Termoizoliacinės medžiagos, jų klasifikacija
TURINYS
ĮVADAS 3
Naudojamos šiltinimo medžiagos 4
Polistireninis putplastis 4
Neoporas 5
Termoizoliacija iš mineralinės vatos gaminių 6
Mineralinės vatos gaminių projektinių šilumos laidumo koeficiento verčių nustatymas 7
Vėdinamųjų fasadų įrengimas 10
IŠVADOS 11
LITERATŪROS SĄRAŠAS
ĮVADAS
Dėl šilumos energijos taupymo poreikio per 10 pastarųjų metų statomų ir renovuojamų pastatų išorės atitvaros mūsų šalyje labai pakito. Dabar jos esti sudėtingesnės, joms vartojama daugiau šilumos izoliuojamųjų medžiagų, sudėtingesnės ir brangesnės statybos technologijos. Projektuotojai bei statybininkai siūlo įvairias pastatų apšiltinimo sistemas su įvairiomis šiltinamosiomis medžiagomis. Įrodinėjama, kad tos sistemos ir joms naudojamos medžiagos tinkamos, patikrintos laboratorijose, bei sertifikuotos.
Pastatų šilumos nuostolių analizė rodo, kad projektiniai-teoriniai šilumos energijos nuostoliai kartais labai skiriasi nuo realių. Kaip pavyzdį galima paminėti vieną Vilniaus mokyklą. Iki renovacijos jai apšildyti buvo sunaudojama 1 115 010 kWh/a šilumos energijos, po renovacijos – 500 750 kWh/a. Mokykloje tapo šilčiau, realiai sutaupant 614 260 kWh/a, nors renovacijos projekte buvo numatyta sutaupyti 1 076 445 kWh/a šilumos energijos, vos ne visą šilumos energijos kiekį, kurį mokykla suvartodavo iki tol. Matome, kad projektinė šilumos energijos ekonomija turėjo būti beveik dvigubai didesnė už faktinę. Panašių neatitikimų ir kituose objektuose.
Nereti atvejai, kai pastatuose dėl didelio oro drėgnumo veisiasi pelėsiniai grybai, patalpose susidaro didelis anglies dvideginio kiekis. Tai turi įtakos žmonių sveikatai, darbingumui, mokymuisi, poilsiui ir pan.
Siekiant patalpas pašiltinti pirmiausia stengiamasi jas užsandarinti. Sandariose patalpose tikrai tampa šilčiau, tačiau didėja oro santykinis drėgnumas, ima veistis pelėsis, didėja anglies dvideginio koncentracija. Tad pastatus būtina sandarinti saikingai.
Šiltinant stambiaplokščių gyvenamųjų namų sienas, būtina šiltinti ne tik išorines sienas, bet ir 50 cm lubų bei vidaus sienų kraštus, kurie liečiasi su išorine siena. Langų, durų angokraščius būtina apšiltinti ištisai. Prieš pradedant darbus visus pelėsinius grybus būtina kruopščiai išnaikinti. Šiltinimo medžiagas būtina klijuoti ištisai, nepaliekant jokių oro tarpų tarp šiltinimo plokščių, taip pat jokių skiedinių, klijų ar medinių tašų. Neišvengiamus plyšius reik užpildyti tik termoizoliacine medžiaga.
Naudojamos šiltinimo medžiagos
Polistireninis putplastis
Pagrindinės termoizoliacinės medžiagos naudojamos statybose yra polistireninis putplastis bei akmens , stiklo pluošto vata.
Putplastis yra termoizoliacinė medžiaga,išsiskirianti puikiu kainos ir efektyvumo santykiu. Polistireninis putplastis gaminamas iš plėtriojo polistireno (EPS), kurį 1950 m. Pirmąkart susintetino BASF bendrovė Vokietijoje.
Bazinė EPS medžiaga yra stirolas. Polimerizacijoj dalyvaujant pentanui, gaunama EPS medžiaga.
Polistireninį putplastį sudaro 98 % oro ir 2 % polistireno. Oras įskliaustas į uždaras 0,2-0,5 mm skersmens akeles, kurių sienelių storis siekia 0,001 mm. oras yra blogas šilumos laidininkas, todėl jis laiduoja puikias polistireninio putplasčio termoizoliacines savybes. Kadangi oras iš akelių nesisklaido, termoizoliacinis poveikis išlieka pastovus. Polistireninio putplasčio gaminiams paprastai būdingas 0,03-0,045 W/mK šilumos laidumas.
