СИСТЕМА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ НАРУЖНЫХ СТЕН

Полезная модель относится к технологии строительства и ремонта и может быть использована для повышения теплозащитных свойств и утепления наружных стен строительных конструкций, а также горизонтальных поверхностей - полов, потолков зданий и т.п.
Из уровня техники известен ближайший аналог - прототип - заявленной полезной модели - система утепления наружных стен, имеющая несущие элементы, закрепленные в стене, эффективный утеплитель, установленный на поверхности стены, монтажные профили и закрепленные на них облицовочные плиты, гидроизолирующий слой, расположенный между облицовочными плитами и эффективным утеплителем, и пароизолирующий слой, расположенный между наружной поверхностью стены и эффективным утеплителем (см. Россия, патент №45745, Е04В 1/74, 2004 г.).
Достижению требуемого технического результата в прототипе препятствует сложность конструкции, невозможность ее использования для утепления изнутри теплоизолируемых помещений, а также недостаточное термическое сопротивление, не позволяющее достигнуть требуемых характеристик утепления.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание системы теплоизоляции наружных стен строительных конструкций, позволяющая осуществлять работы по утеплению и отделке теплоизолируемых помещений изнутри самих помещений.
К техническим результатам, получаемым при реализации заявленной полезной модели, можно отнести упрощение конструкции,
повышение ее надежности, повышение термического сопротивления системы, и, как следствие, улучшение теплоизоляции помещения.
1
2
1
2
2
х
х
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что, система теплоизоляции наружных стен, содержит многослойный эффективный утеплитель, установленный на внутренней поверхности стены со стороны теплоизолируемого помещения, по крайней мере, один слой которого выполнен в виде низко теплопроводного, высокопрочного на сжатие пористого материала, укрепленного непосредственно на внутренней поверхности стены со стороны теплоизолируемого помещения, а второй слой выполнен в виде тепло-паро-шумоизоляционного материала, установленного поверх первого слоя эффективного утеплителя, и выполненного содержащим, по крайней мере, один паронепроницаемый теплоотражающий экран, обращенный внутрь теплоизолируемого помещения, система содержит теплоизолирующий слой, выполненный в виде воздушной прослойки, расположенной между паронепроницаемым теплоотражающим экраном слоя тепло-паро-шумоизоляционного материала и внутренней отделкой теплоизолируемого помещения, установленной, в свою очередь, на системе крепежа, размещенной поверх многослойного эффективного утеплителя со стороны теплоизолируемого помещения, при этом, материалы первого и второго слоев эффективного утеплителя выбраны таким образом, что коэффициент теплопроводности λ (Вт/м°С) первого слоя эффективного утеплителя - слоя низко теплопроводного, высокопрочного на сжатие пористого материала - меньше коэффициента теплопроводности λ(Вт/м°С) второго слоя эффективного утеплителя - слоя тепло-паро-шумоизоляционного материала, и их соотношение κ=λ/λ в зависимости от условий эксплуатации лежит в пределах κ=0,6-0,87, а коэффициент паропроницаемости ρ (мг/м  ч  Па) второго слоя эффективного
1
2
1
x
x
утеплителя - слоя тепло-паро-шумоизоляционного материала - меньше коэффициента паропроницаемости ρ (мг/м  ч Па) первого слоя эффективного утеплителя - слоя низко теплопроводного, высокопрочного на сжатие пористого материала, и их соотношение μ=ρ/ρ в зависимости от условий эксплуатации лежит в пределах μ=0,056-0,067, причем, соотношение толщин первого α и второго β слоев эффективного утеплителя δ=α/β и лежит в пределах δ=0,25-0,33, а минимальная толщина теплоизолирующего слоя в виде воздушной прослойки определяется из соотношения μ=ε/τ, где ε - толщина эффективного утеплителя, а τ - толщина воздушной прослойки, в зависимости от значения коэффициента μ, определенного расчетно-практическим методом, и лежащего в пределах μ=0,3-0,375.
Система теплоизоляции наружных стен может быть снабжена дополнительным паронепроницаемый теплоотражающий экраном, расположенным между слоем низко теплопроводного, высокопрочного на сжатие пористого материала и слоем - тепло-паро-шумоизоляционного материала.
В системе теплоизоляции наружных стен паронепроницаемый теплоотражающий экран может быть выполнен в виде фольгированной поверхности слоя тепло-паро-шумоизоляционного материала, например, из алюминия.
2
В системе теплоизоляции наружных стен слой в виде низко теплопроводного, высокопрочного на сжатие пористого утеплителя может быть выполнен из материала с плотностью 28-45 кг/м, прочностью на сжатие при 10% линейной деформации не менее 0,25 МПа, пределом прочности при статическом изгибе в зависимости от толщины 0,4-0,7 МПа и модулем упругости 15-18 МПа.
