ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ПЛИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к плитным строительным элементам, используемым для утепления ограждающих конструкций зданий, в том числе покрытий и перекрытий.
3
3
Известны пенополистирольные плиты по ГОСТ 15588-86 [1] плотностью 15-50 кг/м, к недостаткам которых относится то, что они являются быстросгораемыми (группа горючести Г-4 по ГОСТ 30244-94 [2]), нежесткими (сжимаемыми) под эксплуатационной нагрузкой. Наименее сжимаемые пенополистирольные плиты плотностью 50 кг/м имеют повышенную стоимость.
3
3
Наиболее близкими по технической сути к предлагаемой полезной модели, которые приняты в качестве прототипа, являются минераловатные плиты повышенной жесткости на синтетическом связующем по ГОСТ 22950-95 [3] плотностью 175-200 кг/м и по ГОСТ 9573-96 [4] плотностью 225 кг/м с маркой горючести Г-2. Такие плиты имеют повышенную стоимость и максимальные габаритные размеры по длине - до 1,2 м, ширине - до 1,0 и толщине - до 0,1 м. Они укладываются в 2-3 слоя по толщине, что увеличивает трудоемкость и стоимость их монтажа.
Минераловатные плиты по ГОСТ 22950-95 могут изготавливаться с наклеенным слоем рубероида, который в некоторой степени повышает их прочность на продавливание и исключает проникновение битумной мастики в толщу теплоизоляции при производстве кровельных работ. Однако, при этом горючесть конструкции не снижается.
Известные теплоизоляционные плиты имеют следующие общие недостатки:
- они изготавливаются в виде прямоугольных параллепипедов без четвертей, которые могли бы обеспечить более надежный (защищающий от проливов стяжки или битума) и менее теплопроводный стык при их монтаже;
- плиты не имеют рустов, которые в совмещенных кровельных покрытиях могли бы обеспечить необходимые условия для удаления накапливающихся в плитах паров влаги;
- плиты не изготавливаются повышенной заводской готовности с жесткими (не гибкими) и пожаробезопасными покрытиями, типа цементно-песчаных или плоских цементно-стружечных, или асбестоцементных, или гипсоволокнистых листов, что могло бы существенно повысить их прочность на продавливание, пожаробезопасность и снизить трудоемкость и стоимость монтажа, например, в утепляемых чердачных перекрытиях.
Задачей предлагаемого технического решения является создание теплоизоляционного плитного элемента, в том числе повышенной заводской готовности из жесткого, менее пожароопасного материала с габаритными размерами и конфигурацией, обеспечивающими повышенные теплозащитные свойства утепляемой конструкции при снижении трудоемкости и стоимости ее монтажа.
3
3
Решение достигается тем, что теплоизоляционный плитный элемент изготавливается из полистиролбетона плотностью 100-225 кг/м, в т.ч. плотностью 150-200 кг/м по ГОСТ Р51263-99 [5], с максимальными габаритными размерами (длина-L×ширина-B×толщина-H) 2,0×1,0×0,3 м.
Такое техническое решение обеспечивает (при соблюдении теплозащитных норм) повышенную прочность (жесткость) и пожаробезопасность утепляемой конструкции. Кроме того, плиты имеют повышенную площадь покрытия и укладываются в 1-2 слоя, что снижает трудоемкость и стоимость монтажа утепляющего слоя.
Прочность предлагаемого теплоизоляционного элемента обеспечивает возможность устройства над монтируемыми плитами неармированной цементно-песчаной стяжки минимальной толщиной (до 10 мм) в отличие от прототипов, для которых требуется утолщенная (до 40 мм) армированная стяжка.
При этом теплоизоляционный плитный элемент из полистиролбетона может иметь на торцевых поверхностях четверти толщиной H/2-(1-2) мм и шириной 10-20 мм, что повышает термическое сопротивление теплопередаче теплоизоляции, т.к. ступенчатый вертикальный стык смонтированных элементов более надежно защищает от проливов стяжки или битума, образующих "мостики" холода.
Также теплоизоляционный плитный элемент из полистиролбетона может иметь хотя бы на одной горизонтальной поверхности русты глубиной до 10 мм и шириной до 20 мм, расположенные с шагом не менее 100 мм, параллельные и(или) перпендикулярные друг другу. Наличие рустов создает условия для удаления (продыха) паров влаги, накапливающихся в плитах и устраняет опасность промерзания утепляемого совмещенного кровельного покрытия.
Кроме того, теплоизоляционный плитный элемент из полистиролбетона может иметь на одной из горизонтальных поверхностей - жесткий конструкционный слой толщиной не более 20 мм из цементно-песчаного бетона или приклеиваемого плоского асбестоцементного, или цементно-стружечного, или гипсоволокнистого листа. Такие плиты с жестким покрытием имеют повышенную заводскую готовность (отпадает необходимость в устройстве специальных цементно-песчаных стяжек при монтаже плит), что существенно повышает их прочность на продавливание, пожаробезопасность и снижает трудоемкость и стоимость монтажа утепляемых перекрытий и покрытий зданий.
Примеры технического решения предлагаемой полезной модели приведены на рис.1-7.
