Главная > Карбамидный пенопласт > Термическая защита построек и сооружений карбамидными пенопластами. статья на веб-сайте sovtehnostroy.ru

Термическая защита построек и сооружений карбамидными пенопластами. статья на веб-сайте sovtehnostroy.ru

Термическая защита построек и сооружений карбамидными пенопластами. статья на веб-сайте sovtehnostroy.ru
Увеличение требований к термический защите построек и сооружений привело к возникновению на рынке, вместе с классическими минераловатными изделиями и пенополистиролами, новых видов термоизоляции, которые имеют наименьшее распространение и, соответственно, наименьший опыт эксплуатации. Но применение этих материалов в зданиях завышенной ответственности с проектным сроком эксплуатации 50 лет приводит к необходимости кропотливого исследования их эксплуатационных черт.

Одним из таких материалов является карбамидно-формальдегидный пенопласт, который благодаря доступности оборудования для его производства и низкой себестоимости получил довольно обширное распространение, в особенности в личном строительстве. Именовать его полностью новым нельзя, т.к. создание карбамидных пенопластов осуществляется около 50 лет. В нашей стране они выпускались под марками МФП, мипора и др. Улучшение технологии производства и улучшение черт сырья привело к возникновению новейшей марки карбамидного пенопласта – пеноизола.

Преимущественное распространение, в том числе и за рубежом, получил воздушно-механический метод производства карбамидных пенопластов, позволяющий получать материалы малой плотности (10 – 25 кг/м3)
с узкой ячеистой структурой. Отверждаясь, пена не возрастает в объеме и не оказывает давления на стены конструкции, что позволяет при положительной температуре окружающего воздуха вести заливку конкретно на строительной площадке в заблаговременно приготовленные полости (слоистые кладки, сборные металлоконструкции и т.д.). При всей привлекательности такового способа, в силу особенностей технологии и невозможности первичного зрительного контроля, в ряде всевозможных случаев могут появляться трудности с качеством проводимых теплоизоляционных работ.

Показателен в этом плане пример понижения теплопотерь в производственном помещении с огромным процентом остекления, в каком по техническим причинам отпала потребность в естественном освещении. В виду невозможности монтажа плитной термоизоляции, в июне 2003 года была произведена заливка пеноизола в полость шириной 0,12 м меж внутренним и внешним остеклением.

На первом шаге была произведена заливка половины всего объема. Для понижения себестоимости пеногенератор был отрегулирован на очень маленький расход карбамидно-формальдегидной смолы. Взятые пробы проявили, что плотность пенопласта составила 4,8 – 7,8 кг/м3. На четвертые день очевидно стала наблюдаться усадка пенопласта, появились усадочные трещинкы. В конечном итоге, величина усадки составила порядка 10% (рис. 1), наибольшее раскрытие усадочных трещинок достигнуло 10 см (рис. 2).

На втором шаге заливки был увеличен расход смолы. Плотность пенопласта повысилась до 11,1 – 12,2 кг/м3. Зрительно усадка не наблюдалась. На третьей неделе после заливки появились усадочные трещинкы, но ширина раскрытия их в главном не превосходила 1,5 см (рис. 3).
Термическая защита построек и сооружений карбамидными пенопластами. статья на веб-сайте sovtehnostroy.ru

Усадочные трещинкы можно рассматривать, как личный случай замкнутой воздушной прослойки шириной 0,12 м, но малого поперечного сечения. Можно представить, что вместе с уменьшением общего сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, благодаря таковой геометрии трещинкы, передача теплоты конвекцией и излучением в ней довольно ограничена. Это позволяет сохранить температуру внутренней поверхности конструкции выше точки росы и избежать вымерзаний. Возможно, этим разъясняется отсутствие рекламаций с других подобных объектов, где отсутствует возможность зрительного наблюдения за результатом заливки.

