Проектиране и конструкция на топлонепропускливи сгради

18.05.2015, Брой 2/2015 / Технически статии / Енергийна ефективност

  • Проектиране и конструкция на топлонепропускливи сгради
  • Проектиране и конструкция на топлонепропускливи сгради
  • Проектиране и конструкция на топлонепропускливи сгради

Технически статии

 

Постигането на висока степен на топлонепропускливост в съвременните сгради е изключително важно с оглед на все по-сериозните изисквания за енергийна ефективност и комфорт на обитателите и съществена част от концепцията за пасивно строителство. Всяка една нискоенергийна сграда трябва да гарантира максимална въздухонепроницаемост (херметичност), за да се предотвратят загубите на топлинна енергия.

Ползите от оптимизиране на сградната топлоизолация и закупуване на енергийно ефективно отоплително оборудване лесно могат да бъдат пропилени, ако сградната обвивка не е достатъчно цялостно топлонепропусклива.

Отделните материали и елементи на обвивката се характеризират с различен коефициент на топлосъпротивление, който се състои в способността им да задържат топлината във вътрешността на сградата. Колкото по-високи са стойностите на този коефициент, толкова по-добри са изолационните свойства на материалите.

За да бъде постигната оптимална топлонепропускливост на сградата, освен избор на материали с висок коефициент на топлосъпротивление, е необходимо и елиминиране на всички процепи, фуги, луфтове и разстояния между отделните елементи на ограждащата обвивка, които играят ролята на топлинни мостове.

Особености на херметичните сгради
Лошата въздухонепроницаемост на една сграда може да доведе до загуби на топлина в размер на до 40% от потребената енергия. Нивото на херметичност (въздухопропускливост) се измерва в m3/h/m2 и представлява количеството въздух, което излиза през сградната обвивка в околната среда на час, разделено на вътрешната площ на ограждащите елементи, при разлика между налягането във и извън сградата от 50 Pa. Колкото по-ниска е стойността на коефициента на въздухопроницаемост, толкова по-топлонепропусклива е сградата.

С нарастване на нивото на херметичност на сградата намалява потребността от енергия за отопление и охлаждане, но се увеличава нуждата от контролирана вентилация за осигуряване на здравословна и комфортна среда за обитаване. Ето защо процесът на проектиране на топлонепропускливи сгради включва още изготвяне и реализиране на адекватна стратегия за вентилация.

Изпитване за въздухонепроницаемост
Херметичността на сградния контур е тясно обвързана с топлинните характеристики на сградата и може да бъде измерена посредством специален тест. Изпитването за въздухонепроницаемост на сгради е задължително при пасивното строителство с цел доказване, че конструкцията покрива критериите по стандарта “Пасивна сграда”.

За целта се използват един или няколко вентилатора (в зависимост от обема на помещенията), които нагнетяват или всмукват въздух до постигане на разлика от 50 Ра в налягането между вътрешността на сградата и околната среда. Проблемните места се идентифицират посредством специални уреди.

В някои държави този метод е задължителен елемент от процеса по енергийно обследване на сгради и издаване на енергийни паспорти. Спецификациите и методологията на изпитване са зададени в стандарта БДС EN 13829:2003 - Топлинни характеристики на сгради. Определяне на въздухопроницаемост на сгради. Метод с нагнетяване с вентилатор.

Обичайни зони с термомостове и въздушни течове
При проектиране и конструкция на топлонепропускливи сгради е необходимо да бъдат отчетени традиционните локации, в които се допускат загуби на топлина и проблемните зони да бъдат предвидени възможно най-рано.

Сред обичайните места в сградите, за които е характерно наличието на въздушни течове, са фугите между плочите, двойните подове и окачените тавани, местата, в които греди или други подпорни елементи преминават през стените, подовете и таваните, както и отворите за тръби, кабели, контакти и въздуховоди.

Обикновено тези отвори са доста по-големи от необходимото, за да позволят безпроблемен монтаж на сервизните елементи, но това създава допълнителни проблеми при уплътняването им. По традиция предпоставки за възникването на топлинни мостове създават и недобре уплътнените каси на врати и рамки на прозорци, отворите около вентилатори, апсиратори и абсорбатори, липсата на фугиращи системи и уплътнения между отделните панели и настилки и др.





Съвети за уплътняване на сервизни отвори
Отворите за прокарване на тръби, електрически и комуникационни кабели, въздуховоди, контакти и други сервизни елементи се нуждаят от прецизно уплътняване, тъй като създават предпоставки за възникването на въздушни течове и загуби на топлина или енергия. За някои от тези приложения на пазара са налични специални капаци или уплътнители, които обикновено са изработени от каучук, силикон или пластмаса.

