Утепление. Теплоизоляционные материалы

Утепление дома

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Каждый человек, проектирующий или приобретающий себе жилье, хочет, чтобы в его доме было всегда тепло, уютно и светло. И чем реже светит солнце в его крае, чем короче и длиннее зима, тем больше хочется сделать окна так, чтобы каждый луч солнца смог проникнуть в комнату.

Однако очень часто эти желания неосуществимы. По сравнению со стенами теплозащитные качества окон значительно хуже. Кроме того, в зимнее время через притворы переплетов и стыки между оконной коробкой и стеной проникает холодный воздух, понижающий температуру внутри помещения и создающий зону теплового дискомфорта около окна. Из-за более низкой теплозащиты окон через 1 м их поверхности происходят теплопотери во много раз большие, чем через 1 м глухой части стены.

Несмотря на это, желание человека, находящегося в помещении, расширить свой контакт с окружающей средой остается весьма сильным. С этой целью постоянно разрабатываются новые конструкции окон, варианты возможного утепления и герметизации оконных проемов, позволяющие уменьшить теплопотери и сделать дом теплым.

Конструкция оконного блока состоит из свегопрозрачного материала — в жилых домах это обычно силикатное стекло толщиной 4—5 мм — и обрамляющих его элементов. В качестве обрамления используется чаще всего древесина, но может быть и алюминий, сталь, пластмасса, железобетон.

При установке оконных блоков, а также при утеплении

существующих следует учитывать, что стекло является теп-

лопроводным материалом  [коэффициент теплопроводности

0,76   Вт/(м'°С)].   Поэтому   основную  теплоизоляционную

способность у окон выполняют воздушные прослойки: чем

больше прослоек имеет окно, тем выше его теплозащитные

характеристики.

В   настоящее   время   наибольшее   распространение   в

индивидуальном и массовом строительстве получили дере-

вянные оконные блоки. Благодаря низкому коэффициенту теплопроводности древесины [для сосны поперек волокон = 0,14 ВТ/(м'°С)], возможности придания желаемых формы и цвета, невысокой стоимости обработки дерево широко

используется для изготовления типовых оконных конструкций и оконных блоков.

Наименьшими     теплозащитными     характеристиками

И обладают деревянные оконные блоки с одинарным остеклением   

Они  имеют   приведенное сопротивление теплопередаче 0,18 м2'°С/Вт и могут быть |использованы в районах со средней температурой наиболее

холодной пятидневки — 7°С. В средней полосе возможно устраивать одинарное остекление в домах, предназначенных для жилья в летнее время. В этом случае на зимний период |следует вставлять дополнительный переплет.

Деревянный оконный блок с двойным остеклением в

спаренных переплетах ( 6.1, б) благодаря воздушной

прослойке имеет более высокие теплозащитные качества

—  приведенное сопротивление  теплопередаче составляет

0,39 м2оС/Вт.

Наряду со спаренными переплетами деревянные окон-

ные блоки с двойным остеклением в раздельных переплетах

() являются той конструкцией, которая исполь-

зуется чаще всего для заполнения световых проемов. Окон-

ные блок с раздельным остеклением имеет лучшую теп-

лозащиту — приведенное сопротивление теплопередаче со-

ставляет 0,42 м2.оС/Вт, однако он требует большего рас-

хода древесины (приблизительно на 20%).

Высокими теплозащитными характеристиками обладают

деревянные оконные блоки с тройным остеклением в раздельно-спаренных переплетах  

Деревянные оконные блоки с четверным остеклением являются очень хорошей теплоизоляционной конструкцией (сопротивление теплопередаче 0,66 м2.оС/Вт). Однако из-за большой массы и стоимости они еще не имеют столь широкого применения, как рассмотренные выше конструкции.

Оконные блоки постоянно подвергаются всевозможным атмосферным воздействиям: дождю, снегу, солнечной радиации. Для увеличения срока службы блоков разработана конструкция деревянного оконного блока с облицовкой наружного переплета алюминиевым профилем ( 6.2) или с выполнением наружного переплета из алюминия.

Рациональным заполнением световых проемов являются стеклопакеты. Стеклопакеты состоят из двух или нескольких стекол, разделенных воздушными прослойками и герметично соединенных по контуру ( 6.3). В зависимости от соединения стекол стеклопакеты могут быть клееными,   паяными  или  сварными.   В  настоящее  время наиболее широкое применение получили клеевые стеклопакеты как наиболее индустриальные, экономичные и долговечные.

Целесообразность применения стеклопакетов в качестве заполнений световых проемов определяется наличием герметичной воздушной прослойки, заполненной обезвоженным воздухом. Стеклопакеты обладают высокими теплоизоляционными свойствами. Благодаря герметичности в воздушную прослойку не попадает влага, пыль, не ухудшается освещенность помещений. Толщина воздушных прослоек принимается 12—20 мм. Она фиксируется распорными рамками из глубокого алюминиевого профиля. Температурные зазоры между стеклом и переплетом заполняют нетвердеющими мастиками. Приведенное сопротивление теплопередаче двухслойных стеклопакетов в деревянных переплетах 0,36 м °С/Вт, а конструкции из двухслойного стеклопакета и одинарного остекления в раздельных деревянных переплетах — 0,53 м2'°С/Вт.

Высокой теплозащитой обладает конструкция оконного блока, состоящая из двух стеклопакетов. Его приведенное сопротивление составляет 0,67 м2'°С/Вт, что соответствует теплозащитной способности стены толщиной 38 см из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе.

Перспективным направлением остекления оконных проемов является применение специальных строительных стекол, позволяющих снизить теплопотери и повысить температуру на внутренней поверхности остекления в зимнее время.

