15. Теплозащитные свойства ограждающих конструкций
Ограждающие конструкции совместно с системами отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха должны обеспечивать нормируемые значения температуры, относительной влажности воздуха в помещениях при оптимальном энергопотреблении.
В целях сокращения энергопотребления в зимний период на создание нормируемых параметров микроклимата помещений при проектировании зданий следует предусматривать:
а) объемно-планировочные решения с учетом обеспечения наименьшей площади наружных ограждающих конструкций и минимально возможным соотношением периметра стен к площади здания;
б) расположение зданий на генеральном плане застройки с учетом розы ветров и требований по инсоляции помещений и озеленению территории;
в) применение конструкций окон с повышенными теплозащитными качествами, пониженной воздухопроницаемостью притворов и фальцев, а также с теплоотражающими пленками и покрытиями;
г) рекуперацию теплоты вентиляционных выбросов с использованием ее на подогрев приточного воздуха при наличии механической вентиляции;
д) применение поквартирного учета расхода тепловой энергии и более эффективных отопительных приборов и систем отопления с местным и пофасадным регулированием температурного режима;
е)
рациональное применение эффектных
теплоизоляционных материалов для
повышения теплозащитных качеств, без
снижения долговечности наружных стен.
При оценке долговечности сплошных кирпичных, блочных несущих и самонесущих наружных стен необходимо учитывать деструкционные процессы в материалах, происходящие от совокупного воздействия внутренних усилий (изгибающих моментов, поперечных и продольных сил) и наружных, вызываемых односторонним периодическим температурным воздействием, а также периодическим замораживанием и оттаиванием влаги в порах.
В слоистых самонесущих и ненесущих наружных стенах деструкция теплоизоляционных материалов значительно опережает разрушение несущей части стены из прочных долговечных материалов. Поэтому теплотехническую долговечность слоистых наружных стен в первую очередь следует определять по снижению теплозащитных качеств утеплителя до установленного предела.Ограждения здания должны обладать требуемыми теплозащитными свойствами и быть в достаточной степени воздухо- и влагонепроницаемыми.
Теплозащитные
свойства наружных ограждений
характеризуются двумя показателями:
сопротивлением теплопередаче RQ и
теплоустойчивостью, которую оценивают
по величине характеристики тепловой
инерции ограждения D.
Величина R0 определяет
сопротивление ограждения передаче
тепла в стационарных условиях, а
теплоустойчивость характеризует
сопротивляемость ограждения передаче
изменяющихся во времени периодических
тепловых воздействий.
В зимних условиях теплозащитные свойства ограждений принято характеризовать в основном величиной R0, а в летних — их теплоустойчивостью. Это объясняется тем, что для зимы характерны устойчивые температуры вне здания и постоянные внутренние температуры, которые обеспечивает система отопления. Летом характерны периодические суточные изменения температуры и солнечной радиации, и внутри здания температура обычно не регулируется.
Наиболее важным является определение расчетного сопротивления теплопередаче R0 основной части (глади) конструкции ограждения, с чего обычно и начинают теплотехнический расчет ограждения.
После
определения R0 глади ограждения следует
проверить теплозащитные свойства
элементов конструкции (стыки, углы,
включения).
Необходимым и достаточным
условием этого расчета является
отсутствие выпадения конденсата на
внутренней поверхности этих элементов
конструкции.
Дчя расчета теплопотерь и тепловых условий в помещении часто требуется, кроме R0, рассчитать приведенное сопротивление R0.np теплопередаче сложного ограждения.
Для зданий, расположенных в южных районах, дополнительно проверяют теплоустойчивость ограждений в расчетных летних условиях. Недостаточную теплоустойчивость ограждения для зимнего периода года учитывают увеличением его сопротивления теплопередаче при расчете
Для заполнения оконных и дверных проемов теплозащитные свойства регламентируются только сопротивлением теплопередаче конструкции, которое должно быть не ниже требуемого, установленного СНиП.
ООО “НПП “Энергосервис”
О предприятии…
Октябрь 29, 2016 | Мамаев М.М.
Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие «Энергосервис»
образовано 12 апреля 2006 года.
Основные виды деятельности
Инженерные изыскания
Инженерные изыскания всех видов:
геологические, геодезические и экологические.
Проектная документация
Проектная и сметная документация:
для строительства объекта, его эксплуатации или ликвидации.
Объекты электроэнергетики
Строительство объектов электроэнергетики включая:
выполнение работ “под ключ”.
