Что такое экструзия в строительстве
Энергоэффективный дом – утепление экструзионным пенополистиролом. Рекомендации специалиста
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
Это часть учебного курса по «Утеплению экструдированным пенополистиролом». Полностью пройти курс можно в Академии FORUMHOUSE.
Постоянное увеличение цен на энергоносители, желание возвести комфортный и экономичный дом привело к всплеску интереса к строительству энергоэффективного жилья. Но как разобраться в море утеплителей, ведь у каждого из них есть свои особенности? Экструзионный пенополистирол — материал, неизменно набирающий обороты на рынке утепления, и в этой статье при помощи специалистов мы поможем разобраться, как сделать расчёты при утеплении этим материалом.
Итак, мы рассмотрим:
Энергоэффективность: базовые принципы
У обычного, неподготовленного застройщика при упоминании словосочетания «энергоэффективное жилище» в голове возникает образ коттеджа премиального класса, требующего значительных вложений. Отсюда — нежелание вкладываться в строительство хорошо утеплённого и энергоэффективного дома.
Практика говорит об обратном. Если обобщить опыт, то можно сказать, что строительство энергоэффективного дома увеличивает смету строительства на 15-20%. При этом эксплуатация такого жилища, в среднем, обходится на 50-75% дешевле в сравнении с традиционным строительством.
Если построить энергоэффективный дом, то экономия вложенных в его строительство средств начинается уже в первый отопительный сезон.
Чтобы разобраться в базовых принципах строительства энергоэффективного дома, надо понять, на что в доме тратится энергия.
Основные потребители энергии — электроприборы, система ГВС и система отопления. Т.к. на территории нашей страны превалирует холодный климат, то львиная доля расходов (до 70%) в стандартном доме, с большими теплопотерями, уходит на отопление.
Основные источники теплопотерь в здании — пол, стены, окна, двери, кровля и система вентиляции.
«Мостик холода» — это конструкционная часть здания (бетонные перемычки, стыки в стенах и т.д.), через которые, из-за низкого термического сопротивления этого узла или материала, происходят теплопотери.
Для наглядности процентное соотношение теплопотерь представлено на следующем рисунке.
Об энергоэффективности дома можно судить по коэффициенту сезонного использования тепловой энергии – Е.
В европейских странах для определения класса энергоэффективности дома используется коэффициент ЕР. За отправную точку берётся ЕР = 1 и энергетический класс D, т.е. стандартный.
Основная задача по дополнительной теплоизоляции здания — повышение энергоэффективности и, как следствие, снижение затрат на отопление. Это приводит к экономии средств и снижению стоимости владения домом в долгосрочной перспективе.
Как выбрать утеплитель и рассчитать его толщину
Разобравшись в базовых характеристиках энергоэффективного дома, можно перейти к определению оптимальной толщины утеплителя. Судя по запросам на портале, это один из лидирующих вопросов среди наших пользователей при строительстве тёплого и комфортного дома.
Как уже говорилось выше, теплопотери через стены составляют около 20% от всех теплопотерь. Поэтому, чтобы утеплить дом, нужен качественный и долговечный утеплитель, который со временем не потеряет своих свойств. Чтобы его выбрать, нужно понять, какими качествами он должен обладать.
Эффективный утеплитель – это теплоизоляционный материал, который, обладая малой толщиной, повышает сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (обозначается R), т.е. препятствует переносу тепла из помещения с более высокой температурой (из комнаты) во внешнюю среду с более низкой температурой (на улицу).
Отталкиваясь от этого определения, мы переходим к теплопроводности, т.к. это — основная характеристика утеплителя. Коэффициент теплопроводности выражается в способности материала проводить тепло от более нагретой части к менее нагретой. Рассмотрим этот параметр более подробно.
Любой материал пропускает через себя тепловую энергию. Хороший пример – дерево и сталь. Если нагреть эти два материала, то сталь, из-за высокой теплопроводности, быстро нагреется, в то время как дерево, из-за более низкого коэффициента, останется тёплым. Для наглядности этого процесса представим себе сковородку с деревянной ручкой, поставленную на газовую плиту.
Идём далее. Коэффициент теплопроводности обозначается как λ. У каждого строительного материала – свой коэффициент теплопроводности. Этот коэффициент определяет количество тепловой энергии, проходящей за 1 секунду через 1 кв. м площади материала при разнице температуры в 1°С. λ измеряется — Вт/(м*°С).
