Франк Нипель

Мастеру на все руки

Нипель Ф. Мастеру на все руки. Кн. 2. Пер. с нем. под ред. канд. техн. наук Г. В. Севериновой. М.: Мир, 1993.
Перевод Г. Г. Гречушниковой (гл. 14, 17).

Изоляция и уплотнение

с. 142 Все меры, затрудняющие теплопередачу через строительные конструкции (стены, потолки, крышу и др.), относят к теплоизоляционным мерам. Под уплотнением понимают меры, которые препятствуют уходу теплого воздуха из помещения. В принципе, теплоизоляция нужна только там, где есть отопление. Широко распространенное мнение, будто теплоизоляция может препятствовать проникновению холода в дом, физически неверно. Она предназначается для уменьшения потока тепла, который при низких наружных температурах всегда идет изнутри наружу. Чем больше разница температур между двумя помещениями или между внутренним и наружным воздухом, тем выше потери тепла и тем эффективнее должно быть устройство теплоизоляции.

В последние годы соответствующие меры пропагандируются промышленностью и государственными службами и даже частично финансируются государством. Поскольку уплотнению и изоляции в большинстве случаев подвергаются существующие конструкции, заранее должно быть известно действие этих мер. Расчеты эффективности очень трудны, так как экономия энергии зависит от многих факторов, например, климата, применяемых строительных материалов, системы отопления, жилья и т. п. Рекомендации по расчетам теплоизоляции и уплотнения часто исходят из предпосылок, что эти факторы можно не учитывать.

Во всех случаях при устройстве изоляции и уплотнения ни в коем случае нельзя пренебрегать зависимостью между теплопроводностью, диффузией водяного пара и звукоизоляцией, чтобы избежать повреждений здания и связанных с этим неприятностей.

Ниже приведены разъяснения, где необходимо применять теплоизоляцию, а где — уплотнение, и какие средства для этого следует использовать. Отдельные изоляционные материалы и средства уплотнения, их свойства и способы получения описаны в гл. 7.

Наружная изоляция часто не дает ожидаемого эффекта. Потери тепла наружными стенами отдельно стоящего дома составляют в среднем только около 35 % всех потерь тепла. Они зависят от теплопроводности использованных при их возведении строительных материалов и от толщины стен. Для материалов с высокой теплопроводностью (например, бетона) последующая изоляция может быть довольно выгодной, а для материалов с незначительной теплопроводностью эффективность ее весьма сомнительна.

Наружную изоляцию можно устроить путем нанесения термоизоляции (термопленки) или посредством внутреннего проветривания фасада. Термопленка отделяет изоляционный слой от стены, которую покрывают сеткой для нанесения тонкого слоя штукатурки (рис. 11). Поскольку летом тепло не передается от изоляции стене, в слое штукатурки возникают очень высокие температуры, которые могут вызывать повреждения. Слой штукатурки не должен препятствовать диффузии водяного пара изнутри наружу. Некоторые термопленки непрочны и при манипуляциях легко повреждаются. Поэтому индивидуальные застройщики должны наносить термопленку только под руководством специалистов или вообще поручить это дело профессионалам.

Рис. 11. Меры улучшения теплоизоляционных свойств стен.
1 — проветриваемые фасады; 2 — термооболочка (1 — штукатурка, 2 — армирующая сетка, 3 — изоляция, 4 — стена); 3 — промежуточная изоляция; 4 — внутренняя изоляция; 5 — внутренняя изоляция с гипсокартонными плитами; 6 — внутренняя изоляция с планками войлока и обшивкой досками.

Легче устроить внутреннее проветривание фасада, чтобы между слоем изоляции и обшивкой фасада циркулировал воздух; в этом случае исключается намокание изоляции при диффузии водяного пара. Устройство внутреннего проветривания фасада наиболее подходит для индивидуального строительства.

Благодаря наружной изоляции отдача тепла изнутри наружу, как указывалось выше, замедляется; однако освещаемые солнцем стены утрачивают при этом способность аккумулировать солнечное излучение.

При использовании для наружной изоляции не представляют проблем изоляционные материалы, имеющие такую же паропроницаемость, как стены, т. е. обладающие незначительным сопротивлением диффузии. Проблемы могут возникать при использовании материалов с высоким сопротивлением диффузии, например, плит из жесткого пенопласта. В этом случае расчеты должен выполнять архитектор.

