Утепление. Теплоизоляционные материалы

Утепление дома

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Улучшить тепловой комфорт в помещении и ограничить потери теплоты через окна можно, уменьшив тепловой поток, проходящий через окна.

Одним из распространенных способов повышения теплозащиты окон является установка дополнительного остекления или переплета в оконный проем ( 6.19). Образовавшаяся между существующим и вставленным остеклением воздушная прослойка позволяет значительно повысить сопротивление теплопередаче окна и снизить теплопотери.

Зимние переплеты лучше вставлять в теплый сухой день. Если в окно светит солнце, то это благоприятно скажется на теплозащите окна, так как между переплетами будет закрыт сухой воздух и в холодное время переплеты не запотеют.

При установке зимней рамы сначала закрывают створы летних переплетов. На нижнюю заглушку желательно наложить вату, насыпать сухой песок, опилки или другой гигроскопичный материал, легко поглощающий влагу из воздуха в межстекольном пространстве. Предохранить окно от запотевания можно, поставив в межстекольное пространство банку или стакан с солью, хлористым кальцием, которым засыпают банку на половину. Однако они быстро насыщаются влагой и больше ее не впитывают.

Поместив гигроскопический материал между стеклами, закрывают створки зимних переплетов и запирают шпингалеты или целые рамы крепят гвоздями к коробке. Швы между створками и места примыкания к коробке хорошо промазывают специальной замазкой или заклеивают бумагой.

Замазку можно изготовить из муки и песка. Для этого 2 части муки заваривают кипятком и добавляют 1 часть мелкого песка. Образовавшаяся масса типа густого теста хорошо пристает к дереву, при высыхании не трескается и легко удаляется при смачивании водой. Вместо замазки можно использовать обычный пластилин, но его трудно удалять с поверхности окна.

Можно приготовить замазку из тавота, веретенного масла и мела. Для этого 6 частей (по массе) тавота или солидола нагревают на огне до жидкого состояния и вводят 14 частей веретенного или солярного масла. После охлаждения получается вязкая жидкость, которую смешивают с 80 частями мела.

Установить дополнительное остекление в окне можно следующим образом. По периметру горизонтально лежащего стекла кладут картонную полоску-прокладку, покрытую масляной краской. На полоску накладывают другое стекло. В результате получается самодельный стеклопакет, в котором два стекла разделены воздушной прослойкой, толщина которой соответствует толщине картонной полосы. Вместо картона в качестве прокладки можно использовать резину.

Утеплить окна, особенно на время сильных морозов, можно куском полиэтиленовой прозрачной пленки. Большой кусок пленки вырезают по размеру окна и прикрепляют тонкими рейками или кнопками к раме. Сверху оставляют большой зазор 10—15 см для циркуляции воздуха. Благодаря слою светопроницаемой пленки двойное (одинарное) остекление по теплозащитным характеристикам приблизится к тройному (двойному) остеклению.

Другим способом, повышающим теплозащитные характеристики  окон,   является  устройство  металлизированной пленки. Благодаря блестящей поверхности пленки, установленной на внутренней поверхности остекления, происходит отражение внутрь помещения лучистой составляющей теплового потока. В результате уменьшаются суммарные теплопотери из помещения через оконную конструкцию.

Эффективно использование металлизированной пленки и в летнее время. Если зимой тепловой поток имеет направление из помещения наружу, то в летнее время направление теплового потока через освещенное солнцем остекление меняется на противоположное. Основной нагрев помещения в этом случае происходит за счет теплопоступ-лений излучением. Установленная на окне металлизированная пленка, отражающая часть теплового потока, уменьшает суммарный поток тепла и позволяет понизить температуру внутреннего воздуха, уменьшив тем самым затраты энергии на кондиционирование.

В настоящее время разработаны металлизированные полиэтилентерефталатные (ПЭТФ) пленки серебристого цвета и пленка ПЭТФ, модернизированная диацетилфер-роценом (ДАФ), с золотистым оттенком.

