Применение отражательной теплоизоляции в многослойных панеляхс эффектом многократного отражения теплового потока

Научно-технический и производственный журнал

-------ЖИЛИЩНОЕ ---

СТРОИТЕЛЬСТВО

Reports of the VII Academic reading "Actual issues of building physics"

УДК 699.86

Н.П. УМНЯКОВА1, канд. техн. наук

1 НИИСФ РААСН

Применение отражательной теплоизоляции

в многослойных панелях с эффектом многократного отражения теплового потока

Рассмотрены различные схемы использования отражательной теплоизоляции в энергосберегающих, многокамерных панелях с эффектом многократного отражения, применяемых в качестве ограждающих конструкций при строительстве промышленных, быстровозводимых зданий общественного, производственного, специального назначения, а также бытовых помещений. Разработана программа и описан ход проведения эксперимента по исследованию образцов многокамерных панелей с использованием отражательной теплоизоляции с эффектом многократного отражения теплового потока, а также представлены результаты эксперимента по исследованию данных образцов панелей. Приведены ссылки на действующую нормативно-техническую документацию, инструменты для автоматического расчета теплотехнических характеристик зданий, ограждающих конструкций.

Ключевые слова: отражательная теплоизоляция, многократное отражение, панель, термическое сопротивление, алюминиевая фольга, энергоэффективность

N.P. UMNYAKOVA1, Candidate of Sciences

The Use of Reflective Heat Insulation in Multilayer Panels with Effect of Multiple Reflection of a Heat Flow

Various schemes of the use of the reflective heat insulation in power saving multi-chamber panels with the effect of multiple reflection which are used as enclosing structures when constructing industrial, quickly erected buildings of public, production, special purpose, as well as welfare spaces are considered. The program has been developed and the course of experiment on the study of samples of multi-chamber panels with the use of reflective heat insulation with the effect of multiple reflection of the heat flow are described, results of the experiment on the study of these samples of panels are presented. Links on the current normativetechnical documentation, instruments for automatic calculation of thermal-technical characteristics of the building, and enclosing structures are presented.

Keywords: reflective heat insulation, multiple reflection, panel, thermal resistance, aluminum foil, energy efficiency.

С возрастанием требований к тепловой защите зданий и сооружений становится очевидным, что применение конструкций с использованием традиционных видов теплоизоляции (минеральная вата, экструдированный пенопо-листирол и другие) при большой толщине слоя утеплителя становится неэффективным [1]. Решение может быть найдено посредством применения более доступных и до-

статочно эффективных способов утепления зданий [2-4]. К ним относится конструкция утепления с использованием отражательной теплоизоляции, которая все шире используются в ограждениях в силу ее сравнительной доступности, возможности использования в комбинации с воздушными прослойками, термическое сопротивление которых она позволяет увеличить в несколько раз. Изучению свойств и

Рис. 1. Покрытие внутренней поверхности ограждения производственного комплекса отражательной теплоизоляцией

6'2016

21

Доклады VII Академических чтений «Актуальные вопросы строительной физики»