Выполнение наружной изоляции целесообразно потому, что при этом полностью сохраняется способность стен аккумулировать тепло в помещениях, так что они играют роль регуляторов температуры и с. 143 микроклимата внутри помещений (рис. 12).

Рис. 12. Изменение температуры по поперечному сечению наружной стены.
1 — неизолированная стена; 2 — наружная изоляция; 3 — внутренняя изоляция; 4 — сердцевинная (промежуточная) изоляция.

Внутренняя изоляция (рис. 11) препятствует аккумулированию тепла помещения в стенах. Благодаря этому сокращается время нагрева, однако так же быстро помещение и остывает. Тепловые мосты (см. ниже) нельзя устранять за счет внутренней изоляции.

Строительный элемент с низким сопротивлением диффузии всегда необходимо располагать снаружи, с более высоким — внутри. Это означает, что изоляция плитами из жесткого пенопласта, как правило, решает проблемы. Если изоляционный материал с низким сопротивлением диффузии наносят изнутри, то может произойти пропитывание влагой как изоляционного материала, так и стен, прежде всего в помещениях с повышенным содержанием влаги, таких, как кухни и ванные. Поэтому в таких помещениях следует наносить изоляционные материалы, тормозящие или блокирующие проникновение пара, которые совершенно или в основном прекращают процесс увлажнения. Наиболее подходящими являются изоляционные материалы, которые имеют такое же высокое сопротивление диффузии, как и у стены, например, плиты из пробки или легкие строительные плиты для изоляции кирпичной кладки стен.

При двухкаркасной конструкции построек, распространенной, главным образом, в Северной Германии, воздушное пространство между каркасами можно заполнять изоляционным материалом (рис. 11), например, перлитом, стирольной волокнистой массой или шлаком. Благодаря такой конструкции внутренние стены сохраняют способность аккумулировать тепло, однако при возникновении повреждений эта конструкция требует значительных расходов на ремонт.

Если в новом здании с двухкаркасными стенами планируют вентиляцию между изоляционным материалом и лицевой стеной, то такую сердцевинную изоляцию в принципе можно считать проветриваемой.

Тепловые мосты — это элементы строительных конструкций, таких, как бетонные перекрытия, балконы и террасы, которые отдают наружу тепло значительно лучше других. Вот почему температура с. 144 поверхностей в местах тепловых мостов обычно значительно ниже; на них возможно выпадение конденсата и поражение плесенью или грибком. Однако образования плесени часто можно избежать путем уменьшения влажности воздуха. Применение фунгицидов не устраняет причин возникновения плесени; кроме того, эти вещества ядовиты и вредны для здоровья. Исключению тепловых мостов необходимо придавать большое значение при проектировании постройки, так как последующее их устранение затруднительно, а порой невозможно.

Наружная изоляция устраняет тепловые мосты, возникающие при устройстве бетонных перекрытий. Высокий плинтус из дерева или полимерного материала, наполненный изоляцией, может решить проблему потерь тепла в области пола. В области потолка целесообразно установить рейки из жесткого пенопласта, которые могут быть использованы для архитектурного оформления потолка (устройства карниза) без нанесения ущерба внешнему виду помещения.

Для радиаторных систем характерны большие потери тепла (если они расположены в нишах наружных стен), так как толщина стен здесь меньше, а температура поверхности существенно выше.

В любом случае здесь целесообразна изоляция. Если трубы и радиаторы, уже установлены и устройство изоляции затруднено, на стене за радиатором следует установить отражающую фольгу, которая не обладает хорошими изоляционными свойствами, но эффективно отражает тепло излучения. При выполнении любых мер по устройству изоляции следует обращать внимание на то, чтобы между радиаторами и поверхностью стены оставался зазор не менее 2 см.

Короба свертывающихся жалюзи также вызывают потери тепла, поэтому короба необходимо по возможности обшивать плитами из изоляционного материала.

При монтаже новых окон и дверей их коробки необходимо тотчас же хорошо проконопатить, так как последующая установка тонких полос пенопласта даст лишь незначительный изолирующий эффект.

