С. МАРЦЕЛЛА (CDT, RRO, RCI). ДОЛГОВЕЧНОСТЬ...
КРОВЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Теплоизоляция из каменной ваты в кровельных системах дает возможность реализовывать различные проектные решения, обеспечивающие повышение теплозащитных характеристик. При использовании совместно с вспененными полимерными теплоизоляционными материалами, изоляция из каменной ваты позволяет создавать кровельные системы с высоким уровнем тепловой защиты. Гибридные материалы Кровельные системы имеют большое количество вариантов, предусматривающих различные виды изоляции, и каждый проектировщик при выборе конструкции должен полагаться на ряд критериев. В соответствии с требованиями технического руководства NRCA для мягких (мембранных) кровельных систем –2011, «идеальный теплоизоляционный материал для кровельных систем должен обладать следующими свойствами:
• быть совместимым с битумом и другими клеями;
• состоять из совместимых компонентов;
• обладать ударопрочностью, огнестойкостью, влагостойкостью;
• обеспечивать необходимый уровень тепловой защиты;
• иметь стабильное значение R;
• обеспечивать возможность крепления, стабильность размеров;
• иметь необходимую прочность на сжатие и т.д. В действительности, ни один коммерчески доступный в настоящее время продукт не обладает всеми этими идеальными свойствами. Поэтому проектировщики должны выбирать жесткие теплоизоляционные материалы, которые имеют свойства, наиболее подходящие для конкретных условий проекта». Кровельная теплоизоляция из вспененных материалов, особенно полиизоцианурата, имеет более высокие заявленные значения R, чем другие коммерчески доступные изоляционные материалы. По этой причине проектировщики часто останавливали свой выбор на вспененных теплоизоляционных материалах. Теплоизоляция из каменной ваты, изготавливаемая из базальтовых пород и металлургических шлаков, обладает естественной огнестойкостью, устойчивостью против образования плесени, а также стабильностью размеров. Применяемые производственные процессы позволяют придавать изготавливаемым теплоизоляционным материалам дополнительно водоотталкивающие, ударопрочные и звукопоглощающие свойства. Естественные характеристики материала и свойства, придаваемые в процессе производства, совместно позволяют получать прочную теплоизоляцию со стабильным значением R. Стабильность размеров Чтобы свести к минимуму напряжения между кровельным покрытием (мембраной) и основанием, возникающие под воздействием термического расширения, теплоизоляция должна обладать стабильностью размеров в заданном диапазоне температур. В табл. 1 приведены коэффициенты температурного расширения при 122 F некоторых распространенных теплоизоляционных материалов, применяемых при устройстве кровель. Следует обращать внимание на существенные различия между различными типами теплоизоляционных материалов, учитывая совместно температурные деформации кровельных мембран, оснований и теплоизоляционных материалов, с учетом промежутков (зазоров) между теплоизоляционными плитами, чтобы в результате свести к минимуму потери тепла через изоляционные промежутки. Как было показано в статье «Эффект воздействия механических соединений и зазоров между теплоизоляционными плитами на теплозащитные характеристики малоуклонных кровель», опубликованной в журнале «Вопросы теплозащиты и строительной науки» (апрель 2000 г.), зазоры между плитами теплоизоляции из вспененного полиизоцианурата значительно сокращают значение R для крыши. В статье были приведены результаты исследований, показывающие, что при применении двухслойной изоляции зазоры между плитами шириной 1 дюйм снижают значение R для кровельной системы на 14,5 % при средней температуре изоляции 30 F и на 10,2 % при 123 F. Для однослойной изоляции значение R для кровельной системы снижается на 16,7 % при средней температуре изоляции 30 F и на 14 % при 123 F. Этим обусловливается необходимость использования материалов, которые стабильны по размерам, что не только сводит к минимуму напряжения между мембраной и основанием, но также увеличивает преимущества устройства непрерывной теплоизоляция крыши в два слоя, которое признается лучшей практикой устройства кровель. Тепловые характеристики В производстве различных типов теплоизоляции используются различные методы для получения требуемого значения R. В теплоизоляции из каменной ваты значение R определяется только воздухом, содержащимся между волокнами материала, и не зависит от диффузии. В производстве вспененных полимерных материалов с закрытыми порами используются пенообразователи, такие как пентан, чтобы обеспечить более высокие значения R. Поэтому пенопласты, в том числе вспененный полиизоцианурат, характеризуются уменьшением значения R с течением времени вследствие выхода газов из материала