При производстве пеноизола в виде плит малые усадочные деформации (в границах 2 – 3% по линейным размерам) и внутренние напряжения появляются при температуре 20 оС и влажности 50 – 60%. При всем этом необходимо обеспечить равномерное высыхание всех граней плиты, чтоб предупредить коробление. Опыты с принудительной сушкой (температура 50 оС, влажность 20 – 30%) проявили, что даже в плитах маленького формата (60х100 см) появлялись внутренние напряжения, которые приводили к возникновению трещинок. В лабораторных критериях при сушке годовалых образцов пеноизола плотностью 15 кг/м3 и влажностью всего 13% по массе в сушильном шкафу до неизменной массы при температуре 80 оС по линейным размерам усадка составила 4%, по объему – 12%.

Воздушно-механический метод пенообразования просит внедрения очень разбавленных водой полимерных систем. Удаление воды совместно с другими низкомолекулярными продуктами при отверждении и высыхании пенокомпозиции сопровождается развитием существенных усадочных деформаций и внутренних напряжений в структурных элементах пенопласта. При достижении усадочными напряжениями значений, сравнимых с прочностью пенополимера, происходит образование усадочных трещинок. Можно представить, что размер усадочных трещинок в главном находится в зависимости от плотности, прочности пенопласта и кинетики сушки.

У карбамидных пенопластов низкой плотности, работа материала в основном находится в зависимости от структурных характеристик, чем от механических черт полимерной базы. С повышением плотности меняются геометрические характеристики частей ячеек, увеличивается их регулярность и растет твердость структурного каркаса. При всем этом принципиально, что отверждение полимерной базы пеноизола и, соответственно, набор прочности длится в течение нескольких недель. Не считая этого нужно учитывать, что по данным [2], прочностные свойства полимерной базы карбамидных пенопластов при растяжении втрое ниже, чем при сжатии (8,4 МПа против 24,9 МПа).

С другой стороны, анализ приведенных в литературе данных [3] и натурных наблюдений свидетельствует о том, что величина усадочных деформаций и внутренних напряжений находится в конкретной зависимости от плотности материала и от скорости конфигурации количества воды в нем.

Как следует, для предотвращения возникновения усадочных трещинок, необходимо выбирать режимы сушки, при которых динамика набора прочности будет опережать динамику скопления внутренних напряжений.
Термическая защита построек и сооружений карбамидными пенопластами. статья на веб-сайте sovtehnostroy.ru

Структура карбамидных пен, приобретенных воздушно-механическим методом, образована только открытыми ячейками, содержание которых добивается 98%. Процесс испарения воды идет очень активно, даже в закрытых формах. По этой причине воздействовать на режим сушки при заливке пеноизола в готовую конструкцию довольно трудно. Уменьшить усадочные деформации можно только методом роста плотности пеноизола, что ведет к повышению себестоимости термоизоляции.

При производстве пеноизола в виде плит требуется производить довольно жесткий контроль влажности материала перед отправкой на строительную площадку. Бывает, что сухие, при зрительной оценке, плиты дают усадку снутри конструкции (рис. 4). Потому влажность плит должна быть близка к 20 – 25% по массе, что соответствует сорбционной влажности пеноизола при n = 80%. Приблизительно таковой сорбционной влажности соответствует влажность материалов в ограждающей конструкции по данным расчетов и натурных обследований.

Представляется животрепещущим исследование вопроса об экономической необходимости внедрения пеноизола для утепления ограждающих конструкций. Более полная методика проверки экономической необходимости утепления ограждающих конструкций представлена в [4]. Согласно [4] утепление ограждающей конструкции окупится при выполнении неравенства DK/Dk < w, где DК – единовременные издержки на дополнительное утепление конструкции, Dk=(1/Ro,1-1/Ro,2) – разность коэффициентов теплопередачи до и после утепления ограждающей конструкции, а w = 0,024ЧГСОПЧСт/(р/100) – предельное значение для удельных единовременных издержек, при которых они окупаются.
Принимая для г. Н.Новгорода ГСОП = 4770 оСЧсут./год,
цена термический энергии
Cт » 0,009 $/(кВтЧч)* , учетная ставка по банковским кредитам равна ставке рефинансирования ЦБ РФ – p=16 %, получаем
w =6,44 ($/м2)/(Вт/(м2ЧоC)).