ц м .1

Научно-технический и производственный журнал

№ панели Описание

1'' Сендвич-панель с двумя замкнутыми воздушными прослойками

2'' Сендвич-панель с тремя замкнутыми воздушными прослойками

3'' Сендвич-панель с четырьмя замкнутыми воздушными прослойками

№ панели Описание

1 Облицовка ПВХ, либо ПВХ с отражающим покрытием внутри панели

2 Слой пленочный поэлителен или бумага, либо отражающий материал

3 Несущая рамка

4 Замкнутая воздушная прослойка

Рис. 2. Конструктивная схема экспериментальных образцов

Структура образцов для проведения испытаний

№ Структура образца

1 ПВХ ЗВП20 ФФ ЗВП20 ПВХ

2 ПВХФ ЗВП20 ФФ ЗВП20 ФПВХ

3 ПВХФ ЗВП20 ПЭП ЗВП20 ФПВХ

4 ПВХ ЗВП10 ФФ ЗВП10 ПВХ

5 ПВХФ ЗВП10 ФФ ЗВП10 ФПВХ

6 ПВХФ ЗВП10 ПЭП ЗВП10 ФПВХ

7 ПВХ ЗВП10 ФФ ЗВП10 ФФ ЗВП10 ФФ ЗВП10 ПВХ

8 ПВХФ ЗВП10 ФФ ЗВП10 ФФ ЗВП10 ФФ ЗВП10 ФПВХ

9 ПВХФ ЗВП10 ПЭП ЗВП10 ФФ ЗВП10 ПЭП ЗВП10 ФПВХ

10 ПВХ ЗВП10 ПЭП ЗВП10 ФФ ЗВП10 ПЭП ЗВП10 ПВХ

11 ПВХ ЗВП10 ФФ ЗВП10 ФФ ЗВП10 ПВХ

12 ПВХФ ЗВП10 ФФ ЗВП10 ФФ ЗВП10 ФПВХ

13 ПВХФ ЗВП10 ПЭП ЗВП10 ПЭП ЗВП10 ФПВХ

Обозначения: ПВХ-облицовка из поливинилхлорида толщиной 2 мм; ПВХФ, ФПВХ-облицовка из поливинилхлорида толщиной 2 мм, оклеенная отражающим слоем (фольгой) внутрь панели (Армофол тип С); ЗВП10-замкнутая воздушная прослойка толщиной 10 мм; ЗВП20-замкнутая воздушная прослойка толщиной 20 мм; ФФ-двусторонне-фольгированный материал Армофол тип В; ПЭП-полиэтиленовая пленка толщиной 50 мкм.

Рис. 3. Изготовление экспериментального образца сэндвич-панели для исследований

преимуществ применения отражательной теплоизоляции в строительстве посвящено большое количество работ [5-12], однако она все еще остается мало исследованным материалом.

Применение отражательной теплоизоляции возможно в качестве дополнительной системы утепления изнутри ограждающей конструкции. В этом случае фольга не только препятствует потере теплоты за счет отражения инфракрасного теплового потока, но и выполняет роль па-роизоляции, которая предотвращая влагоперенос, обеспечивает меньшую эксплуатационную влажность материалов в ограждении.

Также отражательную изоляцию можно использовать в качестве теплового экрана при покрытии внутренней поверхности ограждений. Такое решение очень актуально для целого ряда помещений: складов, ангаров, производственных цехов, зданий специального назначения (рис. 1). В этом случае отпадает необходимость в воздушной прослойке. Сопротивление теплопередаче конструкции ограждения из профилированного листа и отражающей теплоизоляции Пенофол Супер NET толщиной 15 мм составляет 0,7 м2оС/Вт [6].

Для исследования теплозащитных качеств отража-Таблица 1 тельной теплоизоляции в НИИСФ РААСН исследованы эксперимен-

Рис. 4. Установка ПИТ-2.1 для измерения теплопроводности и термического сопротивления

22

6'2016

Научно-технический и производственный журнал

Reports of the VII Academic reading "Actual issues of building physics"

Таблица 2

Результаты испытаний образцов на установке ПИТ-2.1

тальные образцы с 2-4 воздушными прослойками, которые созданы за счет установки в образец разделительных слоев из отражательной теплоизоляции или полиэтиленовой пленки (рис. 2). Структура образцов представлена в табл. 1. Для предварительных испытаний были изготовлены образцы размером 250x250 мм (рис. 3) с различным сочетанием слоев из полиэтиленовой пленки и отражательной теплоизоляции, и у каждого образца было определено термическое сопротивление на установке ПИТ-2.1 при средней температуре образцов 15oC и 25 oC (рис. 4).

Результаты испытаний образцов представлены в табл. 2. Анализ полученных результатов подтверждает эффективность применения отражательной теплоизоляции в составе замкнутых воздушных прослоек: лучшими характеристиками обладают образцы с четырьмя воздушны-

Список литературы

1. Гагарин В.Г., Козлов В.В. Требования к теплозащите и энергетической эффективности в проекте актуализированного СНиП «Тепловая защита зданий» // Жилищное строительство. 2011. № 8. С. 2-6.

2. Кузьмин В.А., Шабанин Д.А., Цирлин А.М., Цыганков В.М., Ахременков Ан.А. Технико-экономическое сравнение методов экономии энергии за счет утепления зданий // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. № 9-10, 2014. С. 82-90.

3. Кузьмин В.А., Шабанин Д.А., Цирлин А.М. Математическое и компьютерное моделирование температурного и влажностного режима ограждений в строительстве. Материалы XVIII ежегодной молодежной научно-практической конференции «Наукоемкие информационные технологии» SIT-2014. С. 43-59.

4. Кузьмин В.А., Ахременков А.А., Цирлин А.М., Цыганков В.М. Энергетическая эффективность покрытия внутренней поверхности помещений отражательной теплоизоляцией // Строительные материалы. 2013. № 12. С. 65-67.