Чем меньше коэффициент теплопроводности — (λ), тем меньше теплопередача, т.е. выше термическое сопротивление конструкции — (R). Это напрямую влияет на теплоизоляционные качества ограждающей конструкции.
Зная нормы по теплосопротивлению (R) для разных регионов России (в зависимости от климатической зоны) и коэффициент теплопроводности материала (λ), используемого при возведении стен, можно высчитать необходимую толщину утеплителя.
Таблица. Нормируемое тепловое сопротивление стен.
Примечание: для перекрытий и покрытий нормируемое тепловое сопротивление имеет другие значения. По нормам СП 50.13330 «Тепловая защита зданий» расчёт требуется делать для температуры + 20 °С. (В зимний период в жилых помещениях температура должна поддерживаться на уровне 18…22 °С).
Пример расчёта утепления дома экструзионным пенополистиролом (XPS)
За счёт своих характеристик — низкого коэффициента теплопроводности (0.028-0.034 Вт/(м*°С), высокой прочности на сжатие (200-1000 кПа) и минимального коэффициента водопоглощения (0.2-0.4%) – этот материал применяется для утепления следующих конструкций:
Зная, какие материалы применяются в конструкции стены, можно рассчитать её термическое сопротивление и соответствие нормам.
Например, возьмём стену, сложенную из полнотелого кирпича толщиной в 0.3 метра. По нормативам термическое сопротивление для стен в Московском регионе должно быть: R — 3.065 (м²*°С)/Вт. Отсюда, по формуле находим фактическое сопротивление теплопередачи кирпичной кладки.
d — толщина материала;
λ — коэффициент теплопроводности материала.
Rф = 0.3/0.81= 0.37 (м²*°С)/Вт
Отталкиваясь от этого значения, определяем разницу между нормативным и фактическим сопротивлением теплопередачи (Rт):
d — толщина утеплителя;
Rт — сопротивление теплопередаче;
λ — коэффициент теплопроводности утеплителя.
d = Rт * λ = 2.69 * 0.03 = 0.08 м
Переводим в см, округляем в большую сторону (с учетом кратности толщины выпускаемой теплоизоляции 10 мм) и получаем – 8 см.
Вывод: для приведения значения теплосопротивления кирпичной стены до нормируемого необходимо снаружи стены смонтировать слой экструзионного пенополистирола (XPS) толщиной в 80 мм.
Используя этот упрощённый алгоритм, можно самостоятельно рассчитать необходимую толщину утеплителя. Если конструкция стены состоит из нескольких слоёв, например – штукатурка-газобетон-теплоизоляция-облицовочный кирпич и т.д., то для расчёта и получения общего значения теплосопротивления стены (R) нужно сложить показатели каждого слоя.
Таким образом, тонкий слой утеплителя позволяет достичь требуемого норматива по теплосопротивлению ограждающих конструкций (R). А при утеплении изнутри, за счёт применения эффективного утепления, мы можем уменьшить общую толщину наращиваемой конструкции стены, при этом не «съедая» внутреннюю полезную площадь дома.
Инженерные системы энергоэффективного дома
Главный принцип строительства энергоэффективного дома — это сооружение герметичной (замкнутой), воздухонепроницаемой оболочки внутри здания. Т.е. — строительство своего рода дома-термоса, в котором всё тепло сохраняется и не выводится наружу за счет теплопереноса, который возможен при миграции воздушных масс в так называемых «дышащих стенах». Таким образом, предвидя вопрос застройщиков, можно сразу сказать, что т.н. «дыхание стен», т.е. воздухообмен, между внутренней и наружной средой, который якобы обеспечивает здоровый микроклимат в доме — миф! Несущие конструкции не должны «дышать» и пропускать воздух, они должны сохранять наше тепло внутри. За «дыхание дома» (удаление отработанного и поступление свежего воздуха) должны отвечать соответствующие системы.
Виниловые обои, слой штукатурки, ламинат, клинкерный кирпич и прочие отделочные материалы, даже простая масляная краска — уже сами по себе являются хорошими слоями, обеспечивающими герметичность системы. Поддерживать микроклимат в доме и обеспечивать приток свежего воздуха должна вентиляции, которую, к сожалению, забывают закладывать в проекты. Ведь от качества воздуха и скорости воздухообмена зависит самочувствие человека и уровень комфорта в доме. В коттедже с правильно смонтированной вентиляцией легко дышится.