Visoms medžiagoms būdingas tam tikras matmenų pokytis. Putplasčio matmenys kinta dėl temperatūros poveikio, vėlyvosios susitraukties ir mechaninės apkrovos. Putplasčio terminio plėtimosi koeficientas yra 0,05-0,07 mm vienam metrui kas vieną laipsnį Celsijaus.
Putplastis nėra higroskopinis. Įmirkis panardinus į vandenį nedidelis – 15-30 kg/m³. Ilgalaikis mirkymas difuzinės absorbcijos būdu neviršija 3 %.
Polistireninio putplasčio taikymas neriboja jokia žemutinė temperatūros riba. Į temperatūrų svyravimų sukeliamus matmenų pokyčius atsižvelgtina projektavimo stadijoje. Esant aukštoms temperatūroms priklauso nuo poveikio trukmės ir mechaninės apkrovos. Nesant apkrovos, polistireninis putplastis gali trumpai atlaikyti gerokai aukštesnės negu 100 º C temperatūros poveikį.
Lietuvoje, kaip ir Vokietijoje, Lenkijoje bei daugelyje kitų Europos sąjungos šalių, statyboje galima naudoti tiktai putplastį su nedegumo priedais. Toks putplastis žymimas indeksu F ir priklauso sunkiai užsiliepsnojančių medžiagų klasei. Veikiamas liepsnos traukiasi neužsidegdamas. Ilgiau veikiamas liepsnos, jis užsidega, tačiau liepsna paviršiumi sklinda itin lėtai. Pašalinus liepsnos šaltinį putplastis F liaujasi degęs. Nelieka ir jokio rusenimo.
Putplastis nepūva ir yra atsparus senėjimui, tačiau veikiamas ultravioletinių spindulių pagelsta ir darosi trapus, todėl šiltinant išorėje ar viduje kur gausu saules spindulių putplastį be apdailos saulėtu metų laiku laikyti ilgiau nei mėnesį nerekomenduojama dėl gresiančios erozijos.
Polistireninis putplastis neturi liestis su ardančiomis jį medžiagomis. Atsparus šioms medžiagoms :
Jūros vandeniui, druskingiems skiediniams, kalkėms, cementui, gipsui, anhidridui, natrio ir kalio šarmams, gesintoms kalkėms, muilui, drėkinamiems tirpalams, 35 %druskos rūgščiai, iki 50 % azoto rūgščiai, sieros rūgščiai iki 95 %, atskiestoms ir silpnoms muilo ir anglies rūgštims, pelkių vandeniui, druskoms ir trąšoms (statybinei salietrai), bitumui, pienui, silikono alyvai, amoniakui, sąlygiškai atsparus augaliniam aliejui, parafininei alyvai, vazelinui, dyzelinei alyvai, metilo ir etilo spiritui.
Neatsparus :
Šaltam bitumui ir bituminiam glaistui su skiedikliais, degutui, degutiniam tepalui, pikiui, organiniams skiedikliams,acetonui, acto esencijai, benzolui, ksilolui, trichloretilenui, lako skiedikliams, terpentinui, sotiesiems angliavandeniliams :cikloheksanui, vaitspiritui, karbiuratoriniams ir dyzeliniams degalams.
Putplastis yra biologikai neutralus, t. y. nekenkia nei aplinkai nei sveikatai. Jis nėra radioaktyvus nes nėra formaldehido.netinka gyvoms būtybėms kaip maistas todėl jis nėra maitinamoji pelėsių ar puvimo bakterijų terpė.
Kiekvienas gamintojas rekomenduoja savo gaminius kaip tinkamiausius polistirolo klijavimui ir armavimui, tačiau asociacija yra paskelbusi bendras polistirolo apdirbimo taisykles.
Žinomiausi apdirbimo ir apdailos gamintojai kaip ”Caparol“, „Dufa“, „Knauf“, „Atlas“, „Greinplast“ ir kiti.