62016 ^^^^^^^^^^^^^^

ми прослойками № 7, 8 с тремя воздушными прослойками № 11, 12, с двумя воздушными прослойками № 5, 6. Так, для образца № 8 при толщине 48 мм конструкция обладает термическим сопротивлением R=1,37 м2оС/Вт при средней температуре 25oC, и при средней температуре 15 oC R =2,2 м2оС/Вт. Кроме того, прослеживается зависимость: увеличение термического сопротивления конструкций при уменьшении средней температуры образца. Можно предположить, что в суровых климатических условиях - при отрицательных температурах, замкнутые воздушные прослойки, находящиеся в зоне пониженных температур, будут обладать повышенным термическим сопротивлением, «динамически» изменяющимся.

Методики расчета сопротивления теплопередаче многослойных ограждающих конструкций с применением отражающей теплоизоляции с учетом многократного отражения приведены в ГОСТ Р 56734.2015 «Здания и сооружения. Расчет показателя теплозащиты ограждающих конструкций с отражающей теплоизоляцией». Расчет ограждающих конструкций согласно СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003», СП 230.1325800.2015 «Конструкции ограждающие зданий. Характеристики теплотехнических неоднородностей» в автоматическом режиме можно проводить с помощью расчетной программы «LIT THERMO ENGINEER Ограждающие конструкции» (свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2014617857).

Таким образом, проведенные исследования образцов многокамерных панелей подтвердили эффективность применения отражательных слоев в составе замкнутых воздушных прослоек, что позволяет получить экономию в затратах тепла на отопление и создать надежную теплозащитную оболочку здания. Анализ результатов эксперимента показал, что применение многокамерных панелей с отражательной теплоизоляцией перспективно для строительства жилых, промышленных, быстровозводимых зданий общественного, производственного, специального назначения, а также бытовых помещений.

References

1. Gagarin V.G., Kozlov V.V. Requirements for thermal performance and energy efficiency in the project actualized SNiP «Thermal protection of buildings». Zhilishchnoe stroitefstvo [Housing Construction]. 2011. No. 8, pp. 2-6. (In Russian).

2. Kuzmin V.A., Shabanin D.A., Tsirlin A.M., Tsygankov V.M., Akhremenkov An.A. Techno-economic comparison of methods of energy saving by insulation of buildings. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Problemy energetiki. 2014. No. 9-10, pp. 82-90.(In Russian).

3. Kuzmin V.A., Shabanin D.A., Tsirlin A.M. Mathematical

and computer modeling of temperature and moisture mode of fencing in construction. Papers of XVIII annual youth scientific and practical conference «High Information Technologies» SIT-2014, pp. 43-59 (In Russian).

4. Kuzmin V.A., Akhremenkov A.A., Tsirlin A.M., Tsygankov

V.M. The energy efficiency of coatings for the internal surface areas of the reflective insulation. Stroitefnye materialy [Construction Materials]. 2013. No. 12, pp. 65-67. (In Russian).

- 23

N образца Размеры, мм Термическое сопротивление, м2-°С/Вт, при t =15oC Термическое сопротивление, м2-°С/Вт, при t =25oC

1 250x250x46,4 1,44 0,969

2 250x250x47,1 1,85 1.28

3 250x250x46,6 1,59 1,29

4 250x250x25,8 0,81 0,739

5 250x250x26 0,85 0,82

6 250x250x25,7 0,82 0,81

7 250x250x48,1 2,1 1,206

8 250x250x48,3 2,2 1,37

9 250x250x47,2 1,57 1,36

10 250x250x45,5 1,63 0,92

11 250x250x37 1,82 1,03

12 250x250x37 1,86 1,08

13 250x250x37 1,47 1,08

Доклады VII Академических чтений «Актуальные вопросы строительной физики»

Ц M .1

Научно-технический и производственный журнал

5. Умнякова Н.П. Теплозащита замкнутых воздушных прослоек с отражательной теплоизоляцией // Жилищное строительство. 2014. № 1-2. С. 16-20.

6. Умнякова Н.П. Теплопередача через ограждающие конструкции с учетом коэффициентов излучения внутренних поверхностей помещения // Жилищное строительство. 2014. № 6. С. 14-17.

7. Умнякова Н.П. Снижение теплопотерь поверхности за-радиаторной стенки // Жилищное строительство. 2015. № 2. С. 21-24.

8. Мананков В.М. Отражающая теплоизоляция в энергосберегающем строительстве // Вестник МГСУ. 2011. №3. С. 319-326.

9. Мананков В.М. Отражающая теплоизоляция в энергосберегающем строительстве // Все о ЖКХ. 2011. №2. С. 57-59.

10. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. М.: АВОК-ПРЕСС, 2006. 226 с.

