В нашей стране, вопросы энергосбережения занимают первоочередное значение.
Низкая энергоэффективность зданий связана не только с использованием дешёвых теплоизоляционных материалов.
Часто плохое утепление происходит из-за устаревших технологий, неквалифицированной работы строителей и недостаточного знания о плюсах и минусах различных способов и материалов для теплоизоляции.
Склады и складские комплексы важны для фермеров, промышленных предприятий и торговых центров. Любые помещения — производство, склад или офис — нуждаются в стабильной температуре и влажности круглый год.
Рост цен на энергию повышает коммунальные расходы и усиливает внимание к теплосбережению. Но экономия без учёта температурных и влажностных требований может повредить продукции или работе производства и даже привести к убыткам.
Некоторые виды деятельности, такие как, например, хладокомбинаты, мясокомбинаты, морозильные камеры, требуют создания в помещениях жестких температурных условий, что актуально и для хранилищ различной сельскохозяйственной продукции.
Некоторые производства, выделяющие много тепла, сталкиваются с проблемой конденсата из-за плохой теплоизоляции, что может привести к поломке дорогого оборудования.
В любом случае — для охлаждения или отопления помещения — эффективная теплоизоляция необходима.
Цель любой теплоизоляции - уменьшение коэффициента теплопроводности конструкций здания, поскольку теплопотери в любом здании определяются не столько разностью температур наружного и внутреннего воздуха, сколько теплопроводностью материалов, из которых он построен. Окружающая температура в условиях нашей страны предполагает ее изменение в пределах от -40 зимой до +40 в летний период, что самым непосредственным образом сказывается на микроклимате внутри помещений.
Использование климатической техники для поддержания нужных условий эффективно, но очень энергозатратно. Поэтому качественная теплоизоляция, снижающая расходы на отопление и охлаждение, просто необходима.
Требуемый уровень теплозащиты наружных ограждающих конструкций определяется требованиями СНиП 23-02-2003 и зависит как от типа здания, так и климатических условий его эксплуатации. При проектировании здания, в теплотехнических расчетах следует обязательно учитывать, что опорные элементы каркаса являются своеобразными мостиками холода.
Высокая теплопроводность конструкционных материалов приводит к образованию конденсата, промерзанию и повреждениям. В каркасных зданиях особенно важно тщательно заделывать щели и зазоры между элементами конструкции. Герметичность достигается надёжной гидроизоляцией и качественной обработкой стыков и примыканий обшивки. При сильном ветре помогают такие инженерные решения, как правильная ориентация здания и защитные посадки. Также эффективную теплозащиту обеспечивает использование термопрофиля.
Выбор утепления зависит от назначения здания, условий хранения и конструкции.
В настоящее время предлагаются различные системы утепления складских и производственных помещений:
- Утепление минеральной ватой бескаркасных арочных ангаров.
Минеральная вата типа URSA, обернутая в полипропиленовую пленку, укладывается во внутренний изгиб профиля с последующим креплением металлической лентой по всей окружности ангара. Наружной обшивкой является металлический профлист. Для предотвращения появления мостиков холода между ангарной конструкцией и профлистом прокладывается фанера.
Минусы такого утепления:
- Минеральная вата впитывает влагу, поэтому при неправильном монтаже или отсутствии качественной паро- и гидроизоляции материал может потерять теплоизоляционные свойства и начать гнить.
- Требуется точный и аккуратный монтаж, так как нарушенная целостность слоя снижает эффективность утепления.
- Со временем минвата может слеживаться и уменьшать толщину, что сказывается на теплопроводности.
- Необходимо учитывать дополнительную защиту от ветра, так как ветер может выдувать тепло через щели и неплотности.
- Утепление минеральной ватой по схеме: пароизоляция+ МинВата (50 мм)+Пенофол.
Данная схема утепления наиболее применима при повышенных требованиях к пожарной безопасности ангара. В этом случае используется монтаж теплоизоляции из рулонного минерального утеплителя (группа горючести НГ) с последующим закрытием его материалами типа Пенофол.
В данном случае в качестве утеплителя также выступают минераловатные плиты различной толщины либо плиты из спрессованной стекловаты или эковаты, а также минвата в рулонах.
Основным отличием от первого способа является использование в качестве лицевого покрытия второго слоя основного конструктивного элемента ангара из профлиста. Очевидно, что помимо теплоизолирующих свойств такой тип конструкции обладает большей прочностью.
Минусы такого утепления:
- Слой минеральной ваты в 50 мм может быть недостаточен для производств с особыми требованиями к теплу.
- Пенофол, хоть и отражает тепло, не обеспечивает полноценной теплоизоляции, поэтому его нельзя использовать отдельно.
- Высокая стоимость материалов и работ по сравнению с простым утеплением минеральной ватой.
- При нарушении пароизоляции возрастает риск образования конденсата внутри стены и порчи утеплителя.
- Без утепления.
Некоторые складские и производственные помещения строятся без специального утепления. Это может быть оправдано, если объект используется в условиях умеренного климата или для хранения товаров, которые не требуют строгого контроля температуры и влажности.