Таким макаром, для г. Н. Новгорода аспект окупаемости издержек на утепление ограждающих конструкций построек воспринимает вид: DK < 6,44Dk.
Принимая, что сопротивление теплопередаче огораживания до утепления равно сопротивлению теплопередаче наполнения светопроема в железных переплетах с двойным остеклением Ro,1=0,34 (м2ЧоС/Вт), а сопротивление теплопередаче огораживания после утепления принято равным тепловому сопротивлению слоя пеноизола, т.е. Ro,2=
0,12/0,042=2,85 (м2ЧоС/Вт), где расчетная теплопроводимость пеноизола принята равной 0,042 Вт/(мЧоС), получаем Dk=2,59 Вт/(м2ЧоC).

Единовременные издержки на утепление огораживания равны цены материала и работы и составили 3,2 $/м2.
Термическая защита построек и сооружений карбамидными пенопластами. статья на веб-сайте sovtehnostroy.ru

Таким макаром, аспект окупаемости воспринимает вид: 3,2<6,44Ч2,59 либо 3,2<16,68.
Выполнение этого неравенства свидетельствует об окупаемости единовременных издержек на дополнительное утепление рассмотренного производственного помещения. Как следует, можно высчитать прибыль от понижения теплопотерь вследствие утепления огораживания.

Каждогодная прибыль за счет понижения издержек на отопление на 1 м2 огораживания определяется по формуле: DЭ=0,024ЧГСОПЧDkЧCт и равна 2,67($/(м2 год).

Период окупаемости единовременных издержек определяется по формуле [4]:

Т0=ln[1/(1-(DК/DЭ)Ч

р/100))]/ln(1+р/100)b

и равен 1,43 года.

Таким макаром, выполненное утепление огораживаний вполне окупится через 1,5 года, после этого оно будет приносить прибыль при условии, что долговечность теплоизолятора превосходит 1,5 года.

Экономической чертой теплоизоляционного материала является полный параметр “стоимостьЧтеплопроводность” СутЧlут [4]. Чем меньше значение этого параметра, тем экономически прибыльнее его применение для утепления строения. Для пеноизола СутЧlут=
0,84 $·Вт/(м2 оС). Низкое значение СутЧlут для пеноизола делает его применение экономически прибыльным, даже с учетом больших ставок на банковский кредит и низких цен на термическую энергию.

В связи с вышеизложенным, представляют энтузиазм исследования кинетики удаления воды при высыхании, также предстоящее улучшение состава консистенции и технологии производства, содействующие увеличению формостабильности карбамидно-формальдегидных пенопластов, приобретенных воздушно-механическим методом.

Разумеется, что в критериях рынка любые конфигурации в технологии производства пеноизола должны рассматриваться и с позиции экономической необходимости. Повышение плотности и жесткое соблюдение режимов сушки вызывает повышение себестоимости пенопласта. Но на основании приведенного выше расчета экономических черт внедрения пеноизола можно отметить, что резервы для такового роста есть. Потому увеличение свойства термоизоляции сначала находится в зависимости от добросовестности фирм пеноизола.

Библиографический перечень:
1. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника.
2. Гурьев В.В., Жолудов В.С., Петров-Дени-
сов В.Г. Термическая изоляция
в индустрии. Теория и расчет. – М: Стройиздат, 2003. – 415 с.
3. Дмитриев А.Н. Управление энергосберегающими нововведениями. –
М: Издательство Ассоциации строй вузов, 2001. –314 с.
4. Гагарин В.Г. Экономические нюансы увеличения теплозащиты ограждающих конструкций построек в критериях рыночной экономики // Светопрозрачные конструк-ции. 2002, №3, стр. 2 – 5; №4, стр. 50 – 58.

А.А. ПАНКРУШИН, аспирант ННГАСУ

Карбамидный пенопласт , ,

  1. Пока что нет комментариев.
  1. Пока что нет уведомлений.