Economic justification of expediency applications of vacuum thermal insulation in enclosing structures of residential buildings

Texto integral

В условиях преодоления экономикой страны кризисных явлений российские предприятия стремятся не потерять ожидаемую прибыль и рассчитывают, по возможности, её увеличить. На увеличение прибыли влияет как рост доходов, так и сокращение расходов. Снизить стоимость строительства можно, в том числе, и за счет применения современных материалов. Наиболее оптимальным решением, с точки зрения затрат, является утепление стен, что позволяет снизить стоимость и сделать дом более комфортным для проживания. Наиболее эффективным и перспективным теплоизоляционным материалом в настоящее время является вакуумная теплоизоляция. Согласно расчетам для жилого многоэтажного дома, фасад которого представлен на рисунке 1, требуется 1077 м3 кирпичной кладки и 2100 м2 утеплителя. В качестве наполнителя в разработанных ВИП-панелях вместо микрокремнезема марки Конасил-200 использовался микрокремнезем, полученный из диатомита Атемарского месторождения Республики Мордовия, а также 10% диоксида титана, 12,5% минерального волокна, что существенно уменьшило себестоимость панели (оболочка - 12 мкм PETmet), составившей 473,4 руб./м2.

Рис. 1. Фасад жилого многоэтажного дома.

Для сравнения был проведен расчет нескольких вариантов себестоимости ограждающих конструкций рассматриваемого жилого здания (рис. 2). Согласно сравнительному анализу, применение вакуумной панели в качестве теплоизоляционного слоя может способствовать  снижению себестоимость ограждающих конструкций  на 2 529 660 руб. относительно конструкции с утеплителем Rockwool Фасад Баттс, и на 11 736 000 руб. относительно конструкции из поризованного кирпича при обеспечении одинакового сопротивления теплопередачи.

Рис. 2. Экономическое обоснование целесообразности применения вакуумной теплоизоляции в ограждающих конструкциях.

С учетом полученного коэффициента теплопроводности предлагаемых ВИП-панелей был проведен теплотехнический расчет ограждающих конструкций жилого дома (рис. 3 – 5) с использованием в качестве теплоизоляционного материала разработанных вакуумных панелей разной толщины. Требуемое сопротивление теплопередаче для наружных стен должно быть (согласно требований СП 50.13330.2012) не менее 3,30 (м2·оС)/Вт, для конструкций перекрытий над неотапливаемым подвалом – не менее 3,90 (м2·оС)/Вт, для утепления кровли – не менее 4,90 (м2·оС)/Вт. Результаты расчетов сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций жилого дома  с использованием вакуумного теплоизоляционного материала толщиной 20 и 30 мм для наружных стен, толщиной 30 и 40 мм для перекрытий над неотапливаемым подвалом и кровельного покрытия такой же толщины приведены в таблице 1, где R0Тр – требуемое сопротивление теплопередаче, Rф – фактическое сопротивление теплопередаче.

Рис. 3. Конструкции стен из кирпичной кладки с вакуумным утеплителем: 1 – облицовка из кирпича 120 мм, 2 – вакуумная панель 20 – 30 мм, 3 – кладка кирпичная 380 мм, 4 – известково-песчаная штукатурка 20 мм.

Рис. 4. Конструкция перекрытия над неотапливаемым подвалом с применением вакуумных панелей: 1 – плита перекрытия 220 мм; 2 – вакуумная панель 30 – 40 мм; 3 – лаги; 4 – фанера/дощатые полы 25 мм; 5 – подложка вспененная 1 слой; 6 – пол (щиты паркетные) 3,5-5 мм.

Рис. 5. Конструкция покрытия с использованием вакуумного утеплителя: 1 – железобетонная плита покрытия 220мм, 2 – унифлекс ТПП, 1 слой, 3 – вакуумная панель 30 мм, 4 – керамзитобетонный гравий 10 – 200 мм, 5 – армированная ц/п стяжка – 50 мм, 6 – праймер битумный, 7 – техноэласт.

Таблица 1

Сопротивление теплопередачи конструкций

Расчеты и анализ применения ВИП-панелей, разработанных на базе местного сырья, позволяет сделать следующие выводы:

• для получения качественных вакуумных теплоизоляционных панелей, которые можно использовать в качестве теплоизоляционного материала в ограждающих конструкциях жилых зданий, широко используемый наполнитель микрокремнезем марки Конасил-200, можно заменить на не менее эффективный диоксид кремния, полученный из диатомита Атемарского месторождения республики Мордовия [1];
• использование вакуумной изоляции позволит увеличить полезную площадь помещения жилого здания за счет снижения толщины утеплителя;
• для уменьшения коэффициента теплопроводности в состав наполнителя вакуумной панели можно ввести до 10% диоксида титана и 12,5% минерального волокна и использовать оболочку – 12 мкм PETmet [2];
• оптимальная толщина ВИП-панелей для применения в ограждающих конструкциях из кирпичной кладке – 30 мм, для утепления перекрытия – 40 мм, для утепления кровли – 40 мм.
• коэффициент теплопроводности вакуумных панелей стабилен, изменяется во время эксплуатации не значительно;
• применение в качестве утеплителя ВИП-панелей экономически выгодно при строительстве жилых зданий.

Sobre autores

L. Kupriyashkina

Autor responsável pela correspondência
Email: fac-build@adm.mrsu.ru
Rússia

P. Osina

Email: fac-build@adm.mrsu.ru
Rússia

E. Pixina

Email: fac-build@adm.mrsu.ru
Rússia

D. Ermolayev

Email: fac-build@adm.mrsu.ru
Rússia

Bibliografia

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares

Ação

1. JATS XML

Baixar

2. Fig. 1. The facade of a multi-storey residential building.

Baixar (94KB)

Metadados

3. Fig. 2. Economic justification of the expediency of using vacuum thermal insulation in enclosing structures.

Baixar (38KB)

Metadados

4. Fig. 3. Wall structures made of brickwork with vacuum insulation: 1 – 120 mm brick cladding, 2 – 20-30 mm vacuum panel, 3 – 380 mm brick masonry, 4 – lime–sand plaster 20 mm.

Baixar (18KB)

Metadados

5. Fig. 4. The construction of the ceiling above the unheated basement using vacuum panels: 1 – floor slab 220 mm; 2 – vacuum panel 30 – 40 mm; 3 – logs; 4 – plywood/board floors 25 mm; 5 – foam substrate 1 layer; 6 – floor (parquet boards) 3.5-5 mm.

Baixar (32KB)

Metadados

6. Fig. 5. Coating design using vacuum insulation: 1 – reinforced concrete coating plate 220mm, 2 – uniflex CCI, 1 layer, 3 – vacuum panel 30 mm, 4 – expanded clay gravel 10 – 200 mm, 5 – reinforced c/p screed – 50 mm, 6 – bitumen primer, 7 – technoelast.

Baixar (37KB)

Metadados