книги из ГПНТБ / Зезин В.Г. Эффективность применения в строительстве теплоизоляционных материалов

его стоимость Si—стоимость 1 м3изоляции в руб. Умень­ шение стоимости изоляции повышает ее экономическую эффективность. В целях учета обоих основных показате­ лей, влияющих на эффективность применения теплоизо­ ляционного материала, обычно вводится понятие пока­ зателя «Удельная 'стоимость теплоизоляционного мате­ риала» Syn (руб• ккал/м*- ч-град).

Удельную 'стоимость Sya=XSi можно определить как стоимость 1 м2 теплоизоляции с термическим сопротив­ лением, равным единице.

Понятие удельной стоимости дает возможность про­ изводить сопоставление сравнительной эффективности взаимозаменяемых теплоизоляционных материалов. Чем меньше значение удельной стоимости материала, тем выше эффективность его применения. Ниже приводятся ориентировочные данные удельной стоимости некоторых ■материалов, используемых в строительстве-

Необходимо отметить, что сопоставление -материалов «по удельной стоимости» возможно только при условии их полной взаимозаменяемости.

Под полной взаимозаменяемостью подразумевается' такое положение, при котором один теплоизоляционный материал в конструкции может быть заменен другим ма­ териалом. При этом качество конструкции не изменится, т. е. такие основные свойства конструкции, как долго­ вечность, теплоизоляционные качества, прочность, сохра­ нятся и, кроме того, замена одного теплоизоляционного материала другим не повлечет изменения смежных эле­ ментов конструкций.

Удельная стоимость материала в руб-ккал/мА-ч-град

Древесноволокнистые изоляционные плиты 1,2—1,4

10

рукцию и сокращает срок ее службы. Минимальное тре­ бование к толщине теплоизоляции сформулировано в строительных нормах и правилах (СНиП ІІ-А- 7-71). Толщина теплоизоляционного слоя, определенная на ос­

далеко не всегда экономически оптимальным— наиболее выгодным с экономической точки зрения.

При использовании в строительной практике эффек­ тивных теплоизоляционных материалов возникает дру­ гая задача, а именно: определение такой толщины теп­ лоизоляционного слоя в конструкции, при которой сум­ ма затрат на создание конструкции и затрат, связанных с эксплуатацией этой конструкции в течение заданного срока (затрат на теплопотери через конструкцию), была бы минимальной.

Расчеты показывают, что для каждого типа тепло­ изоляционного материала могут быть определены те ус­ ловия, при которых целесообразно повышать толщину изоляционного слоя по сравнению с тем значением, ко­ торое было определено по нормам СНиП.

Теплоизоляционные материалы могут иметь различ­ ные принципы классификации.

С точки зрения технологии производства материалы разделяются по виду основного сырья на органические и неорганические. К органическим материалам относятся все материалы на основе полимерного синтетического сырья и сырья растительного происхождения — древес­ новолокнистые плиты, цементно-фибролитовые, камы­ шитовые, торфоизоляционные, льнокостричные и некото­ рые другие.

К неорганическим материалам относятся материалы на основе преимущественного использования минераль­ ного сырья — изделия из минеральной ваты (на синтети­ ческой, битумной и другой связке), изделия из стекло­ волокна, пеностекло, пенобетонные и газобетонные изде­ лия, материалы на основе перлита, вермикулита, керам­ зита,, пеностекла и др.

По показателям объемной массы в сухом состоянии (кг/м3) теплоизоляционные материалы делятся на марки от 15 до 700. Материалы, имеющие объемную массу свы­

12

ше 500 кг/м5, рассматриваются обычно как теплоизоля­ ционно-конструктивные, так как выполняют не только функции теплоизоляции, но и служат в качестве несущих конструктивных элементов.

По характеру строения (по своей структуре) тепло­ изоляционные материалы подразделяются на жесткие, способные воспринимать внешние воздействия, имеющие определенную прочность на сжатие и изгиб (плиты, блоки, скорлупы); гибкие (маты, полужесткие .плиты, шнуры) и рыхлые (засыпки, волокнистные массы), кото­ рые не обладают сколько-нибудь значительными проч­ ностными свойствами.