Экономия тепловой энергии
Внедрение мероприятий направленных на эффективное расходование тепловой энергии.
Экономия электрической энергии
Внедрение мероприятий направленных на эффективное расходование электрической энергии.
Экономия водопотребления
Внедрение мероприятий направленных на эффективное расходование воды.
Энергоэффективность и энергосбережение
Энергоэффективность и энергосбережение входят в пять стратегических направлений приоритетного технологического развития Российской Федерации и предполагают полезное и эффективное расходование энергии, в настоящее время вопросам экономии энергии и повышении показателей энергетической эффективности уделяется особое внимание.
-
ООО «НПП «Энергосервис» осуществляет внедрение системы энергетического менеджмента
на предприятии, а также разработку и внедрение организационных мероприятий,
направленных на повышению показателей энергоэффективности и энергосбережения в соответствии с Федеральным законом
№261-ФЗ от 23.11.2009 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты
Российской Федерации».
Конкурентные преимущества
Учитывая высокие требования к качеству выполняемых работ и квалификации персонала, ООО «НПП «Энергосервис» обеспечивает конкурентные преимущества во всех видах работ по профилю своей деятельности за счет наличия таких показателей, как профессионализм, оптимальные сроки выполнения работ, ответственность перед клиентами, партнерские и долговременные отношения.
Организация работ «под ключ»
ООО «НПП «Энергосервис» обеспечивает выполнение всех видов работ по профилю своей деятельности, начиная от составления технического задания и заканчивая сдачей документации со всеми необходимыми согласованиями, экспертизой проектной документации, инженерных изысканий и полностью отвечает за качественное внедрение конечного продукта в указанные сроки.
Отлаженная технология управления
Специалисты ООО «НПП «Энергосервис» используют возможности одновременного выполнения ряда работ,
что оптимизирует общее время реализации проекта, позволяет координировать резервные ресурсы и свести к минимуму риск выхода за
временные рамки, отведенные на конкретный проект.
Работа с различными производителями
При проектировании жилых, гражданских сооружений и комплексов, объектов электроэнергетики, в зависимости от поставленной задачи, может применяться оборудование, как отечественных производителей, так и зарубежных. При этом в любом случае используется только качественное оборудование, прошедшее различные испытания на надежность, а также имеющее сертификаты качества.
Что мы делаем — GFH Insulation — Тепловая защита для автоспорта
GFH Insulation производит лучшую в мире изоляцию выхлопных газов для гоночных команд, производителей двигателей и суперкаров.
Современные выхлопные системы, особенно те, которые используются в двигателях с турбонаддувом, нагреваются до очень высоких температур, поэтому часто требуется добавить слой тонкой металлической фольги, покрывающий слой микротермического материала.
Изоляция имеет двоякое назначение; сохранение тепла внутри выхлопной системы для ускорения выхода газов и защиты компонентов и кузова в непосредственной близости от коллектора, турбонагнетателя, вторичных компонентов и выхлопной трубы.
Теплоизоляция, или, как ее еще называют, теплозащита, зачастую является более дорогостоящим процессом, чем строительство самих коллекторов. Навыки и технологии, необходимые для резки, прессования и сварки тонкой (<0,15 мм) металлической фольги, не являются обычным явлением и известны лишь нескольким избранным компаниям по всему миру.
Поиск материалов, используемых для теплозащиты, непрост, поскольку они в основном используются в аэрокосмической, а не в автомобильной или автоспортивной промышленности.
Теплозащитный экран не следует путать с обычным обертыванием выхлопной трубы или футеровкой, которая прикрепляет слой металла или ленты непосредственно к трубопроводу.
Тепловая защита, осуществляемая GFH Insulation, всегда включает отдельный слой микротермического или микропористого материала толщиной от 3 до 12 мм, который герметизируется полностью сварным покрытием из нержавеющей стали толщиной 0,1 мм с углублениями или фольгой из инконеля.
Затем этот кожух приваривается непосредственно к выхлопной системе (неотъемлемая часть) или спрессовывается в специальную форму (раскладушка), что позволяет ему защелкиваться над системой и плотно прилегать к ней.
Когда следует использовать теплозащиту?