Neoporas
Neseniai Vokietijos akcinė bendrovė BASF ėmė tiekti tobulesnę plėtriojo polistireno atmainą – pilkšvąjį neoporą. Polistereninis putplastis iš neopoto pasižymi esmingai geresnėmis izoliacinėmis savybėmis esant mažesniems tankams, taip pat tuo, kad tas pats izoliacinis efektas pasiekiamas daug mažesnėmis žaliavos sąnaudomis ir mažesniais izoliacinės medžiagos kiekiais.
Polistireninis putplastis iš neopoto atitinka 0,030 šilumos laidumo grupės pagal LST 1583 reikalavimus jau 12 kg/m3 tankio sąlygomis. Tradicinio polistireninio putplasčio atveju tam reikėtų dvigubai daugiau žaliavos. Ekonašumo analizė rodo, kad neoporas už baltąją medžiagą ekologiškesnis. Neoporas priklauso sunkiai užsiliepsnojančių statybinių medžiagų klasei. Savo kitomis savybėmis jis panašus į tradicinį baltąjį polistireninį putplastį.
Bandymai rodo, kad polistireninio putplasčio techninės charakteristikos atitinka aukščiausius šiandienos termoizoliacinėms medžiagoms keliamus reikalavimus ir išsiskiria privalumais lyginant su alternatyvomis. Polistireninis putplastis naudojamas naujų ir restauruojamų ar remontuojamų vidaus ir išorinių sienoms (fasadams) šiltinti, plokščių ir šlaitinių stogų, pastogių ir perdangų termoizoliacijai, grindų ir pamatų konstrukcijose.
Polistireninis putplastis taip pat taikomas smūginio garso izoliacijai. Smūginiam garsui izoliuoti Vakarų Europos šalyse naudojama „plūdriųjų grindų sistema“. Grindų medžiaga klojama ant izoliacinio sluoksnio, leidžiančio jai laisvai vibruoti. Tai laiduoja, kad atsiradęs garsas nepersiskverbs per grindų struktūrą.
Iš polistireninio putplasčio pagamintos drenažo plokštės, vertikaliai pritvirtintos prie frontalinių rūsio ar atraminių sienelių, kaip filtro sluoksnis neleidžia vandeniui prasisunkti, rinkdamos jį dugne tol, kol jis sukelia hidrostatinį spaudimą. Plokštės dėstomos taip, kad sudarytų taką vandeniui nutekėti nuo viršuje esančio dugno iki drenažo vamzdžio sienos apačioje. Tokios drenažo plokštės tinkamos ir stogams drenuoti.
Norint sumažinti didelio formato betoninių grindų svorį tam tikros sekcijos plote, naudojami polistireninio putplasčio armatūrinio sutvirtinimo elementai. Darant betoninius fasadus, naudojami polistireninio putplasčio reljefiniai sutvirtinimai. Pramoninėje ir šaltų pastatų statyboje iš polistireninio putplasčio gaminamos didelio formato sienos bei stogo sekcijos.
Dėl mažo šilumos laidumo, nedidelio drėgmės gėrio, smūgio sugeriamumo ir biologinioneutralumo polistireninisputplastis plačiai naudojamas pakavimo pramonėje.
Pagrindiniai polistirolo gamintojai Lietuvoje – „Termoporas“, „Izoporas“, „Kauno šilas“ ir kt.
Termoizoliacija iš mineralinės vatos gaminių
Mineralinės vatos gaminių orinė varža, arba oro laidumo koeficientas, nustatomas pagal ISO 9053 ir turi būti ne didesnis kaip deklaruojamas.
Trumpalaikis vandens įmirkis iš dalies panardinus – Wp nustatomas pagal LST EN 1609 ir neturi viršyti 1,0 kg/m2.
Ilgalaikis vandens įmirkis iš dalies panardinus – Wlp nustatomas pagal LST EN 12087 ir neturi viršyti 3,0 kg/m2.
Neatlikus matavimų, mineralinės vatos gaminių be dangų arba su atvirosios struktūros dangomis vandens garų varžos faktorius laikomas lygiu 1.
Šiluminę varža, arba šilumos laidumo koeficientas, nustatomas pagal LST EN 12667, esant 10 ºC vidutinei bandinio temperatūrai. Deklaruojamosios šiluminės varžos ir šilumos laidumo koeficiento vertės pateikiamos kaip ribinės vertės, atitinkančios ne mažiau kaip 90 % gaminių ir esant 90 % tikimybei.
