ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ЗДАНИЙ, ТРУБОПРОВОДОВ И ВОЗДУХОВОДОВ

УТЕПЛЕНИЕ СТЕН ПЕНОПОЛИУРЕТАНОМ

Состояние проблемы

Государственная важность проблемы энергосбережения побудила Госстрой РФ принять постановление «О теплозащите строящихся зданий и сооружений» (№ 18—11 от 2.02.98 г.) и внести изменения 3 и 4 в СНиП 11—3—79 «Строительная теплотехника» по повышению требований к сопротивлению теплопередачи ограждающих конструкций.

В настоящее время все здания страны, даже кирпичные, не соответствуют европейским теплотехническим стандартам.

Очевидно, что правильный научно-обоснованный выбор теплоизоляции зданий — основное условие для обеспечения комфортного микроклимата помещений, сокращения потребности в тепловой энергии для обогрева при повышении долговечности ограждающих конструкций.

По данным на 2014 г. Управления энергоресурсосбережения Минстроя и ЖКХ РФ в жилищно-коммунальном хозяйстве показатели удельных расходов тепла на отопление зданий в центральной части России больше аналогичных показателей по Европе в 2,5—3 раза, а по удельному теплопо- треблению — почти в 4 раза.

Результаты социологических обследований подтверждают наличие устойчивого энергорасточительного стереотипа поведения у всех групп населения. Это происходит, прежде всего, из-за отсутствия в нашей стране концепции энергосбережения, объяснять ее нужно со школьной скамьи.

Теплопотери через ограждающие конструкции жилых зданий рассмотрим с позиции потерь топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и снижения комфортности проживания. Где же теряется тепло в жилом доме? Трансмиссионные теплопотери через ограждающие конструкции достигают 90%, причем через глухую часть теряется половина тепла.

Исследования показали, что фактические теплопотери в жилых домах на 20—30% превышают проектные значения вследствие низкого качества строительства и эксплуатации.

Инвестиции в энергетику направлены в основном на поиск новых источников энергии, хотя зарубежный опыт убеждает, что экономить энергию значительно выгоднее, чем ее производить.

Нормативная воздухопроницаемость остекленных проемов в 20 раз превышает допустимую воздухопроницаемость для стен. При этом зачастую не соблюдается нормативность проемов (по СНиП Н-Л.1—71 отношение площади световых проемов к площади пола должно быть не более 1:5,5). Фактическая освещенность жилых помещений, как правило, превышает требуемую в 1,5—2 раза, а в кухнях и комнатах малой глубины — в 2,5—3 раза. Кроме того, стоимость стандартного окна превышает стоимость глухой стены такой же площади в 1,5 раза. Повышенная инфильтрация через уплотнения окон и балконных дверей отмечается в домах большинства серий, особенно в полносборных первого и второго поколений. Расчеты показывают, что более 30% тепла расходуется на подогрев воздуха, поступающего через неплотности светопрозрачных ограждений. Значит, повысить теплоизоляционные качества зданий возможно устройством дополнительной теплоизоляции изнутри и снаружи. В обоих случаях общим является вопрос снижения теплопотерь через оконные и дверные проемы. За рубежом, а теперь и у нас эта задача решается установкой дополнительного остекления или использованием теплозащитных стекол. Первый вариант — прорезкой дополнительных пазов в рамах или креплением к внутренней поверхности рамы U-образных направляющих для установки дополнительных стекол. При четырехслойном остеклении потери тепла через поверхность светопрозрачных ораждений снижаются вдвое. Дополнительное стекло можно устанавливать, как с наружной или внутренней стороны, так и между стеклами. Вместо одного из стекол возможна установка стеклопакета. В любом случае возрастают нагрузки на шарниры и оконные створки, которые придется усилить специальными накладками.

