
5. Wang Y., Huang Z., Heng L. Cost-effectiveness assessment of insulated exterior wall of residential buildings in cold climate. International Journal of Project Management, 2007, no. 25(2), pp. 143-149.
6. Semenov V.S., Rozovskaya T.A., Gubskij A.Yu. Prospects for the use of recycled polyester fibers for the production of heat and sound insulating materials. Stroitelnye materialy = Construction materials. 2016. No. 6. Pp. 21-24.
7. Gnip I.Ya., Kerchulis V.I., Vaitkus S.Y. Confidence intervals forecasting creep deformation of foam polystyrene. Construction Materials. 2012. No. 12. Pp. 40-44.
8. Gnip I.J., Kersulis V.J., Vaitkus S.J. Analytical description of the creep of expanded polystyrene under
compressive loading. Mechanics of Composite materials. 2005; 41(4): 357-364.
9. Zhukov A.D., Ter-Zakaryan K.A, Kozlov S.D., Zhukov A.Yu. Seamless insulation in floating floor systems. Zhilischnoe stroitelstvo = Housing construction. 2018. No. 9. Pp. 48-51.
10. Zhukov A.D., Ter-Zakaryan K.A., Zayafarov AV., Petrovskij E.S., Tuchaev D.U. Pitched roof insulation systems. Kryshi i krovli = Roofs and housetops. 2017. No. 6. Pp. 27-29.
11. RF patent № 2645190 "The castle technology of heat-insulating material for seamless welding of connecting locks" was registered on February 16, 2018.
12. Zhukov A.D., Ter-Zakaryan K.A., Tuchaev D.U., Petrovskij E.S. Energy efficient insulation of food warehouses and vegetable stores. Mezhdunarodnyj selskokho-zyajstvennyj zhurnal = International agricultural journal. 2018. No. 1. Pp. 65-67.
Aleksey D. Zhukov, candidate of technical sciences, associate professor, associate professor at the department of building materials and materials science, [email protected] Karapet A. Ter-Zakaryan, managing director, [email protected] Ekaterina D. Fomina, student, [email protected]
Уважаемые читатели!
В журнале № 5 (3б5)-2018 на стр. 1б в статье «Анализ эффективности управления земельными ресурсами региона на основе применения методики комплексного (кластерного) зонирования территорий (на примере земель сельскохозяйственного назначения)» (авторы: Д.В. Антропов, С.И. Комаров) была допущена техническая ошибка. Вместо «Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-001-00001» следует читать «Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-010-01016».
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № б (Збб) / 201В