Mineralinės vatos gaminių projektinių šilumos laidumo koeficiento verčių nustatymas
Projektinė medžiagos šilumos laidumo koeficiento vertė λds, W/(m·K), apskaičiuojama pagal formulę:
λds = λdec + Δλω + Δλcv;
čia λdec – deklaruojamoji šilumos laidumo koeficiento vertė, W/(m·K);
Δλω – pataisa dėl papildomo medžiagos įdrėkinimo konstrukcijose, W/(m·K), imama iš 1 ir 2 lentelių;
Δλcv – pataisa dėl šilumos konvekcijos poveikio.
Šilumos laidumo koeficiento pataisa dėl vidinės šilumos konvekcijos medžiagoje ir/arba termoizoliacinio sluoksnio plyšiuose tarp termoizoliacinių gaminių bei tarp termoizoliacinių gaminių ir juos ribojančių paviršių apskaičiuojama pagal formulę:
Δλcv = λdec·Kcv, W/(m·K);
čia λdec – deklaruojamoji šilumos laidumo koeficiento vertė, W/(m·K);
Kcv – šilumos konvekcijos poveikio koeficientas, imamas iš 3 lentelės. Šiuo koeficiento vertė priklauso nuo konstrukcijos vėdinimo intensyvumo, izoliacijos nuo vėjo sluoksnio orinio laidžio K vertės, termoizoliacinio sluoksnio įrengimo būdo ir šio sluoksnio medžiagos oro laidumo koeficiento l (4 lentelė).
1 lentelė. Pataisa Δλω dėl papildomo medžiagos įdrėkimo atitvaroje
|
Eil. Nr. |
Medžiagos ir gaminiai |
Δλω, W/(m·K) |
|
|
vėdinama |
nevėdinama |
||
|
3. |
Mineralinė vata |
0,001 |
0,002 |
2 lentelė. Pataisa Δλω dėl papildomo medžiagos įdrėkimo grunte
|
Eil. Nr. |
Medžiagos ir gaminiai |
Δλω, W/(m·K) |
|
|
Po patalpų grindimis ant grunto, išskyrų rūsių grindis |
Pastatų išorėje – grunte |
||
|
1. |
Mineralinė vata |
0,02 |
0,04 |
3.lentelė. Šilumos konvekcijos poveikio koeficiento Kcv vertės
|
Termoizoliacinio gaminio montavimo konstrukcijoje būdas |
Termoizoliacinis sluoksnis vėdinamas (< 5 cm2/m) |
Termoizoliacinis sluoksnis nevėdinamas (> 5 cm2/m) |
||||||||
|
Termoizoliacinio sluoksnio medžiagos grupė pagal pralaidumą orui, m3/(m·s·Pa) |
Termoizoliacinio sluoksnio medžiagos grupė pagal pralaidumą orui, m3/(m·s·Pa) |
|||||||||
|
>190·10-6 |
190-60(·10-6) |
<60·10-6 |
>190·10-6 |
190-60(·10-6) |
<60·10-6 |
|||||
|
A |
B |
A |
B |
A |
B |
|||||
|
Termoizoliaciniai gaminiai priklijuoti arba mechaniškai pritvirtinti prie izoliuojamo paviršiaus |
0,1 |
N |
0 |
N |
0 |
0(0,1) |
0,15 |
0,05 |
0 |
|
|
Termoizoliaciniai gaminiai nepritvirtinti prie izoliuojamo paviršiaus |
Termoizoliaciniai gaminiai užpildo visą erdvę |
0,1 |
N |
0 |
N |
0 |
0(0,1) |
0,1 |
0 |
0 |
|
Termoizoliaciniai gaminiai sujungti arba perdengti |
0,2 |
N |
0,1 |
N |
0,05 |
0,2 |
0,2 |
0,05 |
0,05 |
|
|
Termoizoliaciniai gaminiai nesujungti arba neperdengti |
0,3 |
N |
0,15 |
N |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
|
4 lentelė. Pastatų vėdinimų sienų, šiltintų termoizoliaciniais gaminiais, vėjo izoliuojamųjų medžiagų orinio laidžio vertės
|
Pastatų sienų oro tarpų sandarumas |
Vėjo izoliuojamojo sluoksnio orinio laidžio K, m3/(m2·s·Pa), vertės, kai termoizoliaciniai gaminiai pagal oro laidumo koeficientą l, m3/(m·s·Pa), priskirti šioms grupėms |