2
2
А слой в виде тепло-паро-шумоизоляционного материала может быть выполнен из материала с коэффициентом теплового отражения поверхности, не менее 90%, коэффициентом оптического отражения поверхности, не менее 97%, коэффициентом теплоусвоения (при периоде в 24 часа) 0,45-0,51 Вт/м°С и удельной теплоемкостью 1,95-2,0 м°С/Вт.
Полезная модель поясняется чертежом, где на Фиг.1 изображена Система теплоизоляции наружных стен в боковом сечении.
Система теплоизоляции наружных стен 1 содержит многослойный эффективный утеплитель, установленный на внутренней поверхности стены 1 со стороны теплоизолируемого помещения 2 с прижимом к поверхности стены 1.
По крайней мере, один слой 3 эффективного утеплителя выполнен в виде низко теплопроводного, высокопрочного на сжатие пористого материала, укрепленного непосредственно на внутренней поверхности стены 1 со стороны теплоизолируемого помещения 2.
Второй слой 4 эффективного утеплителя выполнен в виде тепло-паро-шумоизоляционного материала, установленного поверх первого слоя 3 эффективного утеплителя, и выполненного содержащим, по крайней мере, один паронепроницаемый теплоотражающий экран 5, обращенный внутрь теплоизолируемого помещения 2.
Система содержит теплоизолирующий слой, выполненный в виде воздушной прослойки 6, расположенной между паронепроницаемым теплоотражающим экраном 5 слоя 4 тепло-паро-шумоизоляционного материала и внутренней отделкой 7 теплоизолируемого помещения, установленной, в свою очередь, на системе крепежа 8, размещенной поверх многослойного эффективного утеплителя со стороны теплоизолируемого помещения 2.
1
2
1
2
2
1
2
1
х
х
x
x
Материалы первого 3 и второго 4 слоев эффективного утеплителя выбраны таким образом, что коэффициент теплопроводности λ (Вт/м°С) первого слоя 3 эффективного утеплителя - слоя низко теплопроводного высокопрочного на сжатие пористого материала - меньше коэффициента теплопроводности λ (Вт/м°С) второго слоя 4 эффективного утеплителя - слоя тепло-паро-шумоизоляционного материала, и их соотношение κ=λ/λ в зависимости от условий эксплуатации лежит в пределах κ=0,6-0,87, а коэффициент паропроницаемости ρ (мг/м  ч  Па) второго слоя 4 эффективного утеплителя - слоя тепло-паро-шумоизоляционного материала - меньше коэффициента паропроницаемости ρ (мг/м  ч Па) первого слоя 3 эффективного утеплителя - слоя низко теплопроводного высокопрочного на сжатие пористого материала, и их соотношение μ=ρ/ρ в зависимости от условий эксплуатации лежит в пределах μ=0,056-0,067.
Соотношение толщин α первого 3 и β второго 4 слоев эффективного утеплителя δ=α/β и лежит в пределах δ=0,25-0,33, а минимальная толщина теплоизолирующего слоя в виде воздушной прослойки 6 определяется из соотношения μ=ε/τ, где ε - толщина эффективного утеплителя, а τ - толщина теплоизолирующего слоя в виде воздушной прослойки 6, в зависимости от значения коэффициента μ, определенного расчетно-практическим методом, и лежащего в пределах μ=0,3-0,375.
В отдельных случаях система может быть снабжена дополнительным паронепроницаемый теплоотражающий экраном (не показано), расположенным между слоем 3 низко теплопроводного, высокопрочного на сжатие пористого материала и слоем 4 - тепло-паро-шумоизоляционного материала.
Паронепроницаемый теплоотражающий экран 5 или 9 может быть выполнен в виде фольгированной поверхности слоя тепло-паро-шумоизоляционного материала, а сама фольгированная поверхность паронепроницаемого теплоотражающего экрана 5 слоя 4 тепло-паро-шумоизоляционного материала может быть выполнена, например, из алюминия.
2
Слой 3 в виде низко теплопроводного, высокопрочного на сжатие пористого утеплителя может быть выполнен, например, из материала с плотностью 28-45 кг/м, прочностью на сжатие при 10% линейной деформации не менее 0,25 МПа, пределом прочности при статическом изгибе в зависимости от толщины 0,4-0,7 МПа и модулем упругости 15-18 МПа.
2
2
Слой же 4 в виде тепло-паро-шумоизоляционного материала может быть выполнен, например, из материала с коэффициентом теплового отражения поверхности, не менее 90%, коэффициентом оптического отражения поверхности, не менее 97%, коэффициентом теплоусвоения (при периоде в 24 часа) 0,45-0,51 Вт/м°С и удельной теплоемкостью 1,95-2,0 м°С/Вт.
Система функционирует следующим образом.