Современные стандарты регламентируют: весь объём воздуха в жилом помещении должен полностью обновляться один раз за 60 мин.
Здесь кроется «подводный камень». Потери тепла через неэффективную систему вентиляции могут составлять свыше 30%. Т.е. — обеспечивая приток необходимого нам объёма воздуха зимой, мы «выбрасываем» наружу тепло и тратим дополнительную энергию на нагрев вновь поступившего воздуха.
Как поступить? Чтобы не сокращать объём поступающего воздуха, монтируем систему, которая станет подогревать холодный уличный воздух за счет отработанного воздуха, удаляемого из помещений. Эта система называется рекуператор, и она является одним из возможных вариантов устройства системы вентиляции в энергоэффективном доме.
Это часть учебного курса по «Утеплению экструдированным пенополистиролом». Полностью пройти курс можно в Академии FORUMHOUSE.
Применение экструзионного пенополистирола в утеплении частных домов
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
Статья подготовлена при участии специалистов компании ПЕНОПЛЭКС СПб
С ростом цен на энергоносители в частной строительной сфере особое внимание стали уделять вопросу энергоэффективности конструкций. Если раньше при строительстве своего дома будущие домовладельцы больше всего волновались за его прочность и долговечность, то сегодня наряду с этим жилье стремятся сделать более экономичным. То есть, заранее просчитывают, во сколько будет обходиться ежегодная эксплуатация дома. Ведь учитывая суровые климатические условия, расходы на отопление и кондиционирование могут выливаться в круглые суммы.
Чтобы минимизировать траты, необходимо сократить теплопотери сквозь ограждающие конструкции, для чего применяют различные теплоизоляционные материалы. Одним из таких утеплителей является экструдированный пенополистирол. Рассмотрим характеристики материала и сферу применения на базе экструдированного пенополистирола со специалистами компании ПЕНОПЛЭКС СПб.
Содержание
Чем обусловлена необходимость утепления
Количество теплопотерь сквозь ограждающие конструкции регламентируется нормативами (СП) и варьируется в зависимости от региона проживания. Еще на этапе выбора строительного материала необходимо выяснить, не будут ли превышены эти значения.
Для этого существуют специализированные программы и онлайн-калькуляторы, выполняющие теплотехнические расчеты на основании введенных данных. Полученные данные необходимо будет сравнить с нормативами для своего региона. Большинство стеновых материалов (кирпич, бетон, дерево и другие) характеризуются высоким коэффициентом теплопроводности. Поэтому, для создания требуемого теплосопротивления, необходимо либо значительно увеличивать толщину ограждающих конструкций, либо дополнительно использовать теплоизолирующие материалы – что, несомненно, выгоднее.
А свои защитные функции системы утепления начинают выполнять сразу: так, утепленный фасад в меньшей степени подвержен агрессивному воздействию внешней среды.
Важную роль дополнительная защита играет и для цоколя: прямой контакт с влажным грунтом грозит постепенным разрушением несущей конструкции.
Таким образом, утепление стен и цоколя необходимо как для предотвращения повышенных теплопотерь, так и для защиты и продления их срока службы.
Применение ЭППС для утепления различных частей конструкции
С учетом агрессивной рабочей среды к материалам, используемым для утепления цоколя, предъявляются повышенные требования.
На цоколь оказывается комплексное влияние:
Ввиду чего для материалов, применяемых в цокольных конструкциях, особо важны следующие характеристики: прочность, низкое водопоглощение, долговечность, биостойкость.
Всем этим требованиям соответствует экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS).
ЭППС – надежное решение для утепления цокольных зон. Это высокоэффективный теплоизоляционный материал, получаемый методом экструзии из полистирола. ЭППС представляет собой полимерный утеплитель с ячеистой структурой закрытого типа, предназначенный для применения в нагружаемых и ненагружаемых конструкциях. Характеризуется минимальной теплопроводностью – 0,032 Вт/(м•⁰С) и практически нулевым водопоглощением (структура материала из закрытых ячеек не дает воде проникнуть внутрь материала). Благодаря этому теплотехнические свойства ЭППС не изменяются на протяжении всего срока службы – а это более полувека (по результатам исследований в НИИСФ РААСН).
