Современные утеплители для быстровозводимых модульных зданий в условиях крайнего севера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Современные утеплители для быстровозводимых модульных зданий в условиях крайнего севера

Пронин Вадим

В представленной статье рассмотрена тема использование современных видов утеплителя для ограждающих конструкций модульных зданий. Представлены расчеты стеновых ограждений для быстровозводимых модульных зданий с применением различных утеплителей в условиях крайнего севера.

Ключевые слова: утеплитель, PIR, пенополистирол, минеральная вата, стеновое ограждение , теплотехнический расчет

In the presented article the topic of the use of modern types of insulation for enclosing structures of modular buildings. The calculations of wall fences for pre-fabricated modular buildings using various heaters in the conditions of the Far North are presented.

Keywords: insulation, PIR, polystyrene foam, mineral wool, wall fencing, thermal calculation

В последнее время, в связи с активным освоением северных регионов больше распространите получили быстровозводимые модульные здания. Отсутствие оснащенной строительной базы, неблагоприятные условия капитального строительства, высокая себестоимость материала, трудоемкость выполнения строительных работ дали толчок в развитии зданий модульного типа, достоинством которых является мобильность, индустриальность, низкая стоимость, по сравнению с капитальным строительством, простота монтажа. Здания модульного типа дают возможность быстро обустраивать как и отдельностоящие одиночные строения, так и небольшие поселки модульного типа. Такую разноплановость применения данный тип строений получил в связи с особенностью своей конструкции.

Каркас контейнерного типа позволяет быстро компоновать модули в необходимую комбинацию, а утеплитель дает возможность снизить теплопотери к минимуму.

На сегодняшний день рынок современных теплоизоляционных материалов предлагает множество вариантов решения обустройства ограждающих конструкций. Для современных теплоизоляционных материалов характерны высокие теплоизоляционные показатели при низкой толщине и невысокой стоимости.

Одним из наиболее новых материалов на российском рынке являются утеплители на основе полиизоцианурата, так же известного, как PIR. Сложный полимер, по составу схожий с полиуретаном, обладающий высокой устойчивостью к механическим, химическим и температурным воздействиям. Более 10 лет присутствует на рынках США и Европы, однако в России только набирает популярность. Основным преимуществом PIR является один из самых низких показателей теплопроводности на рынке (в сухом состоянии - 0,024 Вт/м²). Благодаря своему составу и структуре PIR обладает высоким температурным порогом. (класс горючести Г1, Г2) Его разрушение начинается после 200 °С. Так же данный материал обладает низким показателем водопоглощения, менее 1%. В готовом виде PIR плита имеет стандартные размеры: 1200Ч600Ч50 мм. В зависимости от условий работы полиизоцианурат может комбинироваться с различными видами дополнительных материалов, такими как: стекло с битумом и полипропиленом, стекловолоконная основа с армированной сеткой и минеральным покрытием, влаго- и термостойкая фольга и т.д. Однако, существенным недостатком данного материала является его стоимость. Так же, на сегодняшний момент он только набирает популярность на рынке теплоизоляционных строительных материалов на территории РФ. [5]

На сегодняшний момент одним из самых доступных видов утеплителей на рынке теплоизоляционных строительных материалов является пенополистирол. Представляет собой газонаполненный материал, основным компонентом которого является полистирол и его производные. Механические свойства материала задаются его плотностью. Чем она выше, тем ниже водопоглащение, паро- и воздухопроницаемость, гигроскопичность. Однако выше теплопроводность. По структуре пенополистирол представляет собой материал, состоящий из тонко-ячеистых гранул, спекшихся друг с другом. Пенополистерол получил широкое распространение благодаря своей универсальности. низкой стоимости и долговечности. Предполагаемый срок службы пенополистерола составляет 25-40 лет, в зависимости от условий эксплуатации. Однако, данный материал имеет ряд недостатков: легко воспламеняем, токсичен при нагревании, может впитывать влагу, благодаря совей гранулированной структуре. Благодаря своей низкой стоимости материал еще присутствует на рынке, однако сегодня появляется множество аналогов, которые по своим характеристикам превосходят пенополистирол.[6]

В качестве традиционного теплоизоляционного материала с оптимальным набором свойств неорганического происхождения является минеральная вата и изделия на ее основе. Волокнистый материал, получаемый из расплава горных пород, шлаков и их смесей. В готовом виде может быть как в виде плит, так и раскатных рулонов.