Оконная конструкция должна обеспечивать теплоизоляцию, звукоизоляцию и герметичную защиту от ветра и дождя, отвод дождевой воды и возможность интенсивного высыхания проникающей внутрь влаги, создавая естественную освещенность и инсоляцию жилья. Надежными уплотнителями являются полимерные профильные изделия из вспененного полиэтилена и пенополиуретана и мастичные герметики на основе тиоколов и уретанов. Поскольку значительная часть тепла помещений теряется в виде длинноволнового излучения через светопрозрачные ограждения, представляет интерес решение, впервые примененное в Бельгии? — наклеивание на стекло специальной пленки. Липкая полиэфирная пленка, покрытая в вакууме тонким слоем металла, имеет вид эластичной фольги; она «возвращает» инфракрасные лучи в помещение и этим на 30—40% уменьшает теплопередачу. Одновременно окна практически беспрепятственно пропускают свет. Стеклянный лист с таким покрытием соответствует двойному остеклению. Фольга защищает и от солнца, так как пропускает только 5% ультрафиолетового излучения. С наружной стороны днем она выглядит как зеркало, будучи совершенно прозрачной изнутри. В наших домах стали частенько использовать полиэтилентерефталатную пленку для этой же цели.

Эффективны трехслойные стеклопакеты с теплоотражающим стеклом. Отражение теплового потока от металлического напыления внутрь помещения существенно уменьшает тепловые потери через окна. Прозрачность такого стекла лишь на 5-7% меньше, чем обычного оконного. В стеклопакете теплоотражающее стекло устанавливают обычно третьим по счету, считая со стороны улицы, окиснометаллическим покрытием внутрь стеклопакета. А стеклопакет, заполненный инертным газом, удерживает тепло внутри помещения лучше стен.

АКХ им. К.Д. Памфилова предложена установка третьих остекленных переплетов (при спаренных переплетах со стороны помещения), позволяющее снизить коэффициент теплопередачи в 1,5 раза, представляется малоэффективным из-за высоких затрат. ВНИПИэнергопром рекомендует устраивать дополнительные пазы 10 х 10мм в каждой половинке спаренного переплета для установки дополнительного остекления, что не только технологически сложно, но и не обеспечивает надежности створок с точки зрения несущей способности.

Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах (ГОСТ 16289—80) и в раздельных переплетах (ГОСТ 24699—81) способствует снижению воздухопроницаемости в 1,8—2 раза, в 1,5—1,8 повышает среднюю звукоизолирующую способность при увеличении сопротивления теплопередачи с 0,37 до 0,59 м3 • час • °С/ккал.

Теперь-то стало очевидным, что массовое внедрение с начала 60-х гг. оконных блоков с двойным остеклением в спаренных переплетах не только не экономично из-за повышенных затрат на отопление, но и существенно снизило комфортность проживания.

Значительны (более 22%) теплопотери и через чердачные перекрытия и подвальные помещения. В связи с этим исключительно важно оперативно ремонтировать протекающие кровли, так как, насыщаясь влагой, утеплитель на чердачном перекрытии или в совмещенных крышах теряет теплозащитные свойства, превращаясь в «мостик холода». Технологии содержания и ремонта кровель изложены в следующих нормативах:

  • • «Указания по проектированию, технологии ремонта и содержания металлических кровель с применением полимерных материалов» (Мосжил- НИИпроект, ВСН 11-83);
  • • «Указания по технической эксплуатации крыш жилых зданий с рулонными, мастичными и стальными кровлями» (Минжилкомхоз РСФСР, 1987 г.);
  • • «Указания по технической эксплуатации скатных крыш и технологиям антикоррозийной защиты и герметизации сопряжений металлических кровельных покрытий» (Госжилинспекция и ЦМИПКС, 1995 г.);
  • • «Технические указания по устройству и ремонту кровель плоских крыш битумно-синтетической кровельной мастикой, армированной стеклянными тканями и неткаными материалами» (Госжилинспекция, ООО «Жилище-21», ЦМИПКС, 1998 г.).

Этими нормативами не ограничивается круг инструктивных материалов, многие из которых составлены под конкретные защитные покрытия и технологии.