С точки зрения применения теплоизоляционные мате­ риалы подразделяются на утеплители, используемые для тепловой изоляции промышленного оборудования и тру­ бопроводов, включая высокотемпературные изоляции для строительных конструкций — конструкционно-изоля­

ционные материалы строительных конструкций с объем­ ной массой до 500 кг/м3. Приведенные в книге сведения будут касаться главным образом теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления строительных конструкций.

ЦК КПСС и Советом Министров СССР принято пос­ тановление 392 «О мерах по улучшению качества жи­ лищно-гражданскаго строительства» по значительному расширению производства строительных алюминиевых конструкций. В развитие этого постановления намечено строительство крупных специализированных заводов по выпуску строительных алюминиевых конструкций и дета­ лей. Первый из таких заводов (г. Видное) уже дает свою продукцию. Второй крупный завод в г. Воронеже вступил в действие в 1973 г. На этих заводах будут, в частности, изготавливаться и наружные навесные стены с алюминиевой облицовкой и высокоэффективной тепло­ изоляцией.

13

слоем утеплителя (пенополиуретана и фенолоформаль­ дегидной композиции) и значительно расширить произ­ водство отечественного полиуретана, ів частности, произ­ водство пенополиуретана для панелей типа «сэндвич». Из сказанного видно, что большое значение придается внедрению в отечественную строительную практику лег­ ких ограждающих конструкций, требующих для своего изготовления эффективных теплоизоляционных материа­ лов. Возможность обеспечения этих конструкций наибо­ лее эффективными видами теплоизоляции необходимо изыскать в ближайшее время.

Представляет интерес вопрос о том, как намечается изменить структуру основных ограждающих конструкций зданий — стен и покрытий—на ближайшую и более от­ даленную перспективу и установить ориентировочные объемы потребности в теплоизоляционных материалах для тех ограждающих конструкций, в которых эти ма­ териалы будут применяться.

Расчеты, произведенные в Научно-исследовательском институте экономики строительства Госстроя СССР

(НИИЭС), показывают, что в отдаленной перспективе капитальное строительство отапливаемых зданий потре­ бует утепляемых покрытий и утепляемых конструкций стен намного больше. Остальные конструкции теплоизо­ ляционных материалов не потребуют, так как в этих конструкциях материалы будут совмещать ограждаю­ щие, несущие и теплоизоляционные функции, например керамзито-бетонные стеновые панели. Покрытия зданий будут состоять из двух основных групп: плоские (с очень незначительным уклоном) с рулонной или мастич­ ной кровлей и скатные (с уклоном) —под гофрирован­ ные, асбестоцементные, стальные или алюминиевые лис­ ты. Конструкции стен с теплоизоляционным материалом обычно трехслойные с облицовками из различных мате­ риалов и средним слоем. Для утепления этого количест­ ва покрытий и стен, объем которых более чем в 2 раза превышает объем утепляемых конструкций в 1970 г., потребуется огранизовать выпуск соответствующего ко­ личества наиболее эффективных теплоизоляционных ма­ териалов. іВ связи с необходимостью экономии тепла через наружные ограждения зданий толщина теплоизо­ ляционного слоя будет увеличена до оптимального с эко­ номической точки зрения значения.

Анализ отечественного и зарубежного опыта приме­

14

нения теплоизоляционных материалов в ограждающих конструкциях зданий позволяет установить те качества, которыми должны обладать 'материалы, используемые в различных конструкциях — в плоских кровлях, в скатных кровлях и в трехслойных конструкциях стен и кровель.

Эти материалы, как уже было оказано, подразде­ ляются «а три основные группы по областям их при­ менения.

Первая группа — материалы, которые можно приме­ нять для утепления плоских железобетонных и других покрытий под рулонную кровлю. Они должны обладать определенной прочностью на сжатие (способностью вы­ держивать без существенных деформаций давление снега и вес рабочего). Желательно, чтобы эти мате­ риалы не подвергались гниению в случае проникания в них влаги.

Потребность в теплоизоляционных материалах для таких конструкций составляет около 45% теплоизоля­ ционных материалов, применяемых в строительстве. Плоские конструкции кровель или кровель с небольшим уклоном находят широкое применение в промышленном строительстве и в городском гражданском строительстве. В настоящее время основным видом таких конструкций являются железобетонные покрытия, утепляемые срав­ нительно тяжелыми и экономически малоэффективными ячеистыми теплоизоляционными плитами, керамзитовым гравием с последующей цементной стяжкой, полужееткими минераловатными плитами также с цементной стяжкой и некоторыми другими теплоизоляционными материалами, требующими мокрых процессов на строи­ тельной площадке. Эффективные теплоизоляционные ма­ териалы типа пенополистирола, минераловатных плит повышенной жесткости выпускаются промышленностью в недостаточном количестве и применяются редко.