Гъвкавите уплътнения са препоръчителни за отвори с неправилна форма или за такива на неудобни места. При проектиране на сградата е добре да се предвиждат подходящи локации за сервизните отвори, далеч от ъгли например, за да се улесни уплътняването впоследствие. Добре е празните места около отворите да бъдат напълно запечатани преди монтиране на свързаното със сервизните елементи оборудване - кухненски уреди, мивки, ОВК тела и др.

За да бъде напълно запечатано оставащото пространство, обикновено се използват различни течни уплътнители на силиконова основа, полиуретанова пяна, която се раздува и попълва цялото пространство, и други подобни системи.

Важно е уплътняващата смес да се нанесе дълбоко в отвора, а не само около повърхността, като за целта обикновено се използват специални дълги накрайници. При по-широки отвори около тръби или въздуховоди е препоръчително да се постави и слой топлоизолация, за да се елиминират загубите на енергия.

Важно изискване е химичният състав на течните уплътнители, използвани за запълване на отвори около кабели с полимерна или гумена изолация, да не създава предпоставки за повреждане на обвивката им. Съществуват и специални уплътнителни системи с изолационни свойства, които предотвратяват загубите на топлина и потенциалните рискове от възникването на пожар.

Сухи подови, стенни и таванни системи
Технологиите за т.нар. „сухо строителство” все по-често се използват в конструкцията на съвременните сгради поради техните добри изолационни свойства, лесното и бързо монтиране и възможностите за изравняване на неравни повърхности, безпроблемно нанасяне на различни декоративни материали върху тях и приложимостта им за всички ограждащи елементи на помещенията и сградите.

В основата на концепцията за „сухо” строителство е липсата на мокри процеси и потенциалът да се замени полагането на дебели слоеве мазилка с бързо и ефективно решение, неизискващо продължително съхнене.

Сред широко прилаганите системи са гипсокартонът и гипсфазерът, полистиренът и други видове олекотени плочи от различни материали. За въздушна бариера при такива системи е добре да се използва паропропусклива мембрана, за да се предотврати образуването на влага, конденз или мухъл.

За да се осигури оптимална топлонепропускливост на третирания ограждащ елемент, е добре под плочите да се постави цялостен топлоизолационен слой, например фолио. Самите плочи трябва да бъдат добре свързани помежду си и да не се оставят големи разстояния или луфтове. Фугите обикновено се запълват със специално предназначени за целта смеси, като в много случаи допълнително се облепват със залепваща лента по цялата дължина на контактната зона.

Ако при монтажа на системата се появяват пукнатини или счупвания в плочите, те също трябва да бъдат запечатани на принципа на контактните фуги.
Когато в ограждащите елементи, върху които се полагат „сухи” системи, има сервизни отвори, е добре те да бъдат запечатани добре преди полагането на плочите, а след това допълнително да се уплътни и самият отвор в плочата.




Вътрешни дървени и метални конструкции
При полагането на различни дървени и метални плочи и конструкции (паркети, дюшемета, рамки, преградни стени, решетки за окачени тавани и др.) в сградите, които е предвидено да бъдат оптимално херметични, е добре да се използват гъвкави (например течни или пенообразни) уплътнителни решения поради нееластичния характер на дървото и металите.

Широко използвани са системите, които се прилагат с пистолет с дълъг накрайник, за да се осигури дълбоко и плътно проникване на уплътняващата смес. Важно е да бъдат уплътнени всички места, в които конструкциите или монтажните им елементи преминават или навлизат в ограждащата обвивка. Съществено изискване е тези отвори да бъдат запечатани преди последващи дейности, свързани с дървените или метални конструкции, за да не бъде възпрепятстван достъпът впоследствие.

Външни и преградни стени
При конструкцията на външните стени на топлонепропускливи сгради трябва да бъде отделено най-голямо внимание на предотвратяването на евентуални въздушни течове и топлинни мостове. Традиционно се полагат топлоизолационен и хидроизолационен слой.

Поради по-голямата температурна разлика между околната среда и вътрешните помещения при външните ограждащи елементи е добре се изпълни непрекъсната въздушна бариера, за да се предотврати образуването на конденз или мухъл, както и загубата на енергия.

Необходимо е да се осигури добро свързване между отделните слоеве на външната обвивка на сградата, като се елиминират луфтовете и разстоянията между елементите на всеки слой преди полагането на следващия. Важно е свързващите и уплътняващите системи да са подходящи за работа с топлоизолационните и хидроизолационните плочи, за да се избегне химическото или механичното им повреждане.

Препоръчително е при полагане, свързване и уплътняване дословно да се спазват инструкциите на производителя. Добре е и преградните стени в херметичните сгради да бъдат третирани като външните, за да се осигури оптимална топлонепропускливост.


