CC BY
19Проблема ветхости теплоизоляционного слоя чердачных перекрытий и пути решения
Шипелев И.Л.,
iva-shipelev@mail.ru
Афанасьев А.Д.,
2017104618@pnu. edu. т
Ващенко Н.В.,
2018102161@pnu.edu.ru
ФГБОУВО «Тихоокеанский государственный университет» (г. Хабаровск, Россия)
УДК 699.86
Аннотация. Цель работы - подтвердить актуальность современных теплоизоляционных материалов и сравнить их с устаревшими утепляющими материалами. Ветхость, отсыревание материалов теплоизоляционных покрытий в зданиях, влияет на нормальную и главное - безопасную эксплуатацию данных объектов и по сей день. Актуальность темы довольно высока, так как в настоящее время повсеместно производятся работы по замене тепло и пароизоляционных материалов чердачных перекрытий. Приводится сравнение действительных теплотехнических и влажностных характеристик конструкций чердачного многослойного перекрытия, стандартных построек Советского периода с теми же характеристиками утепления современными материалами. Объект исследования - теплоизоляционный слой чердачного перекрытия. Методы исследования - эмпирический, детально-инструментальный, аналитический и сравнительный.
Ключевые слова: теплоизоляция, теплоизоляционные материалы, чердачные перекрытия, керамзит.
The problem of obsolescence of the insulation layer of the
attic floor
Shipelev I.L.,
iva-shipelev@mail.ru
Afanasiev A.D.,
2017104618@pnu.edu.ru
Vashchenko N. V.,
2018102161@pnu.edu.ru
Pacific National University (Khabarovsk, Russia)
UDC 699.86
Annotation. Purpose of the article is to confirm the relevance of modern thermal insulation materials and compare them with obsolete thermal insulation materials. Decay, dampness of materials of heat-insulating coatings in buildings, affects the normal and most importantly - the safe operation of these objects to this day. The relevance of the topic is quite high, since at present, work is being carried out everywhere to replace the heat and vapor barrier materials of the attic floors. A comparison is made of the actual thermal and moisture characteristics of multilayer attic floor structures, standard buildings of the Soviet period with the same characteristics of insulation with modern materials. Objects and methods of the research are thermal insulation layer of attic floor, empirical, detailed instrumental, analytical and comparative.
Keywords: thermal insulation, thermal insulation materials, attic floors, expanded clay.
молодёжной науки
Youth Science Forum Journal
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Введение
Одной из самых распространенных проблем в постройках 20 века России на данный момент является устаревшая система теплоизоляции чердачного перекрытия. В то время как кирпичные стены имеют удовлетворительные теплоизоляционные характеристики, материалы утепления чердачного перекрытия изрядно устарели.
Самыми популярными утеплителями в 20 веке были керамзитовый гравий, шлак и монолитный фибролит (древесная «лапша» с цементом). Обычно использовался один из данных материалов толщиной в 10-20 см поверх железобетонной плиты или деревянного перекрытия.
Основная часть зданий в настоящее время относится к классу неэнергоэкономичных сооружений, построенных из железобетона, который, как известно, в 1,5 раза хуже по теплоизоляционным свойствам чем кирпичная кладка. Данный теплоизоляционный слой соответствовал требованиям устаревшей и уже неактуализированным изданиям нормативных источников [1,2].
Так, например, в Приморском крае до 80% зданий - дома из сборного железобетона. Из-за большого физического износа, невысокого качества строительства, эксплуатации теплопотери этих зданий в 1,3-1,4 раза превышают проектные величины. Температура в таких домах в зимнее время составляет 16-17 (°С). На обогрев улиц уходит до 50-70% подводимого в дом тепла, из них 60-70% - через крышу.
Основная часть
Первыми нормами в СССР по теплозащите зданий и строительным конструкциям были Т.У и Н. 1929 г. В них, в частности, указывалось, что «Степень теплозащиты, обеспечиваемая ограждением, определяется её сопротивлением теплопередаче и устойчивостью теплового режима внутри здания при периодическом отоплении последнего». В качестве эталона для сравнительной оценки различных ограждающих конструкций зданий в предположении одной топки печи в сутки была установлена кирпичная стена с толщиной для среднего климатического района России в 2,5 кирпича (640 мм) с сопротивлением теплопередаче 0,95 м2 °С/Вт[4,5,6]. Нормы состояли из трех частей:
1) теплотехнический расчет ограждающих конструкций;
2) расчет тепловых потерь;
3) расчет системы отопления.
Во время действия СНиП 11-3-79* ввиду того, что стоимость тепловой энергии в Советском Союзе была незначительной, ежегодного роста тарифов на тепловую энергию, как это наблюдается в современной российской экономике, не происходило. Также ввиду того, что нормативный срок окупаемости дополнительных капитальных вложений Тн ограничивался 8 и 12 годами (при том, что расчетный срок эксплуатации новых зданий составлял от 50 до 100 лет), экономически-целесообразный уровень сопротивления теплопередаче Roэк в подавляющем большинстве случаев оказывался меньше санитарно-гигиенического уровня Roтр нормативных требований, а применение экономических расчетов при выборе оптимальных проектных решений для ограждающих конструкций носило крайне ограниченный характер. Формула для расчета сопротивления теплопередаче многослойных ограждающих конструкций стала выглядеть следующим образом:
где ав - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции;
ан - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции;
молодёжной науки
Youth Science Forum Journal
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
R 1, R2, Rвп, Яп- термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции (R 1, R2, Яп) и замкнутых воздушных прослоек (Явп), если они имеются в ограждающих конструкциях.