■Следует отметить, что выпускаемые промышлен­ ностью так называемые «жесткие минераловатные пли­ ты», деформирующиеся под нагрузкой 20 г/см2, в качест­ ве теплоизоляционного материала под рулонную кровлю применяться не могут в связи с их малой прочностью. Возникает острая необходимость создания нового сорта минераловатных плит повышенной прочности, способных выдерживать нагрузки 1—2 кгс/см2 без существенных деформаций.

15

Более прогрессивные легкие конструкции из сталь­ ного профилированного настила, который начзл внед­ ряться в строительную практику, утепляются плитным пенополистиролом.

^Существенным недостатком применяемых конструк­ ций плоских покрытий является использование в них для целей гидроизоляции традиционной мягкой кровли из рубероида с ограниченным сроком службы. Эффектив­ ные плоские кровельные покрытия, утепленные со сторо­ ны помещения, в практике строительства распростране­ ния не получили.

Вторая группа— материалы, которые можно приме­ нять для утепления скатных кровель с уклоном не менее 1:10с асбестоцементными, алюминиевыми или сталь­ ными гофрированными листами, утепленными с нижней стороны. Теплоизоляционные материалы для этих целей должны обладать достаточной прочностью на изгиб (са­ монесущие плиты) или при отсутствии надлежащей прочности укладываться на специальные поддерживаю­ щие теплоизоляцию конструкции.

В сельскохозяйственных постройках в качестве само­ несущих теплоизоляционных плит в ограниченных коли­ чествах применяются фибролитовые и камышитовые плиты. В основном же для утепления скатных кровель применяется мииераловатная теплоизоляция, уклады­ ваемая на железобетонные проложенные по прогонам поддерживающие плиты. В этом случае дополнительные затраты на поддерживающую теплоизоляцию конструк­ цию (железобетонную или деревянную) составляют от 3

до 5 руб/м2.

Третья группа — это материалы, к которым, как пра­ вило, не предъявляется особых требований по прочности, так как они применяются для утепления стеновых и кро­ вельных конструкций с облицовкой жесткими листовыми материалами, такими, как алюминиевые или стальные листы, фанера, железобетонные оболочки и др. В этом случае механические воздействия на теплоизоляцию отсутствуют.

Подразделение теплоизоляционных материалов на вышеуказанные основные группы позволяет проводить технико-экономические сопоставления материалов внутри каждой группы и определять наиболее экономичные на­ правления развития тех из них, которые в наибольшей

16

степени отвечают современным требованиям строитель­ ства.

В табл. 1—5 приводятся основные отечественные теп­ лоизоляционные материалы, применяемые в строитель­ ных конструкциях, с указанием группы, характеризую­ щей область их рационального применения, марки (объ­ емная масса) и коэффициента теплопроводности (ука­ зан для материалов в сухом состоянии).

Таблица 1

Основные неорганические жесткие теплоизоляционные материалы и изделия

П р и м е ч а н и я : 1. Применение гипсовых ячеистых бетонов, а также першіитовых «изделий наі шшсовом вяжущем я ограждающих конструкциях помещений с влажным ,м мокрым режимом не до­ пускается.

2. Применение пеноси«пикагга ш гаізааімиікааіа, изготовленных без добавки портлаіндцеменгпаі, .а также пеностеклаі. в ограждааощил кон­ струкциях холодильников не допускается.

Применение теплоизоляционных материалов в зарубежном строительстве

Задачи индустриализации строительства как в оте­ чественной, так и в зарубежной практике потребовали увеличения производства легких теплоизоляционных из­ делий повышенной заводской готовности для слоистых ограждающих конструкций.

Конструкции стен, 'как правило, представляют собой навесные легкие трехслойные панели с наружными слоя­ ми из алюминия, оцинкованной ■или плакированной стали, водостойкой фанеры и других листовых материа­ лов, утепленных высокоэффективными теплоизоляцион-

18

Т а б л и ц а 2

19