– этим проявляется эффект старения. Тепловое сопротивление утеплителя из каменной ваты зависит только от количества воздуха, содержащегося между волокнами. Таким образом, заявленное значение R будет сохраняться на протяжении всего срока службы конструкции. Соответственно характеристики, контролируемые ASTM C518 («Стандартный метод испытаний стационарных характеристик теплопередачи…») остаются неизменными. Применение в конструкциях кровель теплоизоляционных материалов без учета изменения значения R (уменьшение теплового сопротивления) в процессе их эксплуатации может привести к резкому падению теплозащитных качеств крыш зданий и снижению эффективности использования энергии. В кровельной индустрии используется заявленное значение R, соответствующее значению R при средней температуре 75 F. Если внешняя температура составляет 25 F, то значение R и значение U будут отличаться (влияние температуры точки росы и изменения термического сопротивления). Чтобы определить термические требования, в инженерных расчетах обычно используют градусосутки отопительного периода и число холодных дней в году. Однако необходимо так же учитывать фактические температуры наружного воздуха и как они влияют на тепловые характеристики материала по сравнению с заявленным значением R при 75 F. Согласно информационному листу 502 «Температурная зависимость значений R для полиизоциануратных кровельной теплоизоляции», опубликованной в 2013 г. Building Science Corp., Somerville, Mass. (научный строительный консалтинг), некоторые теплоизоляционные пенопласты характеризуются снижением значений R при более низких температурах. Включив в конструкцию кровли, наряду со слоем полимерной вспененной теплоизоляции, близкий по толщине верхний слой теплоизоляции из каменной ваты, проектировщики могут тем самым создать условия для поддержания фактической температуры кровельной системы в целом ближе к расчетной. Т. е. более точного соответствия проектируемому значению. Это означает, что изменение температуры от внутренней поверхности конструкции к наружной будет более соответствующим расчетному, полученному на основе спецификации значений характеристик теплоизоляционных характеристик материалов, заявленных в технических паспортах. Еще одним фактором, осложняющим проектирование, является необходимость учета влияния различных климатических условий на значение K. Недавний мониторинг, проведенный RDH Engineering, Omaha, Neb., показал существенную тепловую инерцию теплоизоляции из каменной ваты по сравнению с полиизоциануратной теплоизоляцией. По данным исследовательской работы RDH инжиниринг «Monitored Field Performance of Conventional Roofing Assemblies
– Measuring the Benefits of Insulation Strategy», представленным на симпозиуме RCI 2013 г. по технологиям ограждающих конструкций, «это проявляется в результатах измерений теплового потока, показывающих снижение температуры поверхности кровли и лежащих ниже слоев материалов. Это отставание в температурах может быть полезным с точки зрения теплового комфорта и энергоэффективности. Снижение пиковой температуры кровельной мембраны так же, вероятно, снижает скорость старения мембраны». Крайне важно признать, что различные теплоизоляционные материалы работают поразному при различных температурах. Проектировщики и инженеры должны иметь в виду эти различия, используя заявленные значения термических характеристик материалов при компьютерном моделировании процессов теплопередачи. Более точное определение теплозащитных характеристик конструкций требует учета изменения этих характеристик в зависимости от температуры эксплуатации. Звукоизоляция Инженерыакустики для характеристики звукоизоляции используют количество децибел или интенсивность звука. Класс (рейтинг) звукоизоляции STC определяется как число, показывающее, насколько хорBuilding Partitions and Elements («Стандартный метод лабораторных испытаний…») и ASTM E413 Classification for Rating Sound Insulation («Классификация для рейтинга звукоизоляции»). Есть много причин для использования продукции с высокими звукоизолирующими свойствами, например, для металлических крыш, при применении систем вентиляции и кондиционирования, в строительных конструкциях зданий, расположенных вблизи аэропортов, школ и др. Некоторые местные районы