11. Андреев Д.А., Могутов В.А. Теплотехнические характеристики многослойных ограждающих конструкций со слоями отражающей изоляции. Сборник трудов НИИСФ. 2002. С. 139-146.

12. Андреев Д.А., Могутов В.А., Цирлин А.М. Выбор расположения слоев ограждающей конструкции с учетом предотвращения внутренней конденсации // Строительные материалы. 2001.№ 1.С. 42-45.

В муниципальном детском саду «Бибигон», который находится в ЖК «Загородный квартал» (девелопер RDI) в городском округе Химки (Московская обл.), Всероссийский природоохранный социальный проект «Экобокс» установил специальный экоконтейнер для сбора и временного хранения градусников, ламп и батареек. Теперь малыши и их родители смогут правильно утилизировать опасные бытовые отходы.

Жители г.о. Химки заботятся о состоянии окружающей среды в родном округе. На текущий момент такие экоконтейнеры присутствуют на всех специализированных площадках ТКО города и многих социальных объектах. Правильная утилизация опасных бытовых отходов - важная и неотъемлемая часть заботы об окружающей среде и здоровье населения.

Воспитание бережного отношения к природе необходимо с детства. Это поможет будущему поколению сделать раздельный и правильный сбор мусора общепринятой традицией и правилом хорошего тона. Всероссийский природоохранный социальный проект «Экобокс» ведет образовательную деятельность, проводит экоуроки и экоквесты, а также устанавливает и обслуживает экобоксы в социальных объектах безвозмездно.

Химки - лидер Московской области по количеству установленных экобоксов. Всего на территории городского округа их установлено 238, включая контейнерные площадки, социальные объекты (детские сады и школы). Этой весной экобоксы также появились во всех православных храмах города.

«Экобокс» - это единственный в России сертифицированный эко-контейнер, предназначенный для безопасного сбора и временного хранения опасных отходов: отработанных энергосберегающих ламп, батареек и других химических источников питания. «Экобокс» за год собирает 4200 ламп, 60 кг батареек и 150 градусников. Опасные отходы вывозятся на специализированный завод, где производится их демеркуризация и

5. Umnyakova N.P. Thermal protection of closed air layers with reflective insulation. Zhilishchnoe stroitel'stvo [Housing Construction]. 2014. № 1-2, pp. 16-20. (In Russian).

6. Umnyakova N.P. Heat transfer through the building envelope

taking account of the emissivity of the internal surfaces of the room. Zhilishchnoe stroitel'stvo [Housing Construction]. 2014. No. 6, pp. 14-17. (In Russian).

7. Umnyakova N.P. Decrease of a heat loss surface cardiotomy

wall. Zhilishchnoe stroitel'stvo [Housing Construction]. 2015. No. 2, pp. 21-24.(In Russian).

8. Manankov V.M. Reflective insulation in energy-efficient construction. Vestnik MGSU. 2011. No. 3, pp. ????. (In Russian).

9. Manankov V.M. Reflective insulation in energy-efficient construction. Vse o ZhKKh. 2011. No. 2, pp. ?????(In Russian).

10. Fokin K.F. Stroitel'naya teplotekhnika ograzhdayushchikh chastei zdanii. [Building heat engineering of enclosing parts of buildings.] Moscow: ABOK-PRESS, 2006. ??? p. (In Russian).

11. Andreev D.A., Mogutov V.A. Thermal performance of multilayer enclosing structures with layers of reflective insulation. Sbornik trudov NIISF, 2002. Pp. ????(In Russian).

12. Andreev D.A., Mogutov V.A., Tsirlin A.M. The choice of location of the layers enclosing structures subject to prevent internal condensation. Stroitel'nye materialy [Construction Materials].2001. No. 1, pp. ???? (In Russian).

утилизация. А неопасные части этих предметов получат вторую жизнь. К примеру, полученное из отслуживших лампочек и градусников стекло будет использовано для создания блеска бордюрной плитки.

Всероссийский природоохранный социальный проект «Экобокс» занимается реализацией проектов по сбору и утилизации отходов 1-го класса опасности, а именно ртутьсодержащих ламп и градусников, а также элементов питания (батареек) на территории РФ. Присутствует на территории Москвы, Московской области, Ярославской области, республики Башкортостан, Краснодарского края, Челябинска и Сургута. В рамках социального проекта проводятся образовательные мероприятия, целью которых является формирование экологической культуры населения.

По материалам пресс-службы Всероссийского природоохранного социального проекта «Экобокс»

^^^^^^^^^^^^^ |б'2016

В ЖК «Загородный квартал» в Химках установили экобокс для сбора ламп, градусников и батареек