Существует несколько разновидностей минеральной ваты [7]:

1. Стекловата. Основной компонент- стеклянное волокно, получаемое из расплава стекла и различных наполнителей (песок, известняк, доломит, сода) преимуществом данного вида минеральной ваты является высокая химическая стойкость. Длинна волокон равняется 15-50 мм. Максимальная температура нагрева- 500 °С.

2. Каменная вата. Изготавливается из расплава габбро-базальтовых горных пород. Средняя длина волокон составляет 17 мм. В условиях эксплуатации максимальная температура нагрева не должна превышать 300 °С.

3. Шлаковая вата. Получают из расплавов доменного шлака. По структуре схожа с каменной ватой, однако имеет более высокую термостойкость, 600 °С. утеплитель модульный быстровозводимый стеновой

У данного вида теплоизоляционного материала весьма широкий спектр применения и средняя цена на рынке.

Для сравнительного анализа рассмотрим стену здания модульного типа и произведем теплотехнический расчет вышеописанных типов утеплителя в конструкции стенового ограждения.

Модульные конструкции получили наибольшее распространение в условиях крайнего севера. В качестве исходных данных для расчета принимаем следующее:

- Регион: Республика Саха (Якутия)

- Населенный пункт: Оймякон

- Помещение: жилое помещение

- Вид конструкции: стена

Тепловая защита

1. Температура холодной пятидневки с обеспеченностью 0.92 -59 ?С

2. Продолжительность отопительного периода 277 суток

3. Средняя температура воздуха отопительного периода -25.4 ?С

4. Условия эксплуатации помещения А

5. Количество градусо-суток отопительного периода (ГСОП) 12853 °С*сут

6. Требуемое сопротивление теплопередаче

7. Санитарно-гигиенические требования [R_с] 2.30 (мІ*°С)/Вт

8. Нормируемое значение поэлементных требований [Rэ] 3.72 (мІ*°С)/Вт

9. Базовое значение поэлементных требований [R_т] 5.90 (мІ*°С)/Вт

Расчеты осуществлены при помощи он-лайн калькулятора теплотехники ограждающих конструкций SmartCalc [8].

Таблица 1 - Теплотехнический расчет стенового огражения модульного здания с применением пенополиизоцианурата (PIR)

Рисунок 1. Тепловые потери через квадратный метр ограждающей конструкции с применением пенополиизоцианурата (PIR)

Таблица 2 - Потери тепла в час при сопротивлении теплопередаче (Вт*ч)) с применением пенополиизоцианурата (PIR)

Потери тепла за отопительный сезон: 49,82 кВт*ч.

Таблица 3 - Теплотехнический расчет с применением минеральной (каменной ваты) 170-220 кг/м³

Рисунок 2. Тепловые потери через квадратный метр ограждающей конструкции с применением минеральной (каменной ваты) 170-220 кг/м³

Таблица 4 - Потери тепла в час при сопротивлении теплопередаче (Вт*ч)) с применением минеральной (каменной ваты) 170-220 кг/м³

Потери тепла за отопительный сезон: 50,82 кВт*ч.

Таблица 5 - Теплотехнический расчет с применением пенополистирола ПСБ-50 (ПСБ-С-50)

Рисунок 3. Тепловые потери через квадратный метр ограждающей конструкции с применением пенополистирола ПСБ-50 (ПСБ-С-50)

Таблица 6 - Потери тепла в час при сопротивлении теплопередаче (Вт*ч)) с применением пенополистирола ПСБ-50 (ПСБ-С-50)

Потери тепла за отопительный сезон: 50.82 кВт*ч.

Анализируя полученные расчетные данные и основные характеристики утеплителей в конструкции стенового ограждения для быстровозводимых модульных зданий следует отметить. что наиболее эффективным является утепление пенополизоциануратом (PIR).

Библиографический список

1. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003" и "СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий".

2. СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий.

3. ГОСТ Р 54851-2011 Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче.

4. СТО 00044807-001-2006 Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий.

5. Тимохин Д.К., Головнов Е.С. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННО-КОНСТРУКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ОТХОДА PIR // Техническое регулирование в транспортном строительстве. - 2017. - № 4(24); URL: trts.esrae.ru/44-284 (дата обращения: 10.10.2018).

6. Зобкова Н.В., Пшенов А.А., Фролов М.О.Сравнительный анализ вариантов конструктивных решений стен с утеплением // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона. 2011. № 1. С. 89-92.

7. Технические характеристики минваты // http://про-утепление.рф URL: http://про-утепление.рф/технические-характеристики-минваты (дата обращения: 10.10.2018).

8. https://smartcalc.ru/

Размещено на Allbest.ru