требуют назначения особых акустических требований. На рис. 1 показано районирование акустических требований в ВирджинияБич, указывающее на необходимость сведения к минимуму воздушного шума в зданиях, построенных вблизи к взлетнопосадочной полосы аэропорта. Материалы из каменной ваты имеют более высокую удельную массу по сравнению с полимерными вспененными материалами, что, в сочетании с разнонаправленной ориентацией волокон, делает их естественным решением для применения в качестве шумоизоляции. Использование изоляции из каменной ваты значительно увеличивает звукоизоляцию крыш по сравнению с изоляцией из полимерных материалов. Снижение риска для окружающей среды Чтобы уменьшить вероятность распространения огня, в FM 4470 SinglePly, PolymerModified Bitumen Sheet, BuiltUp Roof (BUR) and Liquid Applied Roof Assemblies for use in Class 1 and Noncombustible Roof Deck Construction («Однослойные полимермодифицированные битумные листовые кровельные материалы для строительства с классом горючести 1…») выделена новая группа изоляционных материалов с негорючим ядром (NCC). Чтобы быть классифицированым как NCC, теплоизоляционный материал должен иметь содержание золы более чем 90 % (чем выше содержание золы, тем материал менее восприимчив к сгоранию), не производить пламени или дыма при нагревании и характеризоваться низким уровнем тепловыделения при горении <2.0 кДж/г или 860 БТЕ/фунт. Устройство слоя изоляции из каменной ваты над слоем полимерной вспененной теплоизоляции может обеспечить обитателей здания потенциальными выгодами в отношении безопасности
– пассивной противопожарной защиты. Кроме того, изоляция из каменной ваты при пожаре не будет «подливать масла» в огонь, как это делают некоторые пенопласты, и не будет выделять ядовитый дым, который может повлиять на обитателей здания или вызвать повышенный риск для окружающей среды. Другой способ Для проектировщиков теперь есть другой способ удовлетворения постоянно растущих требований к энергоэффективности кровельных систем. Использование репрезентативных значений R для изоляционных материалов в расчетах энергопотерь, выполняемых для различных типов материалов и тех или иных климатических условий, является неотъемлемой частью понимания тепловой эффективности кровельных систем и учета изменений теплотехнических характеристик в процессе эксплуатации. Это позволяет получать более точную информацию, которая предоставляется так же владельцам зданий. Гибридные системы с использованием теплоизоляции из каменной ваты совместно с полимерной теплоизоляцией позволяют сочетать лучшие свойства обоих изоляционных материалов и могут обеспечить более высокую долговечность и энергоэффективность кровельных систем, чтобы удовлетворять требованиям владельцев зданий, жильцов и способствовать защите окружающей среды. Материалы NRCA. Пер. с англ.
• быть совместимым с битумом и другими клеями;
• состоять из совместимых компонентов;
• обладать ударопрочностью, огнестойкостью, влагостойкостью;
• обеспечивать необходимый уровень тепловой защиты;
• иметь стабильное значение R;
• обеспечивать возможность крепления, стабильность размеров;
• иметь необходимую прочность на сжатие и т.д. В действительности, ни один коммерчески доступный в настоящее время продукт не обладает всеми этими идеальными свойствами. Поэтому проектировщики должны выбирать жесткие теплоизоляционные материалы, которые имеют свойства, наиболее подходящие для конкретных условий проекта». Кровельная теплоизоляция из вспененных материалов, особенно полиизоцианурата, имеет более высокие заявленные значения R, чем другие коммерчески доступные изоляционные материалы. По этой причине проектировщики часто останавливали свой выбор на вспененных теплоизоляционных материалах. Теплоизоляция из каменной ваты, изготавливаемая из базальтовых пород и металлургических шлаков, обладает естественной огнестойкостью, устойчивостью против образования плесени, а также стабильностью размеров. Применяемые производственные процессы позволяют придавать изготавливаемым теплоизоляционным материалам дополнительно водоотталкивающие, ударопрочные и звукопоглощающие свойства. Естественные характеристики материала и свойства, придаваемые в процессе производства, совместно позволяют получать прочную теплоизоляцию со стабильным значением R. Стабильность размеров Чтобы свести к минимуму напряжения между кровельным покрытием (мембраной) и основанием, возникающие под воздействием термического расширения, теплоизоляция должна обладать стабильностью размеров в заданном