В 2003 году на смену переработанной редакции СНиП 11-3-79 (СНиП 11-3-79*) с 1 октября 2003 года постановлением Госстроя России от 26.06.2003 №№ 113 был принят и введен в действие СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Этот документ закрепил все нововведения, которые были отражены в СНиП 11-3-79*, и добавил к ним дополнительные требования, имеющие существенное значение. Согласно требованиям п. 5.1 СНиП 23-02 нормами были установлены три показателя тепловой защиты здания:
а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания;
б) санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций и температуру на внутренней поверхности выше температуры точки росы;
в) удельный расход тепловой энергии на отопление здания, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого значения этого показателя.
Базовое значения требуемого сопротивления теплопередаче согласно СП 131.13330.2012 для регионов со сравнительно теплым климатом - 3,7 (м2°С)/Вт, с умеренным - 4,6 (м2°С)/Вт, с холодным климатом (в том числе Хабаровск)- 5,5 (м2°С)/Вт. Что наглядно демонстрирует разницу с базовым сопротивлением теплопередачи Т.У и Н. 1929 (0,95 (м2°С)/Вт).
В качестве основного примера рассмотрим теплоизоляционные свойства и их соответствия к современным нормам здания общежития, расположенного по адресу: г. Хабаровск, ул. Краснореченская, д. 113 б». (далее - «Объект»). Объект обследования - Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Хабаровский краевой колледж искусств» (КГБ ПОУ «ХККИ»). На (рис. 1) изображен участок вскрытия чердачного перекрытия, для установления действительных материалов и толщин слоев чердачного перекрытия. На фото видно, что основной материал в качестве утеплителя - керамзит. Выявлена недостаточная толщина утеплителя. Отсутствует пароизоляция между утеплителем и элементами многослойной конструкции чердачного перекрытия.
В ходе обследования были выявлены дефекты - недостаточный слой утеплителя по площади всей кровли, в местах отсутствовала пароизоляция. Обосновано теплотехническим расчётом. На (рис. 2) показаны теплотехнические характеристики по слоям чердачного перекрытия прошлого периода.
Рисунок 1. Фрагмент вскрытия чердачного перекрытия
О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 (см) Внутри www.smartcalc.ru Снаружи
Рисунок 2. Теплотехнические характеристики многослойного чердачного перекрытия
В связи с отсутствием пароизоляции и недостаточным слоем утеплителя, из-за чего расходуется большее количество энергии на отопление помещений предлагаю принять к рассмотрению вариант дополнительного утепления технологически устаревших конструкций чердачного перекрытия.
Предлагается, проложить пароизоляционный материал, свыше добавить теплоизоляционный материал Минеральная (каменная) вата 75-120 кг/м3 толщиной 100 мм (51=0.1м) что увеличит тепловую защиту здания, которая будет соответствовать современным нормам [2]. Теплотехнические характеристики по слоям чердачного перекрытия с предложенным новым вариантом утепления представлен на (рис. 3).
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (см) Внутри www.smartcalc.ru Снаружи
Рисунок 3. Теплотехнические характеристики многослойного чердачного перекрытия с
современным утеплением
Заключение
Таким образом, сравнивая «старые» Т.У и Н.1929 и СНиП 11-3-79*, с актуализированными СП 50. 13330.2012, а также при выполнении теплотехнических расчетов, можно сделать вывод о том, что утеплители типа керамзитового гравия и монолитного фибролита морально устарели и на сегодняшний день не актуальны. Замену им нашли многие современные утеплители, такие как ТЕХНОНИКОЛЬ ТЕХНОРУФ, Пеноплэкс Комфорт, Ьоуег Теплый Дом и другие [6].
В заключении, хотелось бы добавить, что по затратам и сложности технологии данного утепления затраты сравнимо невелики. Возможность данного предложенного утепления чердачных перекрытий считается весьма приемлемым.
Библиографический список:
1. СНиП П-3-79* Строительная теплотехника Госстрой России М.: ГУП ЦПП, 2001. 64 с.
2. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 М.: Стандартинформ, 2020. 98 с.
3. Горшков, В.И. Ливчак История, эволюция и развитие нормативных требований к ограждающим конструкциям// Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. №3(30) С. 7-37.
4. Ливчак В.И. Повышать ли уровень теплозащиты зданий? Ответ - «да» // АВОК. 2009. № 7. С. 22-29.
5. Гагарин В.Г. Макроэкономические аспекты обоснования энергосберегающих мероприятий при повышении теплозащиты ограждающих конструкций зданий // Строительные материалы. 2010. № 3. С. 8-16.
6. Ливчак В.И. Базовый уровень потребления энергетических ресурсов при установлении требований энергетической эффективности зданий. «Инженерные системы. АВОК - Северо-Запад». 2014. № 1. С. 34- 46.