На рис.1 показан теплоизоляционный плитный элемент из полистиролбетона в виде монолитного сплошного тела с заявленными основными максимальными габаритными размерами L, В и H.
На рис.2-4 приведены варианты теплоизоляционного плитного элемента из полистиролбетона с четвертью - 1 на торцевой поверхности.
На рис.5 и 6 показан вариант теплоизоляционного плитного элемента из полистиролбетона с рустами - 2 на горизонтальной поверхности.
На рис.7 представлен вариант теплоизоляционного плитного элемента из полистиролбетона с жестким конструктивным слоем - 3 на горизонтальной поверхности.
Сравнительные технико-экономические показатели предлагаемой полезной модели и прототипа приведены в таблицах 1 и 2.
Как видно из табл.1, технические показатели и характеристики прототипа заметно уступают предлагаемой полезной модели, а примеры реализуемой полезной модели (табл.2) подтверждают обоснованность заявленного материала и параметров элемента по плотности и габаритным размерам, так как они имеют преимущества хотя бы по одной из характеристик (прочность, термическое сопротивление, трудоемкость или стоимость).
Источники информации
1. ГОСТ 15588-86. Плиты пенополистирольные. Технические условия.
2. ГОСТ 30244-94. Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть.
3. ГОСТ 22950-95. Плиты минераловатные повышенной жесткости на синтетическом связующем. Технические условия.
4. ГОСТ 9573-96. Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные. Технические условия.
5. ГОСТ P 51263-99. Полистиролбетон. Технические условия.
Таблица 1
Показатели и характеристики
Предлагаемая полезная модель
Прототип
1. Основные характеристики материала элементов (плит):
1.1. Плотность, кг/м<sup>3</sup>
100-225
175-225
1.2. Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/м °С
0,045-0,070
0,066-0,074
1.3. Прочность на сжатие, МПа:*
- в сухом состоянии
0,18-0,35
0,04-0,10
- после сорбционного увлажнения
0,12-0,3
0,03-0,08
1.4. Марка по горючести
Г-1
Г-2
2. Показатели и характеристики элементов (плит):
2.1. Максимальные габаритные размеры, м:
- длина(L)
2,0
1,2
- ширина (В)
1,0
1,0
- толщина (H)
0,3
0,1
2.2. Возможность изготовления с четвертями и рустами
предусматривается
не предусматривается
2.3. Возможность изготовления с конструктивным наружным слоем из:
- жесткого негорючего материала
предусматривается
не предусматривается
- гибкого гидроизоляционного материала
не предусматривается
предусматривается
3. Стоимость 1 м<sup>3</sup>, %
100
120-135
4. Показатели и характеристики теплоизоляции из плит в совмещенных покрытиях и чердачных перекрытиях:
4.1. Теплотехническая однородность
0,95-0,97
0,9-0,94
4.2. Толщина теплоизоляционного слоя из плит плотностью 175 кг/м<sup>3</sup> при R<sub>o</sub>=3,3 м<sup>2 </sup>°С/Вт, (в сухом состоянии), мм
200
220
4.3. Возможность организации отвода паров влаги из теплоизоляционного слоя
предусматривается
не предусматривается
4.4. Трудоемкость монтажа 1 м<sup>2</sup> слоя по п.3.2, чел·час
2,2
2,9
4.5. Стоимость монтажа слоя по п.3.2, %
100
143
*<sup>)</sup> Прочность на сжатие для прототипа определяется при 10% деформации
Таблица 2
Параметры и характеристики плит
Ед. изм.
Прототип
Заявленные параметры
Запредельные параметры
1
2
3
4
5
6
7
8
1. Плотность (без конструкционного слоя)
кг/м<sup>3</sup>
175
225
100
175
175
225
75
250
2. Прочность при сжатии
МПа
0,04
0,1
0,18
0,25
0,25
0,5
0,03
0,6
3 Габаритные размеры: - длина (L)
м
1,2
1,0
2,0
1,0
1,2
0,9
2,0
1,0
- ширина (В)
м
1,0
1,0
0,75
0,6
1,0
0,5
1,0
0,6
- толщина (H)
м
0,1
0,1
0,135
0,2
0,1
0,21
0,135
0,1
4. Вес элемента в сухом состоянии
кг
21,0
22,5
20,3
21,0
21,0
21,3
20,3
15,0
5. Теплопроводность в сухом состоянии
Вт/м °С
0,066
0,074
0,045
0,06
0,06
0,07
0,043
0,075
6. Термическое сопротивление
м<sup>2 </sup>°С/Вт
1,5
1,35
3,0
3,3
1,67
3,0
3,14
1,33
7. Минимальная толщина цементно-песчаной стяжки поверх плит
мм
40 (армир.)
30 (армир.)
20 (не армир.)
15 (не армир.)
15 (не армир.)
10 (не армир.)
50 (армир.)
10 (не армир.)
8. Трудоемкость монтажа со стяжкой при R<sub>o</sub>=3,3 м<sup>2 </sup>°С/Вт
%
143
163
78
102
100
118
149
126
9. Стоимость монтажа плит по п.8
%
137
148
83
101
100
121
138
129