диапазоне температур. В табл. 1 приведены коэффициенты температурного расширения при 122 F некоторых распространенных теплоизоляционных материалов, применяемых при устройстве кровель. Следует обращать внимание на существенные различия между различными типами теплоизоляционных материалов, учитывая совместно температурные деформации кровельных мембран, оснований и теплоизоляционных материалов, с учетом промежутков (зазоров) между теплоизоляционными плитами, чтобы в результате свести к минимуму потери тепла через изоляционные промежутки. Как было показано в статье «Эффект воздействия механических соединений и зазоров между теплоизоляционными плитами на теплозащитные характеристики малоуклонных кровель», опубликованной в журнале «Вопросы теплозащиты и строительной науки» (апрель 2000 г.), зазоры между плитами теплоизоляции из вспененного полиизоцианурата значительно сокращают значение R для крыши. В статье были приведены результаты исследований, показывающие, что при применении двухслойной изоляции зазоры между плитами шириной 1 дюйм снижают значение R для кровельной системы на 14,5 % при средней температуре изоляции 30 F и на 10,2 % при 123 F. Для однослойной изоляции значение R для кровельной системы снижается на 16,7 % при средней температуре изоляции 30 F и на 14 % при 123 F. Этим обусловливается необходимость использования материалов, которые стабильны по размерам, что не только сводит к минимуму напряжения между мембраной и основанием, но также увеличивает преимущества устройства непрерывной теплоизоляция крыши в два слоя, которое признается лучшей практикой устройства кровель. Тепловые характеристики В производстве различных типов теплоизоляции используются различные методы для получения требуемого значения R. В теплоизоляции из каменной ваты значение R определяется только воздухом, содержащимся между волокнами материала, и не зависит от диффузии. В производстве вспененных полимерных материалов с закрытыми порами используются пенообразователи, такие как пентан, чтобы обеспечить более высокие значения R. Поэтому пенопласты, в том числе вспененный полиизоцианурат, характеризуются уменьшением значения R с течением времени вследствие выхода газов из материала
– этим проявляется эффект старения. Тепловое сопротивление утеплителя из каменной ваты зависит только от количества воздуха, содержащегося между волокнами. Таким образом, заявленное значение R будет сохраняться на протяжении всего срока службы конструкции. Соответственно характеристики, контролируемые ASTM C518 («Стандартный метод испытаний стационарных характеристик теплопередачи…») остаются неизменными. Применение в конструкциях кровель теплоизоляционных материалов без учета изменения значения R (уменьшение теплового сопротивления) в процессе их эксплуатации может привести к резкому падению теплозащитных качеств крыш зданий и снижению эффективности использования энергии. В кровельной индустрии используется заявленное значение R, соответствующее значению R при средней температуре 75 F. Если внешняя температура составляет 25 F, то значение R и значение U будут отличаться (влияние температуры точки росы и изменения термического сопротивления). Чтобы определить термические требования, в инженерных расчетах обычно используют градусосутки отопительного периода и число холодных дней в году. Однако необходимо так же учитывать фактические температуры наружного воздуха и как они влияют на тепловые характеристики материала по сравнению с заявленным значением R при 75 F. Согласно информационному листу 502 «Температурная зависимость значений R для полиизоциануратных кровельной теплоизоляции», опубликованной в 2013 г. Building Science Corp., Somerville, Mass. (научный строительный консалтинг), некоторые теплоизоляционные пенопласты характеризуются снижением значений R при более низких температурах. Включив в конструкцию кровли, наряду со слоем полимерной вспененной теплоизоляции, близкий по толщине верхний слой теплоизоляции из каменной ваты, проектировщики могут тем самым создать условия для поддержания фактической температуры кровельной системы в целом ближе к расчетной. Т. е. более точного соответствия проектируемому значению. Это означает, что изменение температуры от внутренней поверхности конструкции к наружной будет более соответствующим расчетному, полученному на основе спецификации значений характеристик теплоизоляционных характеристик материалов, заявленных в технических паспортах. Еще одним фактором, осложняющим проектирование, является необходимость учета влияния различных климатических условий на значение K. Недавний мониторинг, проведенный RDH Engineering, Omaha, Neb., показал существенную тепловую инерцию теплоизоляции из каменной ваты по сравнению с полиизоциануратной теплоизоляцией. По данным исследовательской работы RDH инжиниринг «Monitored Field Performance of Conventional Roofing Assemblies