Использование изолированного теплозащитного экрана вокруг выхлопной системы или турбонаддува часто помогает увеличить выходную мощность двигателей с рабочей температурой выше 800 градусов по Цельсию (около 1500 градусов по Фаренгейту), ограничивая тепловое воздействие на компоненты конструкции и снижая термическую усталость. (в IndyCar, NASCAR, Rally и т. д.) так же, как керамическое термобарьерное покрытие, но с гораздо лучшим эффектом.
При покрытии выхлопных труб теплоизоляцией температура внешней поверхности значительно снижается, и тепловая энергия удерживается внутри выхлопной системы.
Что такое интегральная изоляция?
Для выхлопных систем, которые имеют больше места в моторном отсеке или в области днища автомобиля и которые, вероятно, будут повторно использоваться или регулярно сниматься, иногда предпочтительнее вариант с гильзой.
Эта форма теплозащитного экрана устанавливается вокруг выхлопной системы и повторяет ее контуры, не привариваясь к самим трубам.
Зажимы с зажимами или пружинами облегчают снятие внешней оболочки, что позволяет механикам проводить неразрушающий контроль и раннее обнаружение трещин на бывших в употреблении выхлопных трубах.
Изоляция типа «ракушка» имеет двойной слой фольги, покрывающий маты между слоями, что обеспечивает дополнительный слой теплозащиты по сравнению со встроенной изоляцией.
Должен ли я использовать интегральную или двустворчатую теплозащиту?
Основные показатели энергоэффективности строительных материалов и конструкций
Разберемся, что такое коэффициент теплопроводности λ (лямбда), сопротивление теплопередаче R и коэффициент теплопередачи U.
Тепловые свойства строительных материалов и конструкций имеют три важнейших показателя (λ, R и U), влияющих на энергоэффективность зданий. Для выбора технологии строительства, максимально отвечающей современным требованиям энергосбережения, необходимо понимать, чем отличаются эти показатели и какие конструктивные свойства они определяют.
Эти три параметра тесно связаны между собой. При этом коэффициент теплопроводности λ является характеристикой материала, а сопротивление теплопередаче R и коэффициент теплопередачи U зависят от λ и относятся к свойствам строительных конструкций.
Что такое теплопроводность и коэффициент теплопроводности?
Теплопроводность – это способность тел проводить тепловую энергию от более горячих частей к более холодным. Теплопроводность определяется количеством теплоты, проходящей в единицу времени через единицу толщины материала.
Коэффициент теплопроводности λ является мерой, выражающей способность материала толщиной 1 метр передавать количество тепла в джоулях за 1 секунду при разнице температур на противоположных поверхностях материала в 1 градус Кельвина или Цельсия и измеряется в Вт/(м∙К).
Коэффициент теплопроводности λ
Коэффициент теплопроводности в большинстве случаев определяется экспериментально путем измерения теплового потока и градиента температуры в исследуемом материале.
Это зависит не только от типа материала, но и от температуры, влажности, плотности и т. д.
Средние показатели для различных материалов
| Материал | λ, Вт/(м∙К) |
| Железобетон | 2,04 |
| Керамический кирпич | 0,75 |
| Газобетон | 0,23 |
| Дерево | 0,14 |
| Минеральная вата | 0,043 |
| Пенополистирол (пенопласт) | 0,037 |
| Экструдированный полистирол | 0,032 |
| Полиизоциануратная пена (PIR) | 0,022 |
Материалы с лучшими теплоизоляционными свойствами имеют более низкие значения коэффициента теплопроводности λ. Следует отметить, что существует несколько методов определения λ, позволяющих получить разные значения в разных условиях для одного и того же материала.