||
|
l > 190·10-6 |
190·10-6 ≥ l > 60·10-6 |
l ≤ 60·10-6 |
|
|
Uždari oro tarpai. Sienų oro tarpo vėdinimo angų plotas A < 5cm2/m |
K < 850·10-6 m3/(m2·s·Pa) |
K < 1200·10-6 m3/(m2·s·Pa) |
Termoizoliacinės plokštės vėdinamoms sienoms gali būti naudojamos be vėjo izoliuojamo sluoksnio. Šios plokštės turi būti tvirtinamos mechaniškai arba klijuojamos prie kitų atitvaros sluoksnių, kad neliktų oro tarpelių nei tarp plokščių, nei tarp plokščių ir kitų atitvaros sluoksnių. |
|
Mažai vėdinami oro tarpai. Sienų oro tarpo vėdinimo angų plotas 5 mm2/m ≤ Av ≤ 5cm2/m |
|||
|
Vėdinami oro tarpai. Sienų oro tarpo vėdinimo angų plotas 15 cm2/m < Av ≤ 300cm2/m |
|||
|
Vėdinami oro tarpai. Sienų oro tarpo vėdinimo angų plotas 300 cm2/m < Av ≤ 400cm2/m |
|
||
|
Intensyviai vėdinami oro tarpai ir pastato atitvarų sandūrų vietos. Sienų oro tarpo vėdinimo angų plotas 400 cm2/m < Av ≤ 1000cm2/m |
K < 35,0·10-6 m3/(m2·s·Pa) |
||
Vėdinamųjųfasadųįrengimas
Oro tarpai sienų konstrukcijose dažniausiai daromi sienų drėgminei būsenai pagerinti. Pastatų atitvaros praleidžia ne tik šilumą, bet ir vandens garus. Nors vandens garų judėjimas statybinėse medžiagose vyksta pakankamai lėtai, tačiau suminiai pro aitvaras praeinančios drėgmės kiekiai esti pakankamai dideli, kad susikaupusi drėgmė pakenktų pačiai konstrukcijai arba patalpų mikroklimatui.
Oro tarpai pagerina atitvaros drėgminę būseną, nes šiuose tarpsluoksniuose susidaro sąlygos orui judėti dėl temperatūrų skirtumo (nevėdinamuose oro tarpuose) arba dėl išorės oro poveikio (vėdinamuose oro tarpuose). Judant orui drėgmė nuo medžiagų paviršių garuoja intensyviau, ir susidaro sąlygos drėgmei pasišalinti per ventiliacijos arba drenažo angas.
Pagrindinis akmens vatos gamintojas yra „Paroc“ , mineralinės -„Isover“ , kitos įmonės tenkinasi nedidelerinkos dalimi.
IŠVADOS
Šiltinant pastatus pravartu atsižvelgti į pastato būklę, nusprendžiant kokia termoizoliacine medžiaga reiktų šiltinti. Ekonominiu požiūriu prieinamiausia termoizoliacinė medžiaga yra polistirolas, tačiau šiltinant daugiabučius reiktų įvertinti gaisringumo riziką, dėl kurios verčiau pasirinkti akmens vatą(ugniai neperėjus į išorinę pastato pusę fasadas nenukenčia), polistirolas gali išsilydyti ir įkaitus lauko sienai net nepažeidus fasado apdailos, todėl prarastume termoizoliacinę medžiagą, dėl ko tektų ardyti apdailą jai pakeisti.
Esant natūralioms termoizoliacinėms medžiagoms, kaip kamštinės, mes negalime jų naudoti pastatų šiltinimui, nes jos yra deficitinės ir per brangios, tačiau jas naudoti kaip vidaus apdailą ir termoizoliacinio sluoksnio priedą nuo pelėsių galime.
LITERATŪROS SĄRAŠAS
1. Statybos inžinieriaus žinynas. Lietuvos statybos inžinierių sąjunga. Vilnius „Technika“, 2004.
3
Šios plokštės turi būti tvirtinamos mechaniškai arba klijuojamos