Минусы такого утепления:
- Большие тепловые потери и высокие затраты на отопление и охлаждение.
- Невозможность поддерживать стабильный микроклимат при строгих требованиях к температуре и влажности.
- Повышенный риск возникновения конденсата, плесени и разрушения конструкций.
- Снижение срока службы оборудования и продукции из-за невозможности контролировать условия хранения.
- Утепление с помощью сэндвич-панелей.
Сэндвич-панели — это многослойные конструкции, состоящие из двух жестких слоев (обычно металла) с утеплителем между ними, например, пенополистиролом или минеральной ватой. Они обеспечивают высокую теплоизоляцию, просты и быстры в монтаже, обладают хорошей прочностью и стойкостью к воздействию влаги. Благодаря панели создают надежный барьер от потерь тепла, обеспечивают контроль температуры и влажности внутри помещения при сравнительно невысоких затратах.
Использование сэндвич-панелей помогает также повысить энергоэффективность объекта, снижая расходы на отопление и охлаждение.
Минусы такого утепления:
Возможность образования «холодных мостиков» в местах стыков панелей при неправильной установке.
- Ограниченная гибкость в монтажных решениях — панели фиксированного размера и формы.
- Подверженность механическим повреждениям — при сильных ударах панели могут деформироваться.
- Со временем возможна потеря герметичности, что требует обслуживания и ремонта.
- Утепление пенополиуретаном.
Пенополиуретан (ППУ) — это легкий и прочный материал, созданный в Германии в 1937 году. Он состоит из двух жидких компонентов — полиола и изоцианата, которые смешиваются в специальном пистолете в строго определённых пропорциях и под конкретные задачи.
Благодаря низкой теплопроводности ППУ эффективно удерживает тепло, что помогает снизить затраты на отопление.
Материал невелик по весу, что облегчает транспортировку и монтаж, при этом он обладает высокой прочностью и выдерживает значительные нагрузки.
Пенополиуретан заполняет даже самые мелкие щели и трещины, предотвращая потерю тепла и проникновение влаги, что защищает помещение от проблем, связанных с сыростью.
Рассмотрим более подробно свойства различных утеплителей.
Все теплоизоляционные материалы должны отвечать определенным требованиям, основными из которых являются:
· прочностные характеристики, определяющие способность материала поддерживать заданные геометрические параметры, т. е. его надежность. К прочностным характеристикам можно отнести прочность на отрыв слоев, прочность на растяжение, сжатие и др.;
· теплопроводность - основной параметр, показывающий, насколько хорошо данный материал будет сохранять тепло. Согласно ГОСТу 16381-77 коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материал не должен быть выше 0,06 Вт/(м.К);
· горючесть материала, являющаяся наиболее значимой характеристикой для обеспечения пожарной безопасности любого строения.
· применение материалов, выделяющих при нагреве токсичные вещества или поддерживающих горение, строго ограничивается;
· паропроницаемость материала является необходимым условием правильной теплоизоляции.
Минеральная вата – наиболее распространенный и недорогой вид утеплителя. Если главным критерием при выборе теплоизоляции является цена, то использование в качестве теплоизоляции плит из минваты поможет на какое-то время решить проблему утепления.
Теплоизолирующие свойства любого материала определяются коэффициентом теплопроводности, чем меньше этот коэффициент, тем лучше материал сохраняет тепло. Утеплители из минваты, в среднем, имеют коэффициент теплопроводности около 0,032 Вт/(м.К).
При выборе сэндвич-панелей с минеральной ватой для утепления производственных или складских помещений стоит учитывать, что негорючей здесь является только сама вата. Клеевые составы, связывающие вату с обшивкой, не обладают огнестойкостью. Кроме того, минеральная вата может отставать от металлической обшивки из-за температурных перепадов.
Пенополистирол — более дешёвый и прочный теплоизолятор с хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами и низкой влагопоглощаемостью. Однако он плохо выдерживает воздействие солнечных лучей, растворителей, воды и замораживания, что ведёт к разрушению. Также пенополистирол привлекает грызунов и после 100 циклов замораживания-размораживания теряет свою структуру, создавая пустоты и снижая теплоизоляцию.
Наконец, самый популярный и эффективный для использования утеплитель, - пенополиуретан (ППУ). Высокая технологичность, превосходные теплоизоляционные характеристики, отсутствие гигроскопичности, высокая адгезия практически к любым строительным материалам, малый вес, химическая и термостойкость снискали этому замечательному материалу заслуженную признательность миллионов потребителей по всему миру.
Относится к трудногорючим материалам, тем не менее, степень огнестойкости зданий с применением ППУ не выше 4.
Сравнительные характеристики толщин теплоизоляционных материалов, соответствующих 100 см кирпичной кладки (коэффициент теплопроводности силикатного кирпича принят равным 0,64 Вт/м. С (плотность 1500кг/м):
Выбирая теплоизоляцию для производственного предприятия или помещения для хранения какой-либо продукции, следует тщательно взвесить все за и против такого решения.