Сравнение коэффициентов теплопроводности пенополиизоцианурата (PIR), полученного в стеновой конструкции из сэндвич-панелей толщиной 100 мм
| Коэффициент теплопроводности | λ, Вт/(м∙К) | Р, (м 2 ∙К)/Вт | У, Вт/(м 2 ∙К) | |
| 1 | λ 0 вычисл | 0,0179 | 5,75 | 0,1739 |
| 2 | λ 10, 0 вычисл | 0,0181 | 5,68 | 0,1761 |
| 3 | λ 25, 0 вычисл | 0,0186 | 5,54 | 0,1805 |
| 4 | λ 25, A exp | 0,023 | 4,51 | 0,2217 |
| 5 | λ 25, А эфф эксп | 0,024 | 4,33 | 0,2310 |
| 6 | λ 25, B exp | 0,031 | 3,38 | 0,2959 |
| 7 | λ 10, А декл | 0,022 | 4,70 | 0,2128 |
| 8 | λ 25, B расч. | 0,040 | 2,66 | 0,3759 |
Сравнение коэффициентов теплопроводности минеральной ваты (W), полученных в стеновой конструкции из сэндвич-панелей толщиной 150 мм
| Коэффициент теплопроводности | λ, Вт/(м∙К) | Р, (м 2 ∙К)/Вт | У, Вт/(м 2 ∙К) | |
| 1 | λ 0 расчет поперек | 0,0317 | 4,89 | 0,2045 |
| 2 | λ 10, расчет поперек | 0,0337 | 4,61 | 0,2169 |
| 3 | λ 25, A exp через | 0,0370 | 4,21 | 0,2375 |
| 4 | λ 25, A exp вдоль | 0,0380 | 4.11 | 0,2433 |
| 5 | λ 25, A exp вдоль | 0,0390 | 4. 01 | 0,2494 |
| 6 | λ 10, B exp вдоль | 0,0406 | 3,85 | 0,2597 |
| 7 | λ 10, А по дек. | 0,0430 | 3,64 | 0,2747 |
| 8 | λ 25, B расчет вдоль | 0,0490 | 3,22 | 0,3106 |
λ 0 расч. / λ 10, А расч. поперек – минимально возможная расчетная теоретическая
ПИР – в полностью сухом состоянии (влажность 0%)
Вт – ориентация волокна поперек направления распространения теплового потока, режим работы А (влажность до 0,5%)λ 10, 0 расч. / λ 10, А расч. поперек – для одной сэндвич-панели, в расчете на 10 °C
PIR – в полностью сухом состоянии (влажность 0%)
W – ориентация волокна поперек направления распространение теплового потока, режим работы А (влажность до 0,5%)λ 25, 0 расч.
/ λ 25, А эксп поперек – для одной сэндвич-панели при 25 °С
PIR – рассчитано в абсолютно сухом состоянии (влажность 0%)
W – экспериментально, ориентация волокон поперек направления распространения теплового потока, режим работы А (влажность до 0,5%)λ 25, A exp / λ 25, A exp вдоль – для одной сэндвич-панели при 25 °C
PIR – режим работы A (влажность до 2%)
W – ориентация волокна в направлении теплового потока распространение, режим работы А (влажность до 0,5%)λ 25, А эфф эксп / λ 25, А эфф эксп по – эффективный экспериментальный, для стеновой конструкции из сэндвич-панелей при 25 °С
PIR – режим работы А (влажность до 2%)
Вт – ориентация волокна по направлению распространения теплового потока, режим работы А (влажность до 0,5%)λ 25,B exp / λ 10, B exp вдоль – экспериментальная, для стеновой конструкции из сэндвич-панелей
PIR – при 25 °C, режим работы B (влажность до 5%)
W – при 10 °С, ориентация волокон по направлению распространения теплового потока, режим работы В (влажность до 1%)λ 10, A decl / λ 10, A decl вдоль – заявленный (наихудший возможный результат), для стеновой конструкции из сэндвич-панелей при 10 °С
PIR – режим работы А (влажность до 2%)
W – ориентация волокна в направлении распространения теплового потока, режим работы А (влажность до 0,5%)λ 25, B расч.
/ λ 25, B расч. вдоль – расчет, максимально возможный стандарт при 25 °С
PIR – режим работы B (влажность 5%)
W – ориентация волокна в направлении распространения теплового потока , режим работы В (влажность 1-2,5%)
/ λ 25, А эксп поперек – для одной сэндвич-панели при 25 °С 
/ λ 25, B расч. вдоль – расчет, максимально возможный стандарт при 25 °С
Для стеновой конструкции из сэндвич-панелей коэффициент λ 25, A eff exp является определяющим, поэтому в декларациях о соответствии на панели Ruukki всегда указывается этот коэффициент. Обязательное использование λ 25, A, eff exp в расчетах энергоэффективности строительных конструкций обусловлено тем, что ДСТУ Б В.2.7-182:2009 регламентирует нормативные условия испытаний характеристик теплопроводности при температуре 25° C и влажность материала до 0,5% (W) и до 2% (PIR). В то же время в странах ЕС принято определять характеристики теплопроводности при температуре 10 °С, поэтому в Украине для продукции, произведенной в ЕС, необходимо дополнительно получать эти показатели, определяемые при температуре 25°С.