Сегодня на строительном рынке представлено много различных теплоизоляционных материалов, но в большинстве случаев из-за высоких показателей по водопоглащению данные материалы не смогут надежно теплоизолировать конструкцию цоколя. Основная причина – способность впитывать влагу, что отрицательно скажется на теплопроводности и надежности конструкции.
Помогите все же раз и навсегда разобраться с таким вопросом. Можно ли утеплить цоколь снаружи не ЭППС, а простым ПСБ? Готов перестраховаться и заложить 100 мм. Просто посчитал, что ЭППС получается в два раза дороже, да еще и при разной толщине.
Почему нецелесообразно заменять экструдированный пенополистирол на вспененный? Вспененный пенополистирол состоит из множества вспененных тонко-ячеистых гранул, спекшихся между собой. Внутри гранул пенополистирола есть микропоры, а между гранулами — пустоты. Поэтому, из-за своей структуры, вспененный пенополистирол способен поглощать воду в больших объемах, чем экструдированный.
Вспененный пенополистирол не рекомендуется применять для утепления цоколя или отмостки. Это связано с его способностью к водопоглащению. Для сравнения – ЭППС способен впитать всего 0,4-0,5 % от объема, тогда как у ПСБ этот показатель в несколько раз выше. А учитывая условия эксплуатации, это приведет к уменьшению теплоизолирующей способности материала с течением времени. Кроме того, влага, попавшая в плиты утеплителя, повлияет на срок службы финишного покрытия.
НИИСФ РААСН проводилось исследование по изменению теплопроводящей способности популярных теплоизоляционных материалов в конструкциях первых и цокольных этажей.
Сравнение коэффициента теплопроводности
Справочные данные (по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий») и в реальных условиях эксплуатации (по результатам испытаний НИИСФ РААСН
| оранжевый | Экструдированный пенополистирол |
| серый | Вспененный пенополистирол |
| желтый | Минеральная вата |
График показывает, что экструдированный пенополистирол сохраняет стабильные теплотехнические показатели в конструкциях первого и цокольного этажа, поэтому его и применяют для утепления фундамента, перекрытий, цоколя, отмостки, а также устройства дорожек и подъездных зон на пучинистых грунтах.
По результатам климатических испытаний СФТК, проведенных в Национальном Исследовательском Московском Государственном Строительном Университете, на базе ЭППС получено следующее заключение:
Один из участников FORUMHOUSE nadegniy высказал сомнение в целесообразности применения ЭППС на фасаде:
Применять ЭППС на фасаде категорически нельзя, потеряете фасад.
Несомненно, при монтаже ЭППС необходимо строго придерживаться рекомендаций производителя и норм действующих СП (СНиП).
ЭППС – что это такое, в чем отличие от пенопласта, плюсы и минусы материала
Довольно часто в статьях о теплоизоляции различных конструкций встречается аббревиатура ЭППС, что это такое и как расшифровывается, понятно не всем. Как и то, в чем преимущества материала перед другими утеплителями, какие у него слабые стороны, по каким критериям подбирать материал и как с ним работать. Тем, кто собирается строить дом, прокладывать коммуникации, делать отмостку или копать колодец, информация о нем непременно пригодится, так как этот универсальный теплоизолятор можно использовать практически везде.
Описание материала
ЭППС – это экструдированный (или экструзионный) пенополистирол. Если проще – пенопласт, но не обычный прессованный, легко распадающийся на мелкие белые шарики, а более плотный и прочный. Состав у этих материалов одинаковый, но ЭППС обладает улучшенными характеристиками благодаря особому способу производства, при котором подготовленная масса выдавливается через профилированные отверстия экструдеров. Сечение этих отверстий придает изделиям заданную форму.
Из экструдированного пенополистирола выпускают плиты, подложки, скорлупы для теплоизоляции труб, другие изделия, применяемые в строительстве для утепления и изоляции различных конструкций. А также декоративные элементы.
Самый популярный и распространённый продукт – плиты. Они бывают разной толщины, гладкие и рифлёные, с ровными и ступенчатыми торцевыми гранями. Последние обеспечивают монтаж без сквозных стыков, что очень важно при сплошном утеплении, так как исключает мостики холода.