Замена в оконном блоке обыкновенного строительного стекла на теплоотражающее таким же образом повышает теплоизоляционные характеристики, как и металлизированная пленка. Однако замена стекол в оконном блоке более трудоемка, чем установка пленки.

Наиболее эффективно, как уже отмечалось, заменить остекление стеклопакетом с теплоотражающим стеклом. При этом   целесообразно, чтобы поверхность стекла с теплоотражающим напылением была   обращена в глубь стеклопакета.

Достаточно  простой  способ  снижения  теплопотерь  —

устройство с наружной стороны окна экрана, выполненного

из непрозрачных пластин. Как известно, вече-

ром происходит понижение температуры наружного воздуха

и опущенный на ночь экран или закрывающиеся ставни

позволят уменьшить поток тепла, излучаемый остеклением

наружу, и создать   дополнительную воздушную прослойку,

являющуюся хорошей теплоизоляцией.

Повышенные на окно занавески и портьеры также позволяют улучшить теплозащиту окон за счет экранирования отрицательного излучения холодной поверхности стекла.

Одним из вариантов повышения теплозащиты окон является установка штор, жалюзи-экранов с внутренней стороны помещения ( 6.23). Шторы-экраны могут быть выполнены из непрозрачного или прозрачного материала типа полиэтиленовой пленки. Их устройство позволяет снизить теплопотери в помещении в результате уменьшения потока лучистого тепла. При этом не следует шторами закрывать поверхность отопительного прибора, находящегося под окном. Если штора, жалюзи или экран сделаны из непрозрачного материала, то их опускают на окно, когда начинает смеркаться. В этом случае теплозащита окон повысится на определенный период времени — на ночь, когда температура наружного воздуха понижается и используется искусственное освещение. Ниже показана эффективность использования штор, ставень, экранов, занавесок в зависимости от их расположения на окне.

Повысить теплозащиту окон можно размещением различных экранов в межстекольном пространстве ( 6.25). Этот метод основан на том, что при установке экрана уменьшается разность температур между близлежащими поверхностями и снижается интенсивность движения молекул воздуха и, следовательно, конвективного теплообмена. Помимо этого в некоторых случаях при создании узких воздушных прослоек скорость восходящих воздушных потоков тормозится нисходящими, что уменьшает теплопередачу конвекцией. Установленный в межстекольное пространство экран также снижает лучистую составляющую теплового потока.

Зашторивание светопроемов устройствами, размещаемыми между остеклением, позволяет не только сократить теплопотери через остекление в холодное время года, но и в некоторой степени отрегулировать освещенность. Широкое распространение получают шторы-жалюзи, экран которых представляет систему горизонтальных пластин, соединенных гибкими связями ( 6.26). Пластины, сделанные из алюминия и покрытые эмалями или лаком, могут поворачиваться вокруг собственной оси, изменяя количество солнечной радиации, поступающей через световые проемы, и улучшать показатели естественного освещения благодаря использованию света, отраженного пластинами.   Выпускаемые     шторы-жалюзи     могут  быть использованы для стандартных окон со спаренными и разделенными переплетами.

Возможным вариантом повышения сопротивления теплопередаче окон является увеличение числа воздушных прослоек в окне за счет применения в межстекольном пространстве металлизированной пленки ( 6.27). Как уже отмечалось, ее поверхность имеет высокую отражательную способность, что приводит к уменьшению лучистой составляющей теплового потока, проходящего через окно, а за счет разделения межстекольного пространства на плоскости уменьшается и конвективная теплопередача.

Проведенные расчеты показали, что применение металлизированных пленок в межстекольном пространстве позволяет повысить температуру внутренней поверхности остекления на 3—3,5°С и увеличить сопротивление теплопередаче оконного блока в 1,2—1,25 раза. Таким образом, теплозащитные качества оконного блока с двойным остеклением могут быть приближены к теплозащитным качествам окон с тройным остеклением путем установки металлизированной пленки, увеличивающей количество воздушных прослоек.