Следует отметить, что для расчета термического сопротивления наружной ограждающей конструкции использование показателей, отличных от λ 25, А, эфф эксп , некорректно, поэтому для выбора оптимальной толщины сэндвич-панелей , очень важно понимать, какой показатель λ предусмотрен производителем. Например: СНиП ДБН В.2.6-31:2021 регламентирует минимально допустимые значения сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций жилых и общественных зданий для температурного пояса I R q мин =4,0 (м 2 ∙K)/Вт. Для выполнения требований настоящего стандарта к стеновым конструкциям, если учесть определяющие λ 25, A eff exp , необходимо использовать сэндвич-панели Ruukki из минеральной ваты толщиной 150 мм. В то же время, если использовать более «рекламный» λ 0 calc , то якобы достаточно панели толщиной 120 мм, но на деле это не так. Поэтому важно смотреть не только на числовое значение λ, но и на то, какой именно показатель предоставляет поставщик.
В противном случае в погоне за экономией можно выбрать неправильную толщину сэндвич-панелей, что приведет к повышенным затратам на отопление и кондиционирование при эксплуатации здания.
Что такое сопротивление теплопередаче R?
Сопротивление теплопередаче R — это способность конструкции препятствовать распространению теплового движения молекул. Величина R показывает, насколько конструкция определенной толщины сопротивляется передаче тепла через себя и определяется разностью температур в градусах Кельвина или Цельсия на противоположных поверхностях конструкции, необходимой для передачи 1 Вт мощности энергии через 1 м 2 площади этого строения и измеряется в (м 2 ∙K)/Вт.
Для расчета сопротивления теплопередаче многослойной термически однородной ограждающей конструкции R ∑ используется формула, учитывающая различные материалы этой конструкции и коэффициенты α I (внутренний) и α E (внешний).
Проще говоря, сопротивление теплопередаче R представляет собой толщину материала в метрах, деленную на его коэффициент теплопроводности λ, который показывает, насколько хорошо материал сопротивляется теплопередаче при данной толщине. Следовательно, чем толще конструкция и чем ниже теплопроводность ее материалов, тем она более энергоэффективна.
Приведенное сопротивление теплопередаче Р ∑красный учитывает все фактические потери тепла через ограждающую конструкцию, в том числе в зонах замков и стыков, угловых соединений, тепловых включений, точечных потерь, элементов крепления и т.д. На основании экспериментальных данных по измерению приведенного сопротивления теплопередаче конкретной конструкции λ 25 рассчитывается A eff exp , которая в дальнейшем используется для расчета R ∑red конструкций аналогичной конструкции.
Расчет R ∑red термически неоднородной непрозрачной ограждающей конструкции проводят по формуле:
9000 2 ДСТУ Б В.
2.6-189:2013 регламентирует, что при проектировании ограждающих конструкций , должно выполняться условие R ∑red ≥ R q min .
Расчетная толщина стеновых конструкций из различных материалов для достижения сопротивления теплопередаче R=4,0 (м2∙K)/Вт
Конструкция с лучшей теплоизоляцией обеспечивает требуемое значение R при минимальной толщине и удерживает тепло так же, как более толстые конструкции, при этом обеспечивая больше места внутри здания.
Сопротивление теплопередаче R и коэффициент теплопередачи U
Что такое коэффициент теплопередачи U?
Коэффициент теплопередачи U – это количество тепла в джоулях, переданное через конструкцию с площадью поверхности 1 м 2 за 1 секунду при разнице температур на противоположных поверхностях в 1 градус Кельвина или Цельсия.
Значение U обратно пропорционально сопротивлению теплопередаче и измеряется в Вт/(м 2 ∙K).
Коэффициент теплопередачи показывает способность конструкции передавать тепло от более теплого помещения к более прохладному или между внешней и внутренней частью здания. Чем ниже значение U, тем лучше теплоизоляция здания.
Существует и более расширенная формула определения U, которая дополнительно принимает все фактические потери тепла через наружные ограждающие конструкции, однако результаты такого расчета идентичны расчету по сокращенной формуле.
Где искать λ, R и U?
Производители теплоизоляционных строительных конструкций должны указывать информацию о λ, R и U в описании продукции, размещенном в открытом доступе, или в декларациях о соответствии, если их наличие требуется действующим законодательством. Например, коэффициент теплопроводности λ, приведенное сопротивление теплопередаче R и коэффициент теплопередачи U для сэндвич-панелей Ruukki указаны в декларациях, размещенных на сайте Rauta.