Размеры плит каждый производитель устанавливает свои, но чаще всего их ширина равна 600 или 580 мм, а длина 1000, 1200 или 2400 мм. Количество плит в упаковке зависит от их толщины.
Технология производства
Большинство не связанных со стройиндустрией людей думают о ЭППС, что это тот же пенопласт, но плотнее. На самом деле отличий между прессованным и экструзионным пенополистиролом много, и связаны они с разными способами производства.
Измельчённый гранулированный полистирол перед расплавом смешивают с химическими веществами, улучшающими характеристики готового продукта, делая его более прочным, менее горючим и т.п. В расплавленную горячую массу вводят углекислый газ или другой образующий пену агент, который расширяется при снижении давления и температуры. Вспененная субстанция подаётся в экструдер и выдавливается из него через отверстие с заданными параметрами.
В случае с производством плит оно прямоугольное, и задаёт готовому изделию толщину и ширину. По длине сплошные полосы ЭППС распиливаются после остывания.
Отличия от пенопласта
Гранулы ЭППС гораздо мельче, чем у пенопласта, так как материал подвергается воздействию очень высоких температур и формируется под большим давлением. Их размер составляет десятые доли миллиметра, тогда как диаметр шариков пенопласта – несколько миллиметров.
Плотная мелкопористая структура делает материал гораздо более прочным и устойчивым к нагрузкам. Его не так просто сломать и почти невозможно раскрошить, так как сцепление между гранулами очень стойкое. При этом теплопроводность и паропроницаемость экструдированных плит даже ниже, чем у пенопласта.
Благодаря специальным антипиреновым добавкам, они дольше сопротивляются прямому воздействию огня, а плотная структура не особо привлекает грызунов и насекомых.
Плюсы и минусы
Полистирол – это полимерный материал, пластик, которому путём специальной обработки придаются особые свойства и структура. Поэтому, говоря про экструдированный полистирол, что это такое и какими характеристиками обладает, вполне можно сказать, что это пластмасса, но очень лёгкая и рыхлая. Соответственно, ей присущи все достоинства синтетических полимерных материалов. И ещё масса плюсов, связанных с особенностями структуры. Перечислим все.
Нельзя не упомянуть и о доступной цене этого материала, из-за которой его часто предпочитают другим утеплителям, игнорируя недостатки. А они у ЭППС тоже есть. Причём одно и то же его свойство в одной ситуации является неоспоримым достоинством, а в другой недостатком.
К примеру, низкая паропроницаемость делает его практически непригодным для утепления деревянных домов, так как полистирол запирает влагу в древесине, препятствует выветриванию конденсата. Что ведёт к намоканию деревянных конструкций, их гниению и постепенному разрушению.
Вторым важным минусом считается выделение из материала вредных и опасных для жизни и здоровья веществ при его нагревании выше 70 градусов. Сам по себе он считается слабогорючим, так как при воздействии огня трудно воспламеняется и почти не горит. Но плавится с образованием токсичного дыма, а именно он, а не огонь, является более частой причиной смертей при пожаре.
Будучи устойчивым к нагрузкам, экструдированный пенополистирол легко разрушается некоторыми химическими веществами неорганического происхождения, к которым относятся:
Поэтому при гидроизоляционных, покрасочных и других работах нужно внимательно отслеживать состав используемых материалов, если они будут контактировать с утеплителем.
Где применяется ЭППС
Описываемый материал применяется в самых разных сферах, но нас интересует, что такое ЭППС в строительстве. Это универсальный теплоизоляционный материал, которым утепляют практически все части зданий:
Утепление стен ЭППС рекомендуется делать снаружи либо применять его в качестве промежуточного слоя при кладке стен из кирпича и блоков.
Для наружного утепления стен используют как обычные плиты ЭППС, которые затем закрываются штукатуркой или навесным фасадом, так и декоративные сэндвич-панели, не требующие финишной отделки.
Помимо утепления основных конструктивных элементов зданий, плиты и другие изделия из ЭППС используют для теплоизоляции наземных и подземных трубопроводов, колодцев, септиков, кессонов, погребов, отапливаемых теплиц. Этот материал укладывают на черновое основание при устройстве водяного тёплого пола, используют в качестве несъёмной опалубки при возведении фундаментов и стен.