В межстекольном пространстве можно разместить и свертывающуюся штору, имеющую эластичный экран из стеклоткани, металлизированной пленки и других пленочных и тканевых материалов, который наматывается на барабан. На конце барабана размещается катушка со шнуром. Шнур должен наматываться в направлении, противоположном направлению намотки шторы. Конец шнура выпускают через отверстия в переплете внутрь помещения ( 6.28).

Определенный интерес представляет комбинированная штора, расположенная в межстекольном пространстве. Она состоит из двух соединенных между собой полотен. Каждое из полотен прикреплено к катушкам, одна из которых находится в верхней, а другая в нижней части светопроема ( 6.29). Одно из полотен делают из прозрачной ткани или металлизированной пленки, другое из светопроницаемого материала. Прозрачное полотно устанавливают в окне в дневное  время,  а темное  —  в  вечернее  или  ночное.

Помимо уменьшения теплопотерь через окно в холодное время года комбинированная штора может использоваться и в летнее время в качестве солнцезащитного устройства (при установке полотна из металлизированной пленки).

Снизить потери тепла через окна можно с помощью расположенной между стеклами    объемной шторы имеющей экран из складчатых полотен. Полотна экрана выполняют из металлизированной пленки, а внутреннее полотно может быть сделано из прозрачной пленки. Экран у объемной шторы поднимают с помощью шнура, присоединенного рейкой к нижней кромке экрана, и собирают в пакет в верхней части окна.

Анализ теплозащитных характеристик конструкций экранов показал, что наиболее эффективна объемная штора, позволяющая снизить теплопотери на 38%. Установленные в межстекольное пространство шторы-жалюзи позволяют повысить теплоизоляционные способности окон на 17—19%, а свертывающиеся прозрачные шторы из полиэтиленовой пленки или ткани    в среднем на 28%.

Один из путей снижения затрат тепловой энергии — применение вентилируемых окон, которые позволяют повысить температуру внутренней поверхности остекления и дать экономию энергии в результате обеспечения жилых домов свежим подогретым воздухом, необходимым для вентиляции помещения. В окнах такой конструкции делают дополнительные отверстия в нижней части наружного и в верхней части внутреннего переплетов ( 6.31).

Улучшить условия теплового комфорта и повысить температуру внутренней поверхности окна можно за счет обдува остекления теплым воздухом. Наиболее простым способом создания восходящих струй теплого воздуха является просверливание отверстий в подоконной доске, находящейся над отопительным прибором. Нагретый воздух, поднимаясь вверх, позволит не только повысить температуру остекления, но и уменьшить влияние инфильтрующего через окно холодного воздуха

Поверхность стены, находящуюся под окном за отопительным прибором, рекомендуется утеплить, а поверх теплоизоляции устроить экран из блестящей алюминиевой фольги, отражающий излучаемое батареей тепло внутрь комнаты

Конструкция крыши с хорошими тепло-, гидроизоляционными свойствами в значительной степени определяют благоприятную тепловую обстановку в жилых помещениях. Поэтому при строительстве теплого дома необходимо выбрать такую конструкцию покрытия, которая на длительное время сохранила бы свои теплозащитные качества. Этого можно достичь, если при выборе той или иной конструкции крыши учесть все факторы, влияющие на ее температурно-влажностный режим.

Ограждающие конструкции крыш подвергаются в течение года различным атмосферным воздействиям: отрицательным и положительным температурам наружного воздуха, осадкам в виде дождя и снега, солнечной радиации, действию ветра и химических веществ. В связи с этим все виды конструкций крыш должны обладать хорошими теплозащитными и гидро-, пароизо-ляционными свойствами, отвечать требованиям прочности, устойчивости, долговечности и огнестойкости. Кроме того, они должны быть экономичными при строительстве и в эксплуатационных условиях.

Наиболее широкое применение в строительстве получили следующие конструктивные решения крыш: чердачные и совмещенные бесчердачные.

