CC BY
24
Министерство обр. и науки РФ. - Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2014. - 164 с.
УДК 699.86
Перминов А.В. студент 4 курса
кафедра «Строительство уникальных зданий и сооружений»
Сидорин А. Р. студент 4 курса
кафедра «Строительство уникальных зданий и сооружений»
Сергеев И.Э. студент магистратуры 6 курса кафедра «Строительство уникальных зданий и сооружений» Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого Россия, г. Санкт-Петербург ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ЗДАНИЙ
Аннотация:
В статье показана актуальность повышения энергоэффективности зданий, согласно требованиям СНиП, и в связи с ростом цен на энергоносители. Установлено, что наибольшие потери тепла происходят через стены зданий. Систематизированы данные о современном ассортименте теплозащитных материалов. Представлены энергоэффективные материалы для однослойных и многослойных стеновых конструкций. Выявлены преимущества и недостатки некоторых решений.
Ключевые слова: теплозащита, энергоэффективность, возведение зданий, конструкции стен, утеплитель.
Perminiv A. V. 4th year student
"Construction of Unique Buildings and Structures" department Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University
Russia, St. Petersburg Sidorin A.R. 4th year student
"Construction of Unique Buildings and Structures" department Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University
Russia, St. Petersburg Sergeev I.E. 6th year graduate student "Construction of Unique Buildings and Structures" department Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University
Russia, St. Petersburg
ENERGY EFFICIENT MATERIALS IN BUILDINGS
Abstract: The article shows the relevance of improving the energy efficiency of buildings, in accordance with the requirements of building regulations and in connection with rising energy prices. It is established that the greatest heat losses occur through the walls of buildings. The data on the modern assortment of heat-shielding materials are systematized. Energy-efficient materials for single-layer and multilayer wall structures are presented. The advantages and disadvantages of some solutions are revealed.
Key words: heat protection, energy efficiency, erection of buildings, wall constructions, heater
В сегодняшних условиях роста цен на энергоносители необходимым является использование энергосберегающих технологий и материалов при возведении зданий. В Российской Федерации вопросы энергосбережения при строительстве стали учитываться после принятия закона № 28-ФЗ от 03.04.96 г. «Об энергосбережении», а затем нового СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий". В данных документах предусмотрена градация зданий по энергоэффективности и введение более строгих требований к сопротивлению теплопередаче используемых при строительстве материалов и конструкций. В этой связи актуальным представляется использование энергоэффективных материалов при возведении зданий. Целью статьи является систематизация данных по применению теплозащитных материалов в ограждающих конструкциях зданий, в первую очередь при возведении стен.
Известно, что теплопотери зависят от года строительства здания, срока эксплуатации, этажности, материалов ограждающих конструкций. Так, теплопотери через стены составляют до 35% для малоэтажных зданий, и уже до 50% в 9-ти этажных; окна - 25-35%; перекрытия подвалов и чердаков до 20%. Наличие существенных стеновых теплопотерь и жесткие требования СНИП по снижению теплопередачи стен обусловило разработку и производство новых энергоэффективных строительных материалов [1].
Наружные стены зданий могут быть выполнены в однослойном и многослойном вариантах. Современные материалы однослойных стен должны отвечать требованиям теплопроводности, коррелирующей с показателем плотности, которая не должна быть выше 600 кг/м3. Таким требованиям отвечают современные бетоны, например, полистиролбетоны и ячеистые бетоны. Однако каждый материал наряду с достоинствами обладает некоторыми недостатками. Так, при плотности полистиролбетона до 350 кг/м3 и отвечающих СНиП коэффициентах теплопроводности, такой бетон имеет недостаточную прочность - до 1,2 МПа (подходит для ненесущих стен) и низкую морозостойкость, что ограничивает его применение в регионах с суровым климатом и требует кирпичной облицовки фасадов. Кроме того, необходимо учитывать высокую стоимость полистиролбетонных гранул и высокое энергопотребление вспенивателя полистирола.
Ячеистый бетон отличается лучшей прочностью, плотностью,
морозостойкостью, теплопроводностью, усадкой и водопоглощением. Однако его свойства сильно дифференцированы от технологических параметров производства, где нарушения стабильности технологии (превышение плотности выше 400 кг/м3) могут, с одной стороны, привести к меньшей теплопроводности, а с другой, к значительному снижению прочности и морозостойкости. Как показывает практика проектирования, такой бетон эффективно применять для несущих стен зданий высотой до 5 этажей и в ненесущих наружных стенах многоэтажных зданий, в сочетании с облицовкой кирпичом и утеплителем [2].
