Теплоизоляция зданий. Данные для проектирования и их примене

Теплоизоляция зданий. Данные для проектирования и их примене
Теплоизоляция зданий. Данные для проектирования и их применение.
Нэш Г.Д.
перевод с английского
1964 г.

В книге описаны свойства теплоизоляционных материалов и методы их применения в строительных конструкциях. Изложены принципы проектирования и выполнения тепловой изо ляции для разных типов конструкций крыш, стен и полов Приводятся данные о стоимости устройства теплоизоляции и о трудовых затратах на ее выполнение.
Книга предназначена для проектировщиков и строителей зданий.



ПРЕДИСЛОВИЕ
Книга Нэша, Комри и Бротона издана в Англии четыре раза. Это объясняется, в первую очередь, тем, что пока не появлялось лучшего практического руководства по проектированию и выполнению теплоизоляции зданий. С другой стороны, это обусловлено и тем, что в Англии издан в 1957 г. закон о теплоизоляции промышленных зданий. Потребовалось популярное изложение основ теплоизоляции для широкого круга проектировщиков зданий.
Изданными в развитие этого закона правилами установлены максимальные величины коэффициентов теплопередачи для покрытий промышленных зданий и жилых домов, равные соответственно 1,46 и Г,22 ккал/м2 ч град, [248]. При этом полагается, что сумма сопротивлений теплопередаче на наружной и внутренней поверхности равна 0,175 м2 чград/ккал, а проемы из расчета исключены. Для наружных стен коэффициент теплопередачи не должен превышать 1,46 ккал/м2 ч град, когда сумма сопротивлений теплопередаче на поверхностях равна 0,202 м2 чград/ккал.^
Почти в три раза меньшие, чем в Англии, коэффициенты теплопередачи требуются законами скандинавских стран. Здесь для стен покрытий и полов первого этажа требуется коэффициент теплопередачи не более 0,5 ккал/м2 ч град, а для окон с двойным остеклением — не более 2,5 ккал/м2 ч град [246].
Для экономически выгодных толщин наружных ограждений значения коэффициентов теплопередачи меньше, чем требуется законами упомянутых стран. Поэтому дополнениями и разъяснениями к этим законам рекомендуется производить экономические вычисления наиболее выгодных толщин теплоизоляции [247]. В большей мере, чем в других странах, учтены экономические соображения при нормировании толщин теплоизоляции зданий в ФРГ. Согласно DJN-4108 наименьшие толщины стен одинаковы для трех климатических поясов, па которые разбита территория, занятая ФРГ и ГДР, если объемный вес бетонных изделий не превышает 800 кг/м3. При этом толщина панели без штукатурки для ячеистого бетона равна 19 см и для бетона на шлаках — 31 см. При объемном весе последнего, равном 1200—1400 кг\м%, толщина панели без штукатурки для 2-го и 3-го — более сурового пояса, равна 31 см.
Надо сказать, что пока не существует единого метода определения экономически наивыгоднейшей толщины теплоизоляции для наружных ограждений зданий. Очевидно, что исходные предпосылки (стоимость тепла, а также холода для кондиционирования помещений, сроки окупаемости и пр.), а, значит, и результаты вычислений экономических толщин, должны подвергаться периодическому пересмотру. Тем не менее такие вычисления будут всегда полезны для оценки более экономического распределения капитальных вложений в производство строительных материалов и в топливно-энергетическую промышленность в части потребностей для отопления и кондиционирования зданий [42].
При проектировании зданий важно сравнить экономическую эффективность разных типов теплоизоляции. В этом полезной окажется третья часть книги, где описаны разные типы конструкций теплоизоляции. Уместно отметить, что в Англии, США, Франции отражательная теплоизоляция оказывается не менее экономичной, чем другие виды теплоизоляции. Отражательная теплоизоляция особенно эффективна в покрытиях или перекрытиях при потоке тепла вниз. Это полезно иметь в виду при проектировании защиты от перегрева здании солнцем. Один лист отражательной теплоизоляции с воздушными прослойками толщиной по 40 мм над и под этим листом эффективнее сплошного слоя лучшей теплоизоляции толщиной 75 мм.
Алюминиевая фольга в конструкциях теплоизоляции может служить одновременно и как паронепроницаемый барьер. Поэтому отражательную теплоизоляцию можно успешно применять с любой стороны несущей части ограждения. Это свойство можно полезно использовать в крупнопанельном строительстве [128]. Панелями толщиной 12,5 см из 12 листов гофрированной фольги сделана теплоизоляция стен высотой 45 м и вращающегося купола диаметром 41 м в астрофизической обсерватории Калифорнийского технологического института [133].
Во второй части книги приводятся данные о материалах, которые широко применяются для теплоизоляции зданий не только в Англии, но и в других странах. Предусмотрены легкие бетоны на керамзите, термозите, вермикулите и природной пемзе. Отсутствуют данные о легких бетонах на диатомите и перлите. Очевидно, авторы не сочли нужным включать данные об этих бетонах ввиду недостатка исследований по их долговечности в строительных конструкциях и незначительного применения в строительстве. Так, например, в CIJJA, стране ранее и | больше всех производящей перлит, в 1960 г. было вспучено! перлита всего 2% от общего веса всех легких заполнителей [87]. В то же время количество керамзита было 52%, термозита — 25%, природной пемзы — 20%.