В качестве солнцезащитного остекления применяют теплопоглощающие, теплоотражающие и нейтрально окрашенные стекла. При воздействии солнечной радиации на теплопоглощающие стекла происходит их сильный нагрев и термические деформации, отличающиеся от деформаций обычных строительных стекол. В связи с этим при заполнении световых проемов необходимо устраивать дополнительные компенсирующие прокладки. Из-за сильного нагрева самого стекла (его температура может превышать температуру окружающей среды на 20—40°С) его следует устанавливать только в наружном ряду при двойном остеклении. При этом в качестве внутреннего стекла целесообразно использовать теплоотражающее стекло. Такой вид остекления (теплопоглощающее и теплоотражающее стекла) весьма эффективен, так как в этом случае уменьшаются теплопотери в зимнее время и повышается температура на внутренней поверхности остекления.

Теплопоглощающие стекла выпускают двух видов — с пленочным покрытием и окрашенные в массе. В первом случае стекла приобретают свойства теплопоглощения за счет нанесения на их поверхность тонкой пленки из окисно-металлического покрытия электрохимической обработкой или распылением. Для заполнений оконных переплетов используют теплопоглощение стекла с окисно-оловянно-сурьмяным покрытием, покрытием из оксидов свинца и меди.

Теплопоглощающие стекла, окрашенные в массе, представляют собой обширную группу стекол, теплопоглощающие свойства которых появляются в результате введения в состав стекломассы оксидов железа, меди, цинка. Теплопоглощающие стекла обладают селективным пропусканием: они хорошо пропускают видимую часть спектра и слабо инфракрасную часть спектра.

Теплоотражающие стекла получают в результате нанесения на поверхность стекла тонких пленок из металлов и оксидов металлов распылением, химическим осаждением, электрохимической обработкой или термическим разложением. Отечественной промышленностью выпускаются стекла с теплоотражающими покрытиями из золота, серебpa, никеля, меди, алюминия, хрома, титана и их оксидов. Наилучшими теплоотражаюшими свойствами обладают стекла с покрытием из золота, но из-за их высокой стоимости они не получили широкого применения.

Наиболее перспективно заполнение световых проемов стеклопакетами с использованием уже рассмотренных специальных строительных стекол. В солнцезащитных пакетах могут применяться теплопоглощающие и теплоотра-жащие стекла. Очень эффективно использование теплоот-ражающих стекол с окисно-металлическими покрытиями. Теплоотражающее покрытие имеет малую прочность на истирание, а стекло, установленное покрытием внутрь пакета, не надо подвергать очистке, так как благодаря герметичности стеклопакета стекло не загрязняется со стороны межстекольного пространства. В перспективе, используя в стеклопакетах стекла с различными покрытиями, можно получить заданный спектр лучей, проникающих в помещение. Стеклопакеты могут применяться во всех случаях, когда используется обычное стекло или остекление специальными строительными стеклами.

Хорошие теплозащитные свойства и высокое сопротивление воздухопроницанию имеют бескоробчатые окна, установленные в однослойных керамзитобетонных панелях ( 6.4). В качестве коробки окна используют контур оконного проема панелей, который выполнен с учетом профиля примыкающих створок. При этом для уменьшения инфильтрации холодного воздуха применяют прокладки из пенополиуретана, устанавливаемые под наплавом внутренней створки, а также прокладки из пористой резины, устанавливаемые на керамзитобетонной коробке по периметру внутренней створки и под наплавом наружной створки. При такой конструкции окон необходимо строго соблюдать размеры оконного проема в керамзитобетонной панели. Такое конструктивное решение узла примыкания оконного заполнения к наружной панели позволяет экономить до 40% древесины на одно окно.

Исследования показали, что теплозащитные качества бескоробочных окон в панельных стенах не уступают широко распространенным ограждениям с окнами в деревянных коробках. Однако воздухопроницаемость конструкций с бескоробочными окнами в 1,5 раза меньше по сравнению с традиционными.

Одним из вариантов современных оконных конструкций является установка шумозащитных окон с раздельными переплетами с увеличенной до 6 мм толщиной стекол и уплотняющими прокладками в притворах внутреннего и янаружного переплетов с клапанами-глушителями. Для снижения теплопотерь через окна необходимо как можно лучше герметизировать соединения стекол с переплетами, притворы переплетов и форточек. В связи с этим исполь-зование герметичных окон с клапанами-глушителями, через которые регулируется вентиляция помещений, является прогрессивным решением на пути экономии затрат на отоп-ление и создание высокой звукоизоляции.

Вертикальные клапаны, как и узкая створка окна, обес-

печивают постоянное проветривание помещений. При рас-

положении приточного клапана в зоне действия восходящих

потоков   теплого   воздуха   от   отопительного   прибора   в

зимний   и   переходный   периоды   создаются   более   бла-

гоприятные параметры внутреннего воздуха, чем при про-

ветривании через форточки.

Перспективным направлением экономии теплоэнергии

и ресурсов становится применение пластмассовых оконных

блоков. Высокой герметичностью, стойкостью к атмосфер-

ным воздействиям обладают рамы и оконные переплеты,

изготовленные из поливинилхлорида   (ПВХ). Повышению

тепловой изоляции способствуют невысокий коэффициент

теплопроводности и конструктивное решение пластмассо-

вого окна — часть профилей образуют замкнутые объема,

заполненные    воздухом,    также    имеющим    низкий    ко-

эффициент теплопроводности. Кроме того, в пластмассовых

оконных блоках используют уплотняющие прокладки из износостойкой резины. В странах Западной Европы пластмассовые оконные блоки оттеснили деревянные, в частности, в ФРГ 42% оконных блоков выпускается из ПВХ.