Почти классическим примером можно назвать различные полимерные производства, технологические процессы в которых сопровождаются избыточным тепло- и паровыделением. Климат в таких производственных помещениях не только мешает работе и отражается на здоровье обслуживающего персонала. Конденсация влаги, т. н. «дождь с потолка» способен вывести из строя оборудование, привести к поломкам и авариям.
Выход один – ППУ. И все-таки, почему пенополиуретан?
Минераловатные плиты часто приводят к протечкам при оттепели, пенопласт держится чуть дольше. Только бесшовное пенополиуретановое покрытие может гарантированно решить проблему.
Многие владельцы загородных домов с минераловатным утеплением сталкиваются с его быстрой порчей из-за плохой пароизоляции и бытовой влажности. Для восстановления тепла приходится увеличивать слой ваты и менять пароизоляцию, что требует времени и денег.
Особенно строгие требования к утеплению в овощехранилищах и промышленных холодильниках, где нужны материалы, устойчивые к паропроницанию в обе стороны и не накапливающие влагу, чтобы сохранить теплоизоляцию.ионные свойства.
Говорить о применении в качестве утеплителя минераловатных плит при таких требованиях к теплоизоляции не имеет смысла, поскольку даже пенополистирольные плиты не обеспечивают в должной мере поддержание требуемых параметров, либо нуждаются в дополнительных конструкциях, что, опять-таки, связано с незапланированными затратами.
Несмотря на высокие теплоизолирующие свойства сэндвич-панелей, необходимость герметизации стыков, наличие крепежа, немалая толщина теплоизоляционного слоя, заставляют обратить внимание на технологии, лишенные вышеперечисленных недостатков, в первую очередь, на технологию напыляемого ППУ, с помощью которой во всем мире утепляется 95 % зданий промышленного назначения.
Пенополиуретановое напыление сочетает отличные теплоизоляционные свойства с высокой адгезией ко многим материалам, что исключает необходимость крепления и дополнительной отделки. Утеплитель повторяет форму конструкции, подходит для любых архитектурных решений и обеспечивает гидроизоляцию, защищая от протечек. Благодаря быстрой технологии возможно утеплить до 500 м² за смену.
При утеплении складов и производств важно также обеспечить ветрозащиту, пароизоляцию, качественную гидроизоляцию и вентиляцию между пленкой и металлической обшивкой.
В развитых странах мира технология напыляемого ППУ уже давно и успешно применяется. Высокая эффективность технологии при сравнительно низких затратах обусловили стремительный взлет популярности пенополиуретанового напыления и в нашей стране.
Применение технологии напыляемого ППУ для утепления складских и производственных помещений обеспечивает
· возрастание степени герметичности обработанных ППУ помещений (плотность слоя пенополиуретанового покрытия составляет от 40 до 120 кг/м3);
· повышение энергоэффективности в 1,7-2 раза;
· упрочнение несущих конструкций (прочность ППУ на изгиб – 0,59 Н/мм.2, на сжатие – 0,18 Н/мм.2) с высоким содержанием закрытых ячеек (до 90%);
· уменьшение значения коэффициента водопоглощения кровли и стеновых ограждающих конструкций (для ППУ этот коэффициент равен 1-3%), что оказывает существенное влияние на теплоизолирующие свойства конструкции;
· длительный срок эксплуатации (от 25 лет и выше);
· снижение затрат за счет меньшей трудоемкости и скорости проведения работ по напылению, а также низкими эксплуатационными расходами;
· независимость от погодных факторов, в отличие от других теплоизоляционных материалов, что позволяет использовать данный вид теплоизоляции даже на Крайнем Севере и во влажных прибрежных районах;
Подсчитано, что затраты ГСМ на отопление складов и производственных зданий, утепленных по данной технологии уменьшаются почти на 80%.
Отличная адгезия пенополиуретана (ППУ) к кирпичу, металлу, дереву и другим материалам делает его универсальным и эффективным утеплителем. ППУ значительно превосходит традиционные утеплители и применяется уже десятилетиями для фасадов, стен, крыш, холодильных камер, чердаков, герметизации стыков и других строительных задач, включая быстровозводимые здания.
Основными достоинствами ППУ можно назвать:
· низкий коэффициент теплопроводности (0,019÷0,029Вт/М*К);
· малый вес (40÷60кг/м3);
· отсутствие необходимости в специальном крепеже;
· исключительная адгезионная прочность;
· акустическая изоляция;
· антикоррозионная защита металлоконструкций;
· отсутствие мостиков холода и инфильтрации через щели и неплотности конструкции;
· применимость технологии к конструкциям любых геометрических очертаний и размеров;
· долговечность покрытий;
· высокая экологичность, подтвержденная санитарно-гигиеническими сертификатами (допустимо применение в холодильниках для хранения продовольственных продуктов)
Преимущество — снижение транспортных затрат: материалы доставляют в 200-литровых бочках, которые при напылении увеличиваются в объёме почти в 20 раз, всего из 4-х стандартных двухсотлитровых бочек с компонентами можно получить около 20 м3 готового покрытия.
Перед нанесением поверхность должна быть сухой, чистой и без следов коррозии, отслаивающихся покрытий и загрязнений.
Таким образом, единственно возможным решением в приведенных нами примерах, становится использование напыляемого ППУ.