X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Целью исследованияявляется сравнительный анализ теплозащитных свойств наружных стен наиболее распространенных в современной практике конструкций. Для сравнения рассмотрены многослойные неоднородные конструкции: из газосиликатных блоков облицованных кирпичом, с использованием систем навесных фасадных панелей (“вентилируемые фасады”) и конструкции со слоем эффективного утеплителя с отделочным слоем из тонкослойной штукатурки (“мокрые фасады”).

Для климатических условий г. Нижнего Новгорода [1] нами выполнен расчет многослойной конструкции стены из газосиликатных блоков толщиной 400 мм, утепленной минераловатным утеплителем толщиной 50 мм, облицованной снаружи керамическим кирпичом толщиной 120 мм (рис.1). Величина приведенного сопротивления теплопередачи данной конструкции составила R_o= 4,33 м²·°С/Вт. В расчете приняты следующие значения коэффициентов теплопроводности λ, Вт/(м°·С), и паропроницаемости μ, мг/(м·ч·Па), материалов конструктивных слоев [2, 3]:кирпича пустотного керамического - 0,52 и 0,17, утеплителя Rockwool - 0,041 и 0,3, газосиликатного блока - 0,13 и 0,26, раствора цементно-песчаного - 0,93 и 0,09 соответственно.

Наружный материал, в данном случае – облицовочный кирпич имеет наибольшее значение коэффициента теплопроводности. Как и следует из функционального назначения слоя, у утеплителя коэффициент теплопроводности минимальный по сравнению с другими, что и определяет его теплозащитные свойства. В то же время коэффициент паропроницаемости выше у теплоизоляционного слоя, что вызывает опасения по поводу повышенной гигроскопичности и низкой морозостойкости утеплителя.

По результатам расчета построены графические зависимости распределения максимального E_i , Па, и реального для рассматриваемых условий е_i , Па, парциальных давлений водяного пара по толщине стены в масштабе сопротивлений паропроницанию его слоев (рис 2). Из графика видно, что кривые распределения действительного и максимального парциального давлений пересекаются, что означает возможное выпадение конденсата в конструкции ограждения. Возникновение конденсата в утеплителе приведет к снижению теплозащитных свойств и увеличению интенсивности теплообменных процессов.

Рис.1 Многослойная конструкция наружного ограждения с отделочным слоем из облицовочного кирпича.

Рис.2 Графики распределения температур, и действительного и максимального парциального давления водяного пара в толще ограждения

Широкое применение в строительстве в настоящее время получил способ отделки фасадов с наружным отделочным слоем из тонкослойной штукатурки - так называемые “мокрые фасады”. Мокрый способ отделки подразумевает нанесение влажных материалов на наружную поверхность стены. Технология отделки включает в себя несколько этапов [4]:

- подготовка стен: очистка от старой отделки, пыли и пр.;

- нанесение клеевого состава для фиксации утеплителя;

- монтаж утеплителя;

- оштукатуривание фасада цементно-песчаным раствором.

В результате расчета стены из газосиликатных блоков толщиной 400 мм с наружной теплоизоляцией (минераловатные плиты толщиной 100 мм) и отделочным слоем из тонкослойной штукатурки (рис.3) получено значение R_o = 5,25 м²·°С/Вт. В расчете приняты следующие значения коэффициентов теплопроводности λ, Вт/(м°·С), и паропроницаемости μ, мг/(м·ч·Па), материалов конструктивных слоев:раствора цементно-песчаного - 0,93 и 0,09, газосиликатного блока - 0,13 и 0,26, утеплителя Rockwool - 0,041 и 0,3, раствора цементно-песчаного - 0,93 и 0,09 соответственно.

Рис.3 Многослойная конструкция наружного ограждения с отделочным штукатурным слоем.