Влажностное состояние материалов крыш является одним из важнейших факторов, определяющих их долговечность и теплозащиту. Постоянным источником увлажнения является влага, поступающая в парообразном состоянии из воздуха помещений в холодный период года. Известно, что прохождение водяных паров через толщу утеплителя приводит     к увлажнению материала и потере требуемых теплозащитных качеств конструкций. При устройстве достаточной внутренней пароизоляции и наличии свободного выхода влаги из конструкции увлажнения не происходит.

Необходимо отметить, что конструкция чердачного перекрытия по сравнению с совмещенной бесчердачной крышей находится в более благоприятных влажностных условиях. Влага, прошедшая через чердачное перекрытие, поступает в воздушное пространство чердачного помещения и через слуховые окна и приточно-вытяжные отверстия выходит наружу

В бесчердачных покрытиях необходимо устройство внутреннего пароизоляционного слоя, предохраняющего утеплитель от увлажнения. Для удаления влаги, попавшей в толщу утеплителя, следует устраивать в ее верхней части вентилируемые   воздушные прослойки в виде прямоугольных или цилиндрических каналов ( 7.3), по которым

скопившая влага сможет уйти из совмещенного покрытия.

Без      этих    вентиляционных    каналов    выход    влаги

значительно затруднен, и она скапливается под гидроизоляционным ковром в виде конденсата.

В зимнее время в период оттепели наблюдается резкий переход от минусовой к плюсовой температуре наружного воздуха. Скопившаяся под гидроизоляционным ковром влага при минусовых температурах замерзает и превращается в лед ( 7.4). При положительных температурах она оттаивает. Такое попеременное замораживание и оттаивание влаги в материале приводит к разрушению сцепления между гидроизоляционным ковром и цементно-песчаным слоем стяжки. Вследствие этих процессов разрушается кровля в совмещенном бесчердачном покрытии. Кроме того, повышение влажности теплоизоляционных материалов приводит   к увеличению его коэффициента теплопроводности и снижению теплозащитных свойств совмещенного покрытия.

Конструкцию пароизоляционного слоя, устраиваемого под утеплителем, выбирают в зависимости от влажности воздуха в помещении в холодный период года.

В тех случаях, когда пароизоляция устраивается по монолитным железобетонным покрытиям и предназначена для защиты неорганических утеплителей, наклеиваемый слой рулонного материала может быть заменен битумным обмазочным слоем толщиной 1,5—2 мм, а двухслойная пароизоляция — однослойной. Пароизоляционный слой делают сплошным (без разрывов) по всей поверхности покрытия.

Железобетонные  крыши   проектируют  чердачными   и бесчердачными. Бесчердачные крыши применяют в зданиях высотой не более четырех этажей. Водоотвод с таких покрытий в основном устраивают с внутренним водостоком. Совмещенные крыши также могут иметь наружный водосток.

Широкое распространение получили двускатные крыши в жилых зданиях. Для несущих конструкций чердачных крыш применяют деревянные стропила. Они могут быть наслойными или висячими. При наличии в зданиях внутренних опор используют наслойные стропила, включая стропильные ноги, подкосы и стойки. Нижние концы стропильных ног опираются на мауэрлаты (подстропильные брусья), располагаемые в верхней части наружной стены. Верхние концы стропил опираются на прогон (продольный брус). Концы стропильных ног соединяют шипами и врубкой взатяжку с креплением болтами. При больших пролетах устанавливают деревянные подкосы для поддержки стропильных ног.

Геометрическая форма определяет название крыши. Они бывают односкатными, двускатными, мансардными и шатровыми. При устройстве крыши большое значение приобретает выбор кровельного материала, что в значительной степени определяет ее долговечность.