Оконные проемы в подвалах предназначены в основном для обеспечения вентиляции, так как источником естественного освещения при выполнении ремонтных работ служить не могут, особенно в отопительный период при непродолжительности светового дня. Стекла оконных заполнений в подвалах следует устанавливать, уплотняя синтетическими эластомерами-герметиками. При капитальном ремонте основание для полов цокольной части здания (как у нас называют — первого этажа) лучше выполнять на теплозвукоизоляционной подоснове, используя пе- нобетоны. С этой точки зрения производственный интерес представляют теплоизоляционные блоки: «Геокар» на основе природного сырья торфа (ТУ 5768-001-03983434-96 «Блоки стеновые и плиты теплоизоляционные на основе торфяного связующего»); «Неопор» на основе легкого ячеистого бетона (пеноконцентрат из гидролизата протеина); «Кремнепор» (вспененное жидкое стекло с добавками); пенобетонные блоки с полисти- рольным вкладышем. В домах, имеющих сквозные проемы в цокольной части здания, целесообразно закрыть и утеплить один проем, оставив минимальное остекление в другом.

В полносборных домах особенно со стыками открытого типа в наружных стенах зачастую продуваются горизонтальные стыки. Для устранения этих характерных недостатков рекомендуются «Временные указания по устранению воздухопроницаемости стыков внутри квартир нетоксичной лентой «Герлен-Р» (Мосжилниипроект и Мосстройпластмасс, 1982 г.) (см. рис. в гл. III)1.

Стоимость капитального ремонта жилого дома за 40-летний срок службы зачастую превышает их первоначальную стоимость. Например, расходы на ремонт гидроизоляции и стыков достигают 10% стоимости ремонта дома, при 0,4-0,8% по нормам.

Натурные исследования показали, что брак при изготовлении и монтаже сборных конструкций на 30% снижает теплотехнические качества в сравнении с нормативными требованиями.

Если в промышленном секторе при различной продукции и большом количестве предприятий для получения определенной экономии топлива потребуется разнообразие технических решений, то в типовых жилых зданиях небольшое количество конструктивно-технологических решений реализовать проще. Это снижает затраты на получение экономии ТЭР в жилищно-коммунальном хозяйстве. За счет повышения качества теплоизоляции в эксплуатируемых домах можно снизить теплопотери на 30-40%.

В последние годы рыночная экономика развивает практические способы экономии ТЭР, появляются решения по улучшению теплоизоляции зданий, аккумулированию тепла и использованию нетрадиционных источников энергии теплоснабжения. Типизация проектов зданий создает объективные условия целесообразности разработки типовых проектов по экономии ТЭР в жилищно-коммунальном хозяйстве, особенно при ремонте существующего «больного» фонда. Ресурсосбережение должно стать главным источником удовлетворения прироста потребностей страны в топливе, энергии, сырье и материалах. По экспертным оценкам системная реализация уже разработанных учеными страны мероприятий позволит сократить эксплуатационные энергозатраты в жилищном секторе в 2—2,5 раза, причем только за счет совершенствования технологии экс-

Герленовые ленты целесообразно заменить лентами Абрис.

плуатации, в том числе установки приборов учета, контроля и регулирования тепло-, водо- и энергопотребления можно сберечь четверть затрат.

Главным направлением экономии ТЭР и снижения теплопотерь через ограждающие конструкции эксплуатируемых зданий является увеличение термического сопротивления стен с наружной стороны за счет использования эффективных теплоизоляционных материалов. Наиболее низкой плотностью, теплопроводностью и технологичностью при нанесении, высокой надежностью, долговечностью и перспективностью развития сырьевой базы отличаются полимерные синтетические пенопласты (уретановые, стирольные и поливинилхлоридные пено- и аминопласты) и, прежде всего, жидкие пенополиуретаны.

В АКХ им. К.Д. Памфилова к проблеме экономии ТЭР подошли путем разработки конструктивно-технологических решений внутренней теплоизоляции помещений, в частности жилищ, которую следует осуществлять только после устранения дефектов в инфильтрующих (негерметичных) стыках и сопряжениях оконных и дверных проемов. Наряду с дискомфортом проживающих в ремонтируемых помещениях этот способ не всегда обеспечивает положительный результат, поскольку сами причины, вызывающие промерзание, в процессе ремонтных работ не устраняются.