Будучи смонтированной на стене 1 с внутренней стороны - со стороны теплоизолируемого помещения 2 - в заявленной последовательности - слой 3 низко теплопроводного, высокопрочного на сжатие пористого материала - слой 4 тепло-паро-шумоизоляционного материала - паронепроницаемый теплоотражающий экран 5, обращенный внутрь теплоизолируемого помещения 2 - теплоизолирующий слой в виде воздушной прослойки 6 - внутренняя отделка 7 теплоизолируемого помещения 2, система обеспечивает требуемые характеристики утепления за счет повышения общего термического сопротивления всей системы.
Холодный воздух внешней среды воздействует на наружную стену 1, охлаждая ее на величину, определяемую теплопроводностью материала стены 1 и температурой наружного воздуха.
Со стороны теплоизолируемого помещения 2 тепловой поток, в первую очередь, взаимодействует с теплоизолирующим слоем в виде воздушной прослойки 6 за внутренней отделкой 7 теплоизолируемого помещения 2.
Этот первый рубеж взаимодействия предотвращает доступ теплого воздуха помещения непосредственно к элементам системы утепления, имеющим более низкую температуру, и, следовательно, понижению его температуры, препятствуя непосредственному контакту.
Далее, тепловой поток теплоизолируемого помещения 2 взаимодействует с обращенным внутрь него паронепроницаемым теплоотражающим экраном 5, обеспечивающим отражение до 97% лучистого тепла.
Непосредственно за паронепроницаемым теплоотражающим экраном 5 расположен слой 4 тепло-паро-шумоизоляционного материала. По сути, поверхность слоя 4 тепло-паро-шумоизоляционного материала, обращенная внутрь теплоизолируемого помещения 2, выполняется металлизированной - она и образует паронепроницаемый теплоотражающий экран 5.
2
Имея, по крайней мере, один паронепроницаемый теплоотражающий экран 5, обращенный внутрь теплоизолируемого помещения, сочетание «слой 4 - экран 5» обеспечивает в системе потребные тепло-пароизоляционные характеристики, сохраняющиеся в течение всего периода эксплуатации. В силу же физических характеристик и особенностей самого материала слоя 4 (коэффициент теплоусвоения (при периоде в 24 часа) 0,45-0,51 Вт/м°С, удельная
2
теплоемкостью 1,95-2,0 м°С/Вт), также обеспечиваются и высокие шумоизоляционные свойства.
За счет своих собственных характеристик теплопроводности слой 4 тепло-паро-шумоизоляционного материала в сочетании с паронепроницаемым теплоотражающим экраном 5 позволяет сохранить тепло в теплоизолируемом помещении 2, предотвратив взаимодействие и охлаждение теплого воздуха помещения 2 с холодными поверхностями.
В отдельных случаях, в это сочетание может быть введен дополнительный паронепроницаемый теплоотражающий экран, расположенный между слоем 4-тепло-паро-шумоизоляционного материала и слоем 3 низко теплопроводного, высокопрочного на сжатие пористого материала. При определенных условиях эксплуатации введение дополнительного паронепроницаемого теплоотражающего экрана увеличивает общее термическое сопротивление.
Далее, в системе теплоизоляции наружных стен к сохранению тепла «подключается» слой 3 низко теплопроводного, высокопрочного на сжатие пористого материала.
1
2
х
х
Имея толщину, большую, чем толщина слоя 4 тепло-паро-шумоизоляционного материал, коэффициент теплопроводности λ (Вт/м°С) меньший, а коэффициент паропроницаемости ρ (мг/м  ч Па) больший, слой 3 низко теплопроводного, высокопрочного на сжатие пористого материала обеспечивает окончательную теплоизоляцию между теплым воздухом теплоизолируемого помещения 2 и холодной наружной стеной 1.
1
2
2
1
При заявленном сочетании материалов слоев утеплителя, их толщин α и β, коэффициентов теплопроводности λ и λ и коэффициентов паропроницаемости ρ и ρ, а также толщины τ теплоизолирующего слоя в виде воздушной прослойки 6 с
образованием многослойного и многоуровневого теплоизоляционного пакета, достигается т.н. «эффект термоса», при котором тепло в помещении 2 сохраняется сколь угодно долго.
Заявленное сочетание слоев 3 и 4 эффективного утеплителя, паронепроницаемого теплоотражающего экрана 5 и воздушной прослойки 6, которые последовательно расположены между внутренней, обращенной в теплоизолируемое помещение 2 стороной наружной стены 1 и внутренней отделкой 7 с заявленным соотношением физических и тепловых характеристик, отражающим зависимость толщины воздушной прослойки от теплопроводности материала слоя пористого утеплителя, позволяет существенно повысить общее термическое сопротивление всей системы.
При создании и обустройстве системы теплоизоляции наружных стен использованы известные и широко применяемые конструкционные материалы и средства, поэтому, система может быть изготовлена, как в массовом производстве, так и в индивидуальном строительстве.