Кровля из рулонных материалов по деревянному основанию.  На пологих скатах крыши,  где другой материал не подходит, применяют кровлю из рулонных материалов. Для нее требуется жесткое и ровное основание, состоящее из разреженного рабочего настила из досок толщиной 25 мм с зазором 10—14 мм. Под углом 45° по нему настилают сплошной распределительный настил из досок 12—18 мм ( 7.14). Кровельные работы следует выполнять в теплое время. В зависимости от уклона крыш устраивают два или четыре слоя рубероидного ковра. Для склеивания полотнищ пергамина, рубероида с мелкой односторонней и двухсторонней посыпкой, рубероида с чешуйчатой односторонней и двухсторонней посыпкой рубероида с крупнозернистой односторонней посыпкой используют горячие мастики, они слоем толщиной 2 мм не должны течь на уклоне 45° при температуре 60—70°С. При склеивании двух полос рубероида разрыв должен произойти по рулонному материалу.

Перед началом кровельных работ деревянное основание грунтуют. Для этого битум растворяют в керосине, бензине или солярном масле. После высыхания грунтованного деревянного основания укладывают рубероидный ковер.

Кровля из стальных листов. Кровельные листы толщиной 0,5—1 мм, шириной 700 мм и длиной 1400 мм изготовляют из мягкой отожженной стали. Масса одного листа может колебаться от 4 до 8 кг. Оцинкованные листы имеют двухстороннее покрытие цинком. Их используют без предварительной подготовки. Металлические листы из черного металла очищают от ржавчины и покрывают с двух сторон за два раза олифой.

Для стальной кровли основанием служит обрешетка из брусков сечением 50x50 мм или доски толщиной 25 мм. Расстояние между брусками или досками не должно превышать 200 мм. Для повышения долговечности кровля из стальных листов под нее на обрешетку укладывают слой рубероида. Он предохраняет стальные листы от попадания на них водяных паров из помещения, благодаря чему на внутренней поверхности листов конденсат не образуется и увеличивается срок эксплуатации. Если кровлю из черного металла устраивают без основания из рубероида, то для предохранения от коррозии ее перед укладкой целесообразно снизу окрасить масляной краской.

Кровля из волнистых асбестоцементных листов. Для асбестоцементной кровли из волнистых листов используют мелкоразмерные и укрупненные листы. Первые имеют размер 680x1200 мм и массу примерно 9 кг. Один лист волнистой асбестоцементной кровли перекрывает 0,6 м2 площади крыши.

Преимущество применения укрупненных волнистых асбестоцементных листов по сравнению с мелкоразмерными листами состоит в том, что они покрывают 1,5 м крыши и имеют в два раза меньше стыковых соединений.

Обрешетку для мелкоразмерных асбестоцементных листов выполняют из деревянных брусков размером не менее 50x50 мм, для укрупненных — размером не менее 75x75 мм.

Плотное прилегание асбестоцементных листов друг к другу достигается, если при их установке делать смещение листов на одну волну в каждом последующем ряду ( 7.16,а) или со срезкой примыкающих углов при смещении продольных кромок во всех вышеуказанных листах

Часто при установке волнистых листов допускается ошибка, когда их укладывают с четырехкратным перехлестом угловых стыков. В таких стыковых соединения образуются щели и на чердак проникает снег и дождевая вода.

К деревянной обрешетке волнистые асбестоцементные листы крепят гвоздями или шурупами с мягкими прокладками, что позволяет герметизировать отверстия и уменьшить деформационные напряжения. Рекомендуется перед началом работ открытые шляпки гвоздей и головка шурупов покрыть олифой, масляной краской или эпоксидной смолой.

Кровля из черепицы. Одним из лучших кровельных материалов является черепица, которая не получила широкого распространения в строительстве из-за тяжеловесной ии большой трудоемкости при установке. Она долговечна, не требует ухода и имеет высокие архитектурные качества. При этом установка ее по обрешетке должна выполняться особенно тщательно.

Основанием для черепичной кровли служит обрешетка из деревянных брусков, прибиваемая гвоздями поперек стропил.

Разжелобки черепичных кровель покрывают оцинкованной листовой сталью. Напуск черепицы на стальную обделку делают не менее 150 мм, ширину разжелобка по низу — не менее 300 мм. При плоской ленточной черепице разжелобки можно покрывать двухслойным способом, ширина разжелобка в этом случае должна   быть не менее двойной ширины черепицы.