Теплоизоляционная наружная стена здания Российский патент 2022 года по МПК E04F13/77 

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкции теплоизоляционных панелей с улучшенными физико-техническими характеристиками, и может быть использовано для облицовки фасадов и повышения теплозащиты жилых, общественных и промышленных объектов инфраструктуры.

Известна наружная стена многоэтажного здания (патент RU №2308576 С2, МПК Е04С 2/00, опубл. 10.03.2007), принятая в качестве прототипа, включающая в себя наружный и внутренние конструктивные слои и средний теплоизоляционный слой. Слоистая стена снабжена теплоизоляционным слоем из воздухопроницаемого материала, размещенным на внутреннем конструктивным слое с внутренней стороны стены и имеющем коэффициент паропроницаемости ниже, чем у внутреннего конструктивного слоя и/или, по меньшей мере одним слоем из воздухопроницаемого материала, размещенным внутри стены между наружным конструктивным и средним теплоизоляционным слоями и/или слоем, размещенным между внутренним конструктивным и средним теплоизоляционным слоем, имеющим коэффициент паропроницаемости выше, чем у внутреннего конструктивного слоя. По меньшей мере, один слой из пенополиуретана выполнен напылением с повышением плотности слоя в направлении от поверхности, на которую осуществлено напыление.

Недостатком известной ограждающей конструкции является повышенный расход дорогостоящего материала теплоизоляционного слоя из вспененного пенополиуретана.

Главной причиной использования многослойных ограждающих конструкций является повышенные требования к тепловой защите зданий и сооружений. Утепление наружных стен привело к использованию различных искусственных материалов. Применение таких материалов, в том числе и вспененного полиуретана, в качестве утеплителей с целью достижения требуемого значения сопротивления теплопередачи приводит к увеличению толщины утепляющего слоя. Такая мера по энергосбережению не всегда является экономически эффективной, поскольку повышение сопротивления теплопередаче за счет увеличения толщины утеплителя может существенно увеличить себестоимость конструкции наружных стен. Такие затраты могут превысить экономию от увеличения теплозащитных свойств конструкции.

Задачей предлагаемого технического решения является создание ограждающей конструкции наружной стены здания, которая будет обеспечивать в условиях эксплуатации одинаковые тепловой режим и сопротивление теплопередачи независимо от климатических условий района строительства.

Технический результат изобретения заключается в повышении сопротивления наружной стены теплопередаче и в сокращении теплоизоляционного материала - вспененного пенополиуретана, а также в повышении эффективности теплозащиты зданий и в снижении тепловой нагрузки на систему отопления.

Технический результат достигается тем, что в известной слоистой наружной стене, включающей теплоизоляционный слой из пенополиуретана, расположенный с внутренней стороны стены, и внутренний отделочный материал, особенность заключается в том, что она дополнительно снабжена экранированной алюминиевой фольгой невентилируемой воздушной прослойкой, образованной между алюминиевой фольгой, приклеенной на теплоизоляционный слой, и внутренним отделочным материалом, выполненным из листового материала. Невентилируемая воздушная прослойка имеет толщину не менее 0,010 м., а в качестве внутреннего отделочного листового материала использован лист гипсокартона.

Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 показан разрез участка слоистой наружной стены, где приняты следующие обозначения: внутренний отделочный материал - 1, воздушная прослойка - 2, алюминиевая фольга - 3, пенополиуретановая плита - 4, известково-песчаный раствор - 5, наружный конструктивный слой- 6, цементно-песчаный раствор - 7.

Поставленная задача решается тем, что в слоистую наружную стену, включающую конструктивные наружный и теплоизоляционный слой, из пенополиуретановой плиты, введен дополнительный слой с экранированной невентилируемой воздушной прослойкой, размещенный с внутренней стороны стены.