В этой части книги уделено должное внимание свойствам алюминиевой фольги и изделий из нее, ячеистым бетонам, стеклянной и минеральной вате в изделиях. Не приводятся данные о применяемых в последнее время в строительстве полистироле и полиуретане в виде изделий или легких заполнителей в бетонах [156]. Не учтены практические значения влажности и коэффициентов теплопроводности материалов в ограждающих конструкциях зданий. Поэтому заметно снижены и величины коэффициентов теплопередачи, показанные в таблицах конструкций наружных ограждений. Однако эти величины легко исправлять, поскольку в таблицах указаны термические сопротивления слоя теплоизоляции. Для исправления этих величин следует пользоваться указаниями Строительных норм и правил или другими достоверными данными.
Надо иметь в виду, что величины коэффициента теплопроводности материала внутри ограждения зависят от многих обстоятельств. Длительное время, нередко годы, происходит сушка материалов в конструкциях наружных ограждений [4]. Это зависит не только от начального влагосодержания материала, но и от типа конструкции ограждения, расположения пароизоляционных слоев, температурных условий внутри и вне здания, климатических условий, частоты косых дождей, величины свесов крыши. Особенно медленно, нередко за пять лет эксплуатации, не достигалась нормальная влажность в панелях из бетонов с золой, термозитом и перлитом. Наличие штукатурки снаружи и на внутренней поверхности ограждений препятствует сушке материалов.
На сушку материалов в ограждениях затрачивается дополнительное тепло. Но, главное, в помещениях в это время может оказаться затруднительным создание необходимых условий теплового комфорта. Поэтому в Англии не допускается укладка сырых бетонных блоков в конструкции наружных ограждений.
Для ускорения сушки конструкций предложено много методов и аппаратов. Особенно сильно ускоряется сушка конструкций совмещенных покрытий при помощи вентилируемых каналов. Уже через год достигается конечная влажность материалов покрытия, независимо от их начального влагосодержания. Каналы устраиваются в утеплителе или они образуются волнистым шифером или высоким фальцем, когда применяется кровельная сталь.
Различны не только длительности (2—5 лет и более) сушки материалов в конструкциях. Неодинаковы и средние значения влажности, близ которых затем продолжает колебаться влажность материалов в конструкциях. Эту влажность принимают для оценки коэффициентов теплопроводности при проектировании ограждений. Ее значение зависит от условий эксплуатации и типа конструкции. Поэтому для зданий из крупных блоков и панелей, в том числе из традиционных материалов, потребовались новые данные.
В апреле 1962 г. в Париже проходило совещание комиссии по теплофизическим характеристикам строительных материалов Международного совета по строительству (CJB). Согласно французским данным, влажности в % по объему должны быть следующими: для сплошного кирпича 0,5, полого кирпича 1%, плотного бетона 3%, термозитобетона 4%, автоклавного ячеистого бетона 6%. По данным ФРГ для всех бетонов можно принимать влажность равной 5% по объему. Шведскими нормативами для ячеистых бетонов, не защищенных от атмосферных воздействий, установлена расчетная' влажность 6% по весу, а для защищенных—4% по весу.
Влажность органических материалов в наружных стенах домов недавно предложено приближенно оценивать по двум значениям сорбционной влажности: одному при влажности воздуха 60% и другому — при 100% [45]. Прибавив к первому значению 2/5 разности между ними, получают среднюю влажность материала. В неблагоприятных условиях она равна максимальной сорбционной.
В совмещенных невентилируемых крышах влажность материала обычно больше, чем сказано выше. Например, после семилетней эксплуатации домов влажность термозитобетона | была равна 8—45%, газобетона—-5—35%, древесно-волокнистых плит— 15—50%. Ближе к фактической получается влажность, вычисленная предложенным у нас недавно методом [24]. Учитывается не только сорбция, но и возможность конденсации пара внутри конструкции в определенных климатических условиях. Определив влажность, находим и требуемое значение коэффициента теплопроводности, применяя эмпирически установленную его зависимость от влажности для данного материала.
Менее точные результаты получают, когда применяют средние для групп материалов величины роста теплопроводности с влажностью, приведенные, например, в DJN-52612. Для неорганических материалов принимают среднее увеличение коэффициента теплопроводности в 12% на Г% влажности (по объему), а для органических материалов — увеличение в 10% на 1% влажности (по весу). Согласно этому стандарту расчетные величины коэффициентов теплопроводности можно получать увеличением значений этих коэффициентов на 60% для всех сухих бетонов и других необожженных неорганических материалов, на 20% для материалов с растительными волокнами и пластмасс с открытыми порами, на 10% для материалов с минеральным волокном и пластмасс с закрытыми порами.
В первой части книги даны основные предпосылки для проектирования теплоизоляции зданий. Нетрудно заметить, что теоретические вопросы здесь излагаются элементарно, порой недостаточно строго и лишь в той мере, в какой это требуется для практического использования данных, помещенных во второй и третьей частях книги. Этот недостаток в значительной мере можно исправить, пользуясь составленной нами библиографией.
Мы надеемся, что книга окажется весьма полезной для широкого круга работников строительной индустрии разнообразной специализации и квалификации.


СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие

Часть I
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ
Введение ............
Теплопередача и назначение теплоизоляции ....
Термины и обозначения.........
Теплоизоляционный эффект воздушных прослоек или полостей Вычисление величины k (коэффициента теплопередачи) .
Изменение величины k.........
Величины k для полов первого этажа .....'.
Градиент температуры . ........
Экономичность изоляции • • . • •
Прочие соображения.........

Часть II
ТАБЛИЧНЫЕ ДАННЫЕ О МАТЕРИАЛАХ. ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ЗДАНИИ
Объяснительная записка ....
Алюминиевая фольга гладкая
Алюминиевая фольга армированная
Алюминиевая фольга комбинированная — гофрированая
Асбестовые маты......
Асбестовая изоляционная доска .
Асбестовое волокно сыпучее ....
Асбестовое волокно для набрызга
Плита из прессованной соломы (страмит) .
Бетон аэрированный.....'
Шлакобетон . .....
Бетон с вспученным вермикулитом , .
Бетон с вспученной глиной (керамзитобетон)
Бетон с вспененным шлаком (термознтобетон)
Бетон без мелких фракций (крупнопористый)
Бетон с пемзой . .....
Пробковая доска . .....
Пробка измельченная, натуральная или спеченн
Маты из морской травы.....
Вспученный вермикулит сыпучий .
Вспученный эбонит . . . . . . .
Войлок . . .....
Волокнистая изоляционная (строительная) доска
.Вспененный шлак (термозит)......
Маты из стеклянной ваты или стеклянного шелка на битуме
Стеклянная вата или стеклянный шелк — сыпучие
Маты из стеклянной ваты или стеклянного шелка .
Матрацы из стеклянной ваты или стеклянного шелка
Маты из стеклянной ваты или стеклянного шелка — прошитые
Плиты из стеклянной ваты или стеклянного шелка
Гипсовая сыпучая изоляция .....
Изоляционная гипсовая (штукатурная) доска .
Внутренняя и наружная теплая штукатурка
Шлаковая или минеральная вата ....
Матрацы или маты из шлаковой или минеральной в
Маты из шлаковой или минеральной ваты — прошитые .
Полужесткие плиты из шлаковой или минеральной ваты .
Древесно-стружечные плиты .......

Часть III
ТАБЛИЦЫ КОНСТРУКЦИЙ КРЫШ, СТЕН И ПЕРЕКРЫТИИ, СТОИМОСТЬ !И ВЕЛИЧИНЫ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ k
Ведомость базисных цен материалов и расценок на рабочую силу .
Руководящие указания, по исправлению сметной стоимости в связи с изменениями цен материалов и расценок на рабочую силу
Разъяснение к таблицам конструкций ........
Литература . ..
Была ли полезна информация?
Спасибо.
Особенно понравилась таблица материалов с описанием
Была ли полезна информация?
Читают тему (гостей: 1)
Форма ответов
Текст сообщения*
Загрузить файлы
Отправить Отменить