Трубы горячей воды не следует прокладывать при строительстве нового здания в наружных стенах, но в любом случае им нужна хорошая теплоизоляция (трубчатая оболочка, минеральная шерсть или хорошо заизолированный перед укладкой канал). Возможна дополнительная изоляция прокладываемого трубопровода сборной изоляцией в виде предварительно изготовленных элементов трубчатой оболочки из различных нетеплопроводных конструкционных материалов или минерального волокна, которые должны хорошо прилегать к трубам.

Если в подвале преобладает низкая температура, то изоляция его стен от земли не нужна. При влажной атмосфере подвала внутренняя изоляция его стен нецелесообразна. Пол подвала следует теплоизолировать только в тех случаях, когда подвал представляет собой отапливаемое помещение или когда помещения над или под ним в тепле не нуждаются. Если над потолком находится жилое помещение, то большая часть поднимающегося тепла идет ему на пользу.

«Плавающие», как и бесшовные полы на изолированном основании или «плавающий» деревянный пол, устраиваемые по толстым плитам из изоляционного материала, заполняющего пространство между балками или уложенного по перекрытию, могут ограничить потери тепла. При этом изоляция может находиться на теплой или на холодной стороне.

Покрытие пола, как указывалось выше, почти постоянно находится в контакте с человеком, при этом потери тепла вследствие прямой теплоотдачи могут быть велики, и легко простудиться. Поэтому неприемлемы бетонные полы.

Более удобны деревянные полы, покрытия из пробки или войлока, ковровые покрытия из природных материалов, таких, как кокосовое волокно или шерсть. Пригодность различных материалов для покрытий полов можно установить по их «наполнению теплом». Если температура контакта высока, то данный материал отнимает от тела лишь небольшое количество тепла.

Крышу следует изолировать, если отапливаются помещения, лежащие непосредственно под ней. Здесь возможна последующая изоляция собственными силами.

Если в дальнейшем предполагается ремонт или демонтаж крыши, то имеет смысл изолировать ее наклонные поверхности, чтобы пространство под крышей можно было использовать; для этого достаточно проложить плиты с изоляцией.

Занавеси и гардины тоже могут значительно уменьшить потери тепла через окно ночью, так как между ними и поверхностью окна образуется неподвижный слой воздуха, который действует как теплоизоляция. Чем толще и ворсистее занавеси, тем лучше их теплозащитный эффект. Однако занавеси не должны покрывать радиаторы, так как при этом увеличиваются потери тепла (рис. 13). Зимой же они не должны препятствовать проникновению в помещение солнечного излучения.

Рис. 13. Влияние свертывающихся жалюзи и занавесей на потери тепла через окна.

Ставни действуют как изоляция благодаря образованию неподвижного слоя воздуха, даже если они не плотно с. 145 прикреплены. Свертывающиеся жалюзи изготавливают из дерева, полимерных материалов и металла; при этом деревянные ставни дают лучший теплоизоляционный эффект. Складные ставни из дерева обладают повышенными собственными изоляционными свойствами благодаря значительной толщине материала; это компенсирует потери из-за неплотного их закрытия.

Специальные изоляционные ставни содержат в середине изоляционный материал, благодаря которому можно значительно уменьшить теплопотери. С помощью занавесей и свертывающихся жалюзи как и ставен, можно существенно уменьшить потери тепла через окна (рис. 13).

У старых окон и дверей много тепла теряется прежде всего из-за плохого уплотнения. Уплотнения каждый может сделать сам, но они амортизируются очень быстро. Уплотнение помогает не всегда; многое зависит от остекления и материала (их влияние на теплоизоляцию рассматривается в гл. 21).

Двери изготавливаются из различных материалов с изоляционной прослойкой или без нее. Стеклянные двери в качестве наружных устанавливать не следует.

Ветроулавливатели могут содействовать экономии энергии, так как они действуют как буферы тепла и холода.

Длительное проветривание с распахнутыми окнами расточительно. Рекомендуется ударное проветривание, при котором окна (а возможно, и двери) полностью открываются на 5÷10 мин. Поскольку теплоемкость воздуха невелика (в 1000 м3 воздуха аккумулируется примерно столько же тепла, сколько в 1 м3 кирпичной стены), при проветривании теряется относительно небольшое количество тепла.