 

Покриви и тавани
Всички описани дотук принципи за постигане на оптимална херметичност на ограждащата обвивка на сградата важат в пълна степен и за покривите. Особеност при тях обикновено е полагането на специфична покривна система, която може да е съставена от керемиди, плочи или друг вид елементи с по-малък размер.

При тези системи са налице повече на брой компоненти и съответно - повече контактни зони за уплътняване с по-голяма обща площ. Обикновено керемидите и плочите се монтират върху покривите след предварително полагане на хидро- и топлозолационните слоеве. Съвременните системи са решени със специфичен дизайн, който позволява плътно свързване или сглобяване на отделните керемиди или плочи с цел редуциране на топлинните мостове.

Особеност представляват окачените тавани, при които плочи от олекотени материали се монтират върху специална конструкция (обикновено метална решетка). Окачените тавани типично са изграждат, за да скрият сервизни елементи като тръби, въздуховоди и др., като се получава обособена зона между основния таван и помещението. В тях често се вграждат и осветителни тела.

Множеството компоненти на такива конструкции предполагат и наличието на множество термомостове. Ето защо е необходимо отворите за монтажните елементи на решетката да бъдат идеално уплътнени и запечатани преди поставянето на олекотените плочи. При монтажа на осветителите в плочите е добре празните пространства да бъдат уплътнявани със специално предназначени за целта решения, тъй като в противен случай може да се стигне до прегряване на телата на светлоизточниците и риск от пожар.

Прозорци и врати
При проектирането на херметични сгради е добре в плановете да се отбележи изрично контурът на елементите на въздушната бариера, за да са наясно изпълнителите на отделните системи и да се изберат оптимални решения за свързване и уплътняване. Това важи в особена степен за местата, в които се монтират врати и прозорци, тъй като те традиционно предполагат наличието на термомостове.

При избора на прозорци и врати за топлонепропускливи сгради е добре да се търсят продукти, които осигуряват оптимално плътно затваряне. Препоръчително е да се избягват сложни геометрични форми или конструкции с множество съставни компоненти, тъй като това възпрепятства последващото уплътняване.

Касите на вратите и рамките на прозорците е необходимо да бъдат добре уплътнени при монтажа им в стените. За целта обикновено се използват полиуретанови пени и други подобни видове течни уплътнители, които се раздуват и запълват празните пространства. Върху тях се полагат специални замазки, които да осигурят целостта на въздушната бариера.

Около подвижната част на външните врати обикновено се прилагат и допълнителни уплътняващи ленти, които да гарантират плътно затваряне и да елиминират въздушните течове в затворено състояние.



 

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

ОВК инсталации в пасивни сградиТехнически статии

ОВК инсталации в пасивни сгради

По-добрата информираност относно енергийната ефективност и изменението на климата стана причина за редица нови посоки на развитие на строителния сектор - например с концепции като пасивни къщи, нисковъглеродни сгради и дори сгради с нулеви емисии. Всички нисковъглеродни сгради, било то къщи, офис сгради или заводи, постигат общата си цел като прилагат всякакви екологични технологии и стратегии.

Нови стандарти, материали и технологии в сферата на пасивното строителствоТехнически статии

Нови стандарти, материали и технологии в сферата на пасивното строителство

Пасивното строителство е основна технологична тенденция в областта на енергийната ефективност в съвременния сграден сектор. “Пасивна къща” (Passive House) е водещ световен стандарт за енергийноефективно проектиране.

Енергийно позитивни сградиТехнически статии

Енергийно позитивни сгради

Дълго време специалистите считаха нулево енергийните и пасивните сгради за максимума по отношение на енергийната ефективност в строителната и проектантска дейност. Идеята за сграда, която произвежда повече енергия отколкото използва, някога принадлежеше на далечното и непостижимо бъдеще.

Нискоенергийни и пасивни сградиТехнически статии

Нискоенергийни и пасивни сгради

Към момента по отношение на нискоенергийните сгради не е разработен единен стандарт и съответно в различните държави са валидни различни стандарти. Най-често като база за сравнение се използват валидните към момента строителни стандарти. Приема се, че една сграда може да бъде класифицирана като нискоенергийна, ако разходите за отопляването й се намалят поне с 30%. В повечето случаи обаче като нискоенергийни се определят сгради, чиято специфична потребност от отопление е по-ниска от 48 kWh/m2 на нето етажна площ за една година. Това обикновено е около 52% по-малко от необходимото за отопляването на повечето стандартни сгради.

АБОНИРАЙ СЕ БЕЗПЛАТНО СЕГА

 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание ТД Инсталации. TLL Media © 2017 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top