Слоистая наружная стена включает наружный конструктивный слой 6, состоящий из кладки силикатного кирпича толщиной δ₆=0,510 м и плотностью γ₆=1800 кг/м³. С наружной стороны стена защищена цементно-песчаным раствором 7 толщиной δ₇=0,010 м и плотностью γ₇=1800 кг/м³. С внутренней стороны кладка оштукатурена известково-песчаным раствором 5 толщиной δ₅=0,020 м и плотностью γ₅=1600 кг/м³. Теплоизоляционный слой выполнен из напыляемого на листовой элемент пенополиуретана (γ₄=54 кг/м³) толщиной δ₄=0,015÷0,030 м и прикреплен к наружному конструктивному слою 6 с помощью металлических профилей и дюбелей. Алюминиевая фольга, толщиной не менее 0,00001 м, приклеена на пенополиуретановую плиту 4 после затвердевания напыленного пенополиуретана. Технические характеристики используемой фольги должны соответствовать государственному стандарту ГОСТ 618-2014. Клей разных составов может быть готовым или приготавливаться на месте. Главными критериями выбора клея являются: температурный диапазон должен совпадать с характеристиками напыленного пенополиуретана; адгезионные свойства, для более прочного соединения, должны быть высокими; материал должен быть нетоксичным. Для большей эффективности рекомендуется использовать полиуретановый (УР-600) клей. Стыки между листами фольги проклеены алюминиевым скотчем. В качестве внутреннего отделочного материала 1 использован лист гипсокартона толщиной δ₁=0,010 м и плотностью γ₁=1050 кг/м³, который крепится с помощью оцинкованных саморезов к профилям пенополиуретановой плиты 4. Между внутренним отделочным материалом 1 и алюминиевой фольгой 3 имеется воздушная прослойка 2 толщиной не менее δ₂=0,010 м, которая создается с помощью металлических профилей высотой не менее 0,04 м.

Обычный способ напыления пенополиуретана заключается в последовательном напылении нескольких слоев по 0,005÷0,010 м, суммарное значение слоя которого достигает 0,040÷0,060 м. Внесение дополнительного слоя из алюминиевой фольги 3 позволяет увеличить значение сопротивления теплопередаче, сократить расход напыляемого пенополиуретана и уменьшить его толщину.

Для подтверждения вышеуказанных выводов, проведено технико-экономическое сравнение двух теплоизоляционных систем. Первый вариант - возведение ограждающей конструкции по заявленному техническому решению с экранированной невентилируемой воздушной прослойкой. Второй вариант - обычное утепление зданий, в качестве примера принят многоэтажный жилой комплекс «Звезда», находящегося в г. Самара.

Результаты технико-экономического обоснования применения предложенного технического решения показаны в таблице 1.

Воздушная прослойка и экран в виде алюминиевой фольги дает возможность использования утеплителя - вспененного пенополиуретана, меньшей толщины, равной 0,030 м, и позволяет достигнуть экономического эффекта от ее использования.

Коэффициент паропроницания алюминиевой фольги ниже, чем у внутреннего отделочного слоя.

Использование в слоистой стене дополнительной экранированной невентилируемой воздушной прослойки позволили уменьшить толщину теплоизоляционного слоя стены и повысить ее сопротивление теплопередаче.

Поскольку капитальные вложения и эксплуатационные издержки при реализации первого варианта утепления наружной стены ниже по сравнению с реализацией второго варианта утепления, экономический эффект от применения конструкции, утепленной с помощью экранной теплоизоляции, является очевидным. Расчетный экономический эффект в этом случае составит:

Э_ф={С₂-С₁)T_н + (К₂-К₁)=

=(1037331-1032143)6,7 + (5374575-4540720) - 868614,6руб/год,

где Т_н - нормативный срок окупаемости требуемых капитальных вложений за счет уменьшения эксплуатационных затрат; С_i - сумма эксплуатационных затрат, руб.; К_i - сумма капитальных вложений, руб.

Эффективность капитальных вложений без приведения результатов к году оценки по сроку окупаемости обеспечена.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям наружных стен многоэтажных отапливаемых зданий. Технический результат заключается в повышении эффективности теплозащиты зданий. Слоистая наружная стена включает наружный конструктивный слой, а также теплоизоляционный и внутренний отделочный слои, разделенные экранированной невентилируемый воздушной прослойкой. Наружная стена снабжена дополнительным слоем из алюминиевой фольги, размещенным на теплоизоляционном слое с внутренней стороны. Внутренний отделочный слой выполнен из листовых элементов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Слоистая наружная стена, включающая теплоизоляционный слой из пенополиуретана, расположенный с внутренней стороны стены, и внутренний отделочный материал, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена экранированной алюминиевой фольгой невентилируемой воздушной прослойкой, образованной между алюминиевой фольгой, приклеенной на теплоизоляционный слой, и внутренним отделочным материалом, выполненным из листового материала.

2. Стена по п. 1, отличающаяся тем, что невентилируемая воздушная прослойка имеет толщину не менее 0,010 м.

3. Стена по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве внутреннего отделочного листового материала использован лист гипсокартона.