Представленные на рисунке 1 сравнительные характеристики толщин строительных материалов, обеспечивающих равные показатели теплозащиты, свидетельствуют об эффективности многослойных конструкций из разнородных материалов по сравнению с однородными.
теплоэффективный опок брус
пенобетон керамзито бетон
кирпич бетон
Рисунок 1 - Толщина различных материалов, обеспечивающая равную
теплозащиту стен [3]
Такие различия в теплозащите определили использование многослойных (сэндвич) блоков для повышения энергоэффективности зданий. Такие блоки состоят из внутреннего несущего слоя, утеплителя, и внешнего слоя, запирающего утеплитель (сохраняющего прохладу летом и тепло зимой), выполняющего также несущую функцию и служащего основой для наружного отделочного покрытия. Пример теплоэффективного блока показан на рисунке 2.
Поиппппмггмппп керамзитобетон
Рисунок 2 - Пример теплоэффективного блока [4]
Использование многослойных теплоэффективных блоков снижает затраты на поддержание комфортных влажно-климатических режимов в здании; стены такого здания в 2,5 раза легче, а расход связующего раствора в 20 раз ниже, чем у кирпичного здания; наружная декоративная часть выполнена из долговечного, водоотталкивающего и прочного материала; затраты на возведение фундамента сокращаются на 60%, повышается скорость строительных работ; не требуется утепление наружной облицовки, которая может иметь различные дизайнерские и цветовые решения [3].
Необходимо отметить, что в качестве утеплителей наряду с пенополистиролом, компанией ТехноНИКОЛЬ (Россия) разрабатывается и выпускается ассортимент минеральных и полимерных утеплителей, отвечающих теплозащитным свойствам лучших западных образцов. Например, минеральная тепло- и звукоизоляция GreenGuard с бесфенольным органическим связующим соответствует требованиям энергоэффективного домостроения [5].
Также существует возможность применения различных типов штукатурок для отделки керамических и бетонных стеновых блоков, решающих одновременно проблемы теплосбережения. Например, штукатурка Вермикулит является теплоизоляционной, наносится без крепежных материалов и сетки, образуя бесшовный энергоэффективный слой с коэффициентом теплопроводности до 0,13 Вт/(м*К).
В энергоэффективном домостроении популярность набирает возведение вентилируемых фасадов (рисунок 3), например, типа Краспан. Наружные гранитные панели таких конструкций защищают от осадков и ветра; при повреждении устраняются заменой отдельных панелей; отличаются устойчивостью красителя и простотой монтажа. В качестве теплоизоляционных слов применяются - минеральная вата, пенополиэтилен, базальтовые и стекловолоконные плиты и т.д.
1. Анкерное крепление
2. Основание для анкерного крепления 5 3. Облицовка наружной стены
4. Крепежный материал
5. Подконструкция G. Вентиляционный забор
7 7. Теплоизоляция
Рисунок 3 - Пример конструкции вентилируемых фасадов [6] Таким образом, наибольший вклад в формирование энергоэффективности зданий вносят ограждающие конструкции. При этом, значительные теплопотери происходят через стены зданий, с увеличением потерь по мере повышения общей этажности здания. Приведенный анализ современных материалов и конструкций стен зданий позволяет не только повысить их энергоэффективность, но и снизить затраты на возведение, повысить экологичность и комфортность влажно-теплового режима в помещениях. Следует учитывать, что инновационные энергоэффективные здания должны включать повышение теплозащиты как стеновых, так и оконных, цокольных и чердачных конструкций. Соответственно, комплексные решения по повышению энергоэффективности зданий являются перспективными для дальнейших исследований.
Использованные источники:
1. Голованова Л.А. Энергосбережение в жилищном строительстве. Хабаровск : Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2005. - 146 с.
2. Беляев В.С. Энергоэффективность наружных стен крупнопанельного домостроения // Жилищное строительство. - 2011. - №7. - С. 23-26.
3. Энергоэффективные строительные материалы [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.equipnet.ru/netcat_files/325/355/ Sovremennye_kompozitnye_stroitel_nye_materialy_s_ssylkami.pdf (дата обращения 30.11.2017).
4. Незамаева Е.С., Бояринова И.И. Энергоэффективные строительные материалы и конструкции. актуальность их использования // VIII Международная студенческая электронная научная конференция «Студенческий научный форум» - 2016. - 3 c.
5. Евгений П.В. Энергоэффективность зданий для роста ВВП страны// Региональная энергетика и энергосбережение. - 2016. - №4. - С. 90-91.
6. Голованова Л.А., Блюм Е.Д. Энергоэффективные строительные конструкции и технологии // Ученые заметки ТОГУ. - 2014. - Том 5. - № 4. -С. 71-77.