В 1983 г. в МосжилНИИпроекте автором совместно с К.А. Шрейбером были разработаны технические решения и выполнены производственные эксперименты по теплоизоляции полносборного жилого дома пенополиуретаном ППУ-17Н. 30-ти летние натурные наблюдения убедительно показали полезность внедрения этих разработок[1]. В последнее десятилетие метод утепления стеновых ограждающих конструкций напылением на наружные поверхности ППУ распространился от Москвы до Якутска.

Наружная теплоизоляция, предполагающая координальное решение проблемы снижения теплопотерь, рентабельна в первую очередь для тех домов, где потери превышают средненормативные показатели или более 25% ограждающих конструкций промерзает. Если промерзанию подвержены отдельные панели, например, вследствие дефектов при изготовлении, то очевидна целесообразность внутренней теплоизоляции.

Сама по себе наружная теплоизоляция пенополиуретаном (ППУ) имеет ряд преимуществ по сравнению с внутренней:

  • • при напылении ППУ не требуется отселение жильцов;
  • попутно решается герметизация межпанельных стыков и примыканий оконных и дверных переплетов к простенкам и металлическим окры- тиям (сливам);
  • • обеспечивается повышение надежности и долговечности материала стен за счет выведения его из зоны попеременного замораживания-оттаивания и увлажнения-высушивания;
  • обеспечивается высокая механовооруженность работ и, как следствие, снижение удельной трудоемкости теплоизоляции.

Тепловизионные исследования, проведенные ВНИИ строительной физики на экспериментально-показательном 9-этажном жилом доме серии 11-18 в Москве, выявили снижение потребности в тепле для обогрева дома на 25%. А ведь в этом доме выявлено значительное снижение теплозащитных свойств стеновых ограждающих конструкций в 24 квартирах, т.е. 34,3% общего количества квартир.

Свойства пенополиуретана ППУ-17Н

Пенополиуретан марки ППУ-17Н, отвечающий ТУ 6-05-221—367—81, имеет стабильные и высокие показатели физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств. ППУ поставляют в виде двух компонентов: «А» (полиэфир) и «Б» (полиизоцианат). Эти компоненты заливают в расходные емкости установки типа «Пена» в соотношении, указанном поставщиком.

При плотности около 50 кг/м3 и пределе прочности при сжатии более 0,2 МПа, адгезии к бетону более 0,15 МПа ППУ-17Н сохраняет эти свойства в диапазоне температур от -60 до +60°С и выдерживает более 300 циклов замораживания-оттаивания и увлажнения-высушивания, более 20 лет сохраняя теплоизоляционные свойства при использовании защитного окрасочного покрытия. Такое покрытие (авторское свидетельство № 1154303 «Состав для защитного покрытия») и состоит из преполимера УР-294, растворителя Р-189 и олигомеров бутилкаучука серии БКА.

Лабораторные исследования, проведенные автором в ГАСИС, показали целесообразность применения в качестве защитного покрытия ППУ лака на основе хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ), наполненного до 15% алюминиевым порошком ПАК-1 (2). Эти исследования убедили в необходимости нанесения защитного покрытия, так как под действием УФ-облучения происходит интенсивная деструкция ППУ покрытий[2]. В качестве наполнителя ХСПЭ-лака можно использовать двуокись титана (белый цвет), а также другие пигменты в соответствие с требованием архитектурного надзора.

ППУ, в частности ППУ-17Н, после отвердевания (процесс скоротечен — 5-6 мин) структурируется в течение полумесяца. Толщину слоя ППУ определяют теплотехническим расчетом, в частности, для региона Москвы и области толщина слоя составляет 25 мм[3].

  • [1] Спустя более дюжины лет эту технологию начали внедрять в г. Самаре.
  • [2] Натурные исследования ППУ-покрытия стен целлюлозно-бумажного комбината в г. Архангельске без защитного покрытия вызвали разрушения через 3 года эксплуатации.
  • [3] Исследования выполнены К.А. Шрейбером. См.: Шрейбер К.А. Утепление стен // Жилищное и коммунальное хозяйство. 1982. № 2.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >