Выбор рационального типа теплоизоляции для энергоэффективного каркасного дома
Вопрос выбора теплоизолирующего материала и аргумента функции интегрального показателя энергоэффективности деревянного каркасного дома. Исследование современных тенденций увеличения доли каркасных домов с различными вариантами теплоизолирующих материалов.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.11.2018 |
Размер файла | 175,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО ТИПА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ ЭНЕРГОЭФЕКТИВНОГО КАРКАСНОГО ДОМА
SELECT TYPE OF GOOD INSULATION FOR ENERGY EFFICIENCY OF A FRAME HOUSE
Левинский Ю.Б.
УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ
Ушницкий А.А.
ЯГСХА, г. Якутск, РФ
Лавров М.Ф.
СВФУ, г. Якутск, РФ
Рассмотрены строительные материалы, применяемые в малоэтажном деревянном домостроениии и их сравнительные характеристики. Приведены теплотехнические расчеты стеновых конструкций каркасных деревянных домов с различными теплоизолирующими материалами.
The aim of this work is a matter of choice insulating material such as the argument of the integral index of energy efficiency as a wooden house as a whole. Considered building materials used in low-rise wooden building and in their comparative performance. Given thermal engineering calculations wall construction frame wooden houses with a variety of insulating materials.
Целью данной работы является вопрос выбора теплоизолирующего материала как аргумента функции такого интегрального показателя как энергоэффективность деревянного дома в целом.
Основной особенностью климата Якутии является резкая континентальность, проявляющаяся в значительных годовых колебаниях температуры. Годовые амплитудные колебания среднемесячных и абсолютных температур составляют 62С и 102С в г. Якутске, 52С и 95С в Олекминске, 45С и 85С в Алдане. Продолжительность безморозного периода равна 95 дням в г. Якутске, 100 дням в Олекминске и 97 дням в Алдане. Средняя продолжительность устойчивых морозов варьирует: в г. Якутске - 185, Олекминске - 174, Алдане - 177 дней; температура варьирует от минус 64 до +38С в г. Якутске, минус 59 до +36С в Олекминске и от минус 51 до +34С в г. Алдане [1].
Годовые колебания температуры в Центральной Якутии [2], можно выразить в виде:
(1)
где - среднегодовая температура;
- амплитуда годового колебания температуры;
ф - время в сутках (условно 1 сутки равны 10 и все месяцы имеют 30 дней.
Рисунок 1 - Годовые колебания температуры в Центральной Якутии
Из рисунка 1 видно, что минимальные температуры составляют от -40 0C до -50 0C и наблюдается с середины ноября до середины февраля месяцев. Положительная температура наблюдается с апреля по август месяц включительно. Средняя температура самого жаркого месяца tmax= 200C, а самого холодного tmin= -500C, годовой перепад низкой и высокой температур составляет 700C. Еще более значителен перепад низкой и высокой температур года (более 1000C).
В соответствии с требованиями согласно СНИП 23-02-2003 приведены в таблице 1 значения требуемого Rreg и допустимого Rmin сопротивления теплопередаче наружных стен и совмещенных покрытий для г. Якутска
теплоизолирующий энергоэффективность каркасный дом
Таблица 1 - Значения требуемого Rreg и допустимого Rmin сопротивления теплопередаче наружных стен и совмещенных покрытий для г. Якутска
Район строительства |
Назначение здания |
Условия эксплуатации |
Dd, оСЕсут |
Rreg /Rmin, м2 оС/Вт |
||
Стены |
Перекрытия |
|||||
Якутск text = -54 оС; tht = -20,6 оС; zht = 256 сут. |
- жилые - общественные - производственные |
А А А |
10650 10394 9370 |
5,13/3,23 4,32/2,72 2,87/2,30 |
7,53/6,02 5,76/4,61 3,84/3,07 |
|
В настоящее время на рынке Якутии в сфере малоэтажного частного домостроения наиболее часто применяемыми являются технологии строительства домов из монолитного (блочного) пено(газо)бетона и массивных или каркасных деревянных конструкций. При этом снижение теплопроводности конструкций достигается за счет применения различных теплоизоляционных материалов. Следуя логике можно было бы утверждать, что снижения теплопотерь к минимуму можно добиться увеличением толщины этих слоев, однако такой подход ведет к увеличению себестоимости постройки. Строители в лучшем случае руководствуются расчетами оптимального сочетания толщины несущих стеновых конструкций и теплоизолирующих материалов, в худшем - применяют имеющие на рынке типоразмеры «на глазок». Поэтому кардинально затраты на обогрев зданий при этом не изменяются и остаются существенной статьей расходов в семейном бюджете. Более того, некоторые материалы зачастую оказываются вредными для человека или в случае сочетания с деревянными конструкциями сводят на нет микроклимат в жилых помещениях.
В последнее время наметилась тенденция изменения стиля жизни и требований, предъявляемых к жилищу. Сейчас людей уже не устраивает только крыша над головой, они требуют соответствующий уровень внутренней отделки, санузла в доме, стеклопакетов, оригинальных архитектурно-планировочных решения и ландшафтный дизайн прилегающей территории, а искушенные - уникальной энергетика, микроклимата и экологичности присущих только домам построенной из древесины и естественных природных материалов.
Анализ рынка показывает, что в общем объеме деревянного домостроения наметилась тенденция увеличения доли каркасных домов с различными вариантами теплоизолирующих материалов. Теплоизоляционные материалы можно разделить на три основные группы:
1) минераловатные материалы;
2) пенополистирол и его подвиды;
3) материалы на основе органических компонентов.
Минераловатные материалы, относительно легко монтируются в конструкции стеновых панелей простой геометрической формы. На этом преимущество данных утеплителей заканчивается. Форма таких утеплителей превращается в серьезный недостаток, когда нужно работать со сложными и неровными поверхностями. Данные материалы содержат ядовитые фенольные соединения. В процессе эксплуатации в минераловатных материалах образуется конденсат, плесень, усадка, и, как следствие, образование мостиков холода в швах утеплителя. Увлажнение минваты на 1% увеличивает теплопроводность на 8%, появление разрывов вследствие усадки на 4% приводит к 25% потере тепла всей стеновой конструкцией. Минераловатные материалы не "дышат", и приводят к образованию «парникового эффекта» в помещении, что полностью нейтрализует достоинства деревянного дома.
Низкая паропроницаемость пенополистирола и его подвидов, также приводит к образованию плесени и грибка, а в результате к разрушению конструкций, ухудшению микроклимата в помещении. Самым большим недостатком пенополистирола является повышенная горючесть и токсичность, что ограничивает его применение согласно действующим строительным и пожарным нормам.
Эковатой же одинаково легко можно изолировать пространство любой степени сложности, лишена вышеуказанных недостатков, "дышит" подобно дереву, великолепно держит тепло даже в переувлажненном состоянии, не смерзается, ведет себя как древесина - выравнивает влажность, обладает отличными звукоизолирующими свойствами.
Рассмотрим основные виды теплоизолирующих материалов и конструкций стен в деревянном исполнении. Результаты теплотехнического расчета в ПО «OVENTROP OZC» рассматриваемых конструкций приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Теплотехнический расчет каркасных стеновых конструкций с различными вариантами теплоизолирующего слоя
№ |
Наименование конструкции |
Сопротивление теплопередаче, R Вт/С*м2 |
Толщина теплоизоляционного слоя, мм |
|||
Расчетная |
Типовая |
Расчетная |
Типовая |
|||
1 |
Каркасная панель с минераловатным наполнением |
5,145 |
5,698 |
179 |
200 |
|
2 |
Каркасная панель с пенополистиролом |
5,135 |
5,435 |
188 |
200 |
|
3 |
Каркасная панель с наполнением из эковаты |
5,153 |
5,153 |
151 |
151 |
|
Визуализация результатов теплотехнических расчетов стеновых конструкций приведена на рисунке 1.
Рисунок 2 - Распределение температуры по сечению стены в ПО «OVENTROP OZC»
Результаты теплотехнического расчета показывают, что расчетная толщина теплоизолирующего слоя для различных материалов незначительна. Поэтому, произведем анализ качественных характеристик рассматриваемых конструкций.
Таблица 3 - Анализ сильных и слабых сторон стеновых конструкций
Сильные стороны |
Слабые стороны |
|
1. Стеновая конструкция из бруса: |
||
Простота возведения Экологичность Доступность Ремонтопригодность Распространенность |
Необходимость обработки антипиренами и антисептиками Усадка Уплотнение межвенцового пространства Появление трещин Сравнительно высокая теплопроводность Сравнительно высокая стоимость Необходимость устройства облицовочного покрытия |
|
2. Каркасная стеновая панель с минераловатным наполнением |
||
Простота возведения Доступность Распространенность |
Необходимость обработки антипиренами и антисептиками Необходимость устройства облицовочного покрытия Мостики холода Образование плесени и дереворазрушающих грибов Парниковый эффект в помещениях |
|
3. Каркасная стеновая панель с наполнением из пенополистирола |
||
Простота возведения Доступность Распространенность |
Необходимость обработки антипиренами и антисептиками Необходимость устройства облицовочного покрытия Горючесть Мостики холода Образование плесени и дереворазрушающих грибов Парниковый эффект в помещениях |
|
4. Каркасная стеновая панель с наполнением из эковаты |
||
Простота возведения Ремонтопригодность Экологичность Высокая энергоэффективность |
Необходимость устройства облицовочного покрытия Малая распространенность |
|
Анализ положительных и отрицательных сторон также говорит о сравнительно высоких потребительских, качественных, эксплуатационных характеристиках каркасной стеновой панели с наполнением из эковаты.
Таким образом, современные требования к энергоэффективности здания требуют следующих строительных решений:
* в современном малоэтажном деревянном каркасном домостроении, согласно проведенного анализа и расчетов, в качестве теплоизолирующего материала необходимо использовать эковату;
* расположение здания с учетом местности, солнечного освещения, преобладающих ветров;
* форма здания, должна быть максимально скомпонована с учетом минимизации площади стеновых конструкций к площади здания в целом.
* помещения с большими окнами должны быть расположены на южной стороне, малые окна или их отсутствие - на северной;
* максимальное использование буферных тепловых зон (теплицы, предбанники, солнечные окна и т.д.);
* наружные ограждения (стены, крыша или перекрадтие крыши) хорошо термоизолированы, герметичны, с минимальным количеством термических утечек;
* использование наружных окон и дверей с высокой термической изолированностью и повышенной герметичностью;
* ночная изоляция окон;
* конструкция здания, исключающая мостики холода;
* балконы специальной конструкции, ограничивающей до минимума термические утечки;
* автоматическая рекуперация вентилируемого воздуха;
* система отопления и горячего водоснабжения с высоким КПД;
* возможное использование солнечных коллекторов для нагрева бытовой горячей воды.
Библиографический список
1. Тимофеев П.А., Исаев А.П., Щербаков И.П. Леса среднетаежной подзоны Якутии. - Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1994. - 140 с.
2. Буслаев Ю.Н. Прочность цельной и клееной древесины при низких температурах: Учебное пособие. - Якутск: Изд-во ЯГУ, 1992. - 73 с.
3. Бадьин Г. М. Строительство и реконструкция малоэтажного энергоэффективного дома. - СПб.: БХВ-Петербург, 2011. - 432 с.
...Подобные документы
Суть, идея деревянного каркасного дома. Главные преимущества при возведении и эксплуатации деревянных каркасных конструкций. Основные конструктивные узлы, применяемые при конструировании элементов каркасов. Применение двутавровой балки в качестве стропил.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 05.04.2015План каркасного дома. Бумаги по купле-продаже земли. Оформление самостроя, заключительная проверка, составление сметы. Схема устройства траншеи под фундаментом. Обустройство проемов дома. Внутренняя отделка, прокладка коммуникаций, изоляционные работы.
реферат [1,3 M], добавлен 17.01.2015Разработка проекта повышения ресурса эксплуатации 5-ти этажных зданий до показателя вновь построенного жилого дома. Технология улучшения комфортабельности зданий, увеличения жилой площади квартир. Способы повышения энергоэффективности данного строения.
курсовая работа [47,3 K], добавлен 14.11.2012Период расцвета деревянного каркасного строительства с его многообразными техническими особенностями и формами. Здание по каркасной технологии. Возведение каркасно-щитового дома. Преимущества и недостатки строительства по каркасно–щитовой технологии.
презентация [1,8 M], добавлен 02.12.2015Начальные этапы развития стальных каркасных конструкций в многоэтажном строительстве. Чикагская архитектурная школа. Начало каркасного строительства в Европе. Архитектура небоскребов в США. Международная архитектура стальных конструкций. Навесные стены.
реферат [96,0 K], добавлен 22.05.2008Мероприятия, применяемые при оценке энергоэффективности. Солнечный дом Лоренца. Свойства теплоизоляционных материалов. Типы солнечных коллекторов. Схемы систем солнечного теплоснабжения. Объемно-планировочное решение и конструктивная система здания.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 01.10.2014Исследование проблемы энергоэффективности конструкций фундаментов. Разработка алгоритма выбора рационального решения и определение количественных и качественных критериев оценки конструктивно-технологических решений по теплоизоляции фундамента.
статья [786,9 K], добавлен 22.02.2018Виды жилых домов в зависимости от количества и расположения в них квартир. Характерные признаки клубного дома, требования к инфраструктуре, отличительные особенности и неоспоримые достоинства. Озеленение участка и благоустройство территории вокруг дома.
курсовая работа [7,6 M], добавлен 30.04.2011Строительство промышленного здания каркасного типа. Определение глубины заложения и поперечных размеров столбчатого центрально-нагруженного фундамента, расположенного на слабых грунтах слоистого грунтового массива. Расчет глубины сезонного промерзания.
контрольная работа [302,0 K], добавлен 16.11.2014Концепция загородного дома: обзор традиционных и необычных стилей. Особенности выбора стиля строительства. Этапы проектирования загородного дома, разработка дизайн-проекта, архитектуры. Специфика выбора материала для постройки разработанного проекта.
курсовая работа [1011,4 K], добавлен 07.12.2011Рассмотрение особенностей проектирования монолитного ребристого перекрытия. Геометрические характеристики многоэтажного каркасного здания. Расчет плиты перекрытия, второстепенной балки. Определение требуемого количества арматуры и других материалов.
курсовая работа [249,6 K], добавлен 25.01.2015Современный дом, построенный собственными силами. Разрешение на строительство и проект дома. Планировка помещений дома, осушение участка. Требования к строительным материалам: древесина, пиломатериалы, глина, фундамент, перекрытия, крыша, перегородки.
реферат [58,7 K], добавлен 30.07.2009Одноэтажное однопролетное производственное здание каркасного типа. Расчет связей, узла сопряжения главной и второстепенной балок. Сбор нагрузок на покрытие здания. Сбор нагрузок на балочную клетку рабочей площадки. Расчет конструкций рабочей площадки.
курсовая работа [519,4 K], добавлен 24.11.2010Исследование особенностей выбора экологичных строительных и отделочных материалов. Описания материалов, содержащих токсические вещества опасные для здоровья человека. Анализ недостатков пенопласта, теплоизоляционных плит, железобетона, поливинхлорида.
презентация [173,9 K], добавлен 10.12.2012Понятие и виды загородных домов для временного проживания. Проектирование дачных домов и коттеджей. Нормативное регулирование строительства. Зарубежный опыт, канадская технология строительства. Преимущества каркасно-панельного дома. Выбор материалов.
курсовая работа [58,0 K], добавлен 01.07.2013Виды архитектурных решений одноэтажного дома: одно-, двух-, четырех- и восьмиквартирных. Характеристка блокированных домов: с крестообразной блокировкой, на рельефе, особые типы. Разновидности конструкций одноэтажных домов, требования к их надежности.
контрольная работа [18,8 K], добавлен 22.10.2010Конструктивное решение деревянного каркаса здания. Определение количества продольных ребер. Подбор сечения арок. Конструкция стыков панели. Проверка клеевых соединений фанеры на скалывание. Расчет и конструирование ограждающей конструкции покрытия.
курсовая работа [292,1 K], добавлен 09.05.2014Индивидуальный жилой дом. Блокированные дома, усадебные жилые дома. Типы блоков и квартир. Объёмно-планировочные решения блокированных домов. Секционные, коридорные, галерейные малоэтажные дома. Конструктивные решения многоэтажных жилых зданий.
курсовая работа [41,4 K], добавлен 05.07.2015Теплопотери различных типов домов: рядовая секция дома блокированного типа и основные физические величины теплозащиты. Теплопроводность, влагосодержание и плотность материала, увлажнение и теплоизолированность, климатология распределения температур.
презентация [530,2 K], добавлен 25.10.2012Технология каркасного строительства. Колонна каркаса гражданского здания. Выбор материала. Реостат балластный РБ-302: общий вид, функции. Подготовка кромок под сварку. Расчет швов на прочность. Контроль, техника безопасности при газопламенной обработке.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 21.03.2015