Рис.4 Графики распределения температур, и действительного и максимального парциального давления водяного пара в толще ограждения

Сравнительно новой является технология облицовки фасадов с воздушной прослойкой, в основе которой подвесная конструкция из металлических направляющих и декоративного отделочного материала (“вентилируемые фасады”). Система представляет собой многослойную конструкцию, в которую входят: каркас-основа (подсистема) – металлические направляющие профили, на которых держится вся система; утеплитель (как правило, минераловатные плиты) и облицовочные элементы (декоративные панели). Плиты утеплителя крепятся к стене между вертикальными направляющими с помощью дюбелей. Для паро- и гидроизоляция утеплителя применяются соответствующие мембраны со стороны стены и со стороны вентилируемой прослойки для предотвращения скопления влаги. Достаточно разнообразным является набор вариантов материалов декоративных панелей: керамогранит, композитные материалы, металлические кассеты и т.п. При выборе варианта кроме прочих показателей обязательно учитывается соотношение веса декоративной панели и несущей способности профиля.[4]

В результате расчета стены из газосиликатных блоков толщиной 400 мм с применением системы наружной теплоизоляции (минераловатные плиты толщиной 100 мм) с наружной отделкой вентилируемыми фасадами (рис.5) получено значение R_o= 5,23 м²·°С/Вт. В расчете приняты следующие значения коэффициентов теплопроводности λ, Вт/(м°·С), и паропроницаемости μ, мг/(м·ч·Па), материалов конструктивных слоев:газосиликатного блока - 0,13 и 0,26, утеплителя Rockwool - 0,041 и 0,3, раствора цементно-песчаного - 0,93 и 0,09 соответственно.

Рис.5 Многослойная конструкция наружного ограждения с навесным вентилируемым фасадом

Рис.6 Графики распределения температур, и действительного и максимального парциального давления водяного пара в толще ограждения

Основным отличием двух предыдущих конструкций между собой является наличие воздушной прослойки между теплоизоляционным и облицовочным слоями в системе “навесных вентилируемых фасадов”. Вентилируемая прослойка способствует отводу влаги, которая может оказаться за фасадной панелью, благодаря чему, значительно повышаются теплозащитные свойства утеплителя.

Рассмотрим графики распределения действительного и максимального парциального давления для 2 и 3 вариантов устройства наружной стены (рис.4 рис.6). В случае “мокрых фасадов” точка пересечения, кривых распределения действительного и максимального парциального давлений, сдвигается в сторону наружного штукатурного слоя, что говорит о возможном выпадении конденсата в этой области. В случае “вентилируемых фасадов” очевидно, что все значения е_iнаходятся в области ниже значений E_i, что, в свою очередь, указывает на отсутствие возможности конденсации водяного пара в ограждающей конструкции.

Сравнивая значения приведенного сопротивления теплопередачи рассмотренных конструкций стен, можно сделать вывод о том, что с точки зрения тепловой защиты наиболее эффективными являются системы наружной теплоизоляции минераловатными плитами с отделочным слоем из тонкослойной штукатурки или с применением вентилируемых фасадов. При применении вентилируемых фасадов полностью исключается возможность выпадения конденсата в контрукции стены. При использовании отделки фасадов из керамического кирпича возможно выпадение конденсата непосредственно в слое утеплителя. Теплотехнические показатели мокрых фасадов сравнимы с показателями вентилируемых фасадов, но при этом возможно выпадение конденсата в наружном штукатурном слое.

Библиографический список.

СП 131.13330.2012. Свод правил. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* [Текст]. – Введ. 2013-01-01. – М.: ФАУ “ФЦС”, 2012.

СП 50.13330.2012. Свод правил. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 [Текст]. – Введ. 2012-01-01. – М.: ФАУ “ФЦС”, 2012.

СП 23-101-2004. Свод правил. Проектирование тепловой защиты зданий [Текст]. – Введ. 2004-06-01. – М.: ФГУП ЦПП, 2004.

4. http://stroikadialog.ru/articles/otdelka/sravnenie_s_ventiliruemym_fasadom

Код для цитирования: Скопировать