– Measuring the Benefits of Insulation Strategy», представленным на симпозиуме RCI 2013 г. по технологиям ограждающих конструкций, «это проявляется в результатах измерений теплового потока, показывающих снижение температуры поверхности кровли и лежащих ниже слоев материалов. Это отставание в температурах может быть полезным с точки зрения теплового комфорта и энергоэффективности. Снижение пиковой температуры кровельной мембраны так же, вероятно, снижает скорость старения мембраны». Крайне важно признать, что различные теплоизоляционные материалы работают поразному при различных температурах. Проектировщики и инженеры должны иметь в виду эти различия, используя заявленные значения термических характеристик материалов при компьютерном моделировании процессов теплопередачи. Более точное определение теплозащитных характеристик конструкций требует учета изменения этих характеристик в зависимости от температуры эксплуатации. Звукоизоляция Инженерыакустики для характеристики звукоизоляции используют количество децибел или интенсивность звука. Класс (рейтинг) звукоизоляции STC определяется как число, показывающее, насколько хорBuilding Partitions and Elements («Стандартный метод лабораторных испытаний…») и ASTM E413 Classification for Rating Sound Insulation («Классификация для рейтинга звукоизоляции»). Есть много причин для использования продукции с высокими звукоизолирующими свойствами, например, для металлических крыш, при применении систем вентиляции и кондиционирования, в строительных конструкциях зданий, расположенных вблизи аэропортов, школ и др. Некоторые местные районы требуют назначения особых акустических требований. На рис. 1 показано районирование акустических требований в ВирджинияБич, указывающее на необходимость сведения к минимуму воздушного шума в зданиях, построенных вблизи к взлетнопосадочной полосы аэропорта. Материалы из каменной ваты имеют более высокую удельную массу по сравнению с полимерными вспененными материалами, что, в сочетании с разнонаправленной ориентацией волокон, делает их естественным решением для применения в качестве шумоизоляции. Использование изоляции из каменной ваты значительно увеличивает звукоизоляцию крыш по сравнению с изоляцией из полимерных материалов. Снижение риска для окружающей среды Чтобы уменьшить вероятность распространения огня, в FM 4470 SinglePly, PolymerModified Bitumen Sheet, BuiltUp Roof (BUR) and Liquid Applied Roof Assemblies for use in Class 1 and Noncombustible Roof Deck Construction («Однослойные полимермодифицированные битумные листовые кровельные материалы для строительства с классом горючести 1…») выделена новая группа изоляционных материалов с негорючим ядром (NCC). Чтобы быть классифицированым как NCC, теплоизоляционный материал должен иметь содержание золы более чем 90 % (чем выше содержание золы, тем материал менее восприимчив к сгоранию), не производить пламени или дыма при нагревании и характеризоваться низким уровнем тепловыделения при горении <2.0 кДж/г или 860 БТЕ/фунт. Устройство слоя изоляции из каменной ваты над слоем полимерной вспененной теплоизоляции может обеспечить обитателей здания потенциальными выгодами в отношении безопасности
– пассивной противопожарной защиты. Кроме того, изоляция из каменной ваты при пожаре не будет «подливать масла» в огонь, как это делают некоторые пенопласты, и не будет выделять ядовитый дым, который может повлиять на обитателей здания или вызвать повышенный риск для окружающей среды. Другой способ Для проектировщиков теперь есть другой способ удовлетворения постоянно растущих требований к энергоэффективности кровельных систем. Использование репрезентативных значений R для изоляционных материалов в расчетах энергопотерь, выполняемых для различных типов материалов и тех или иных климатических условий, является неотъемлемой частью понимания тепловой эффективности кровельных систем и учета изменений теплотехнических характеристик в процессе эксплуатации. Это позволяет получать более точную информацию, которая предоставляется так же владельцам зданий. Гибридные системы с использованием теплоизоляции из каменной ваты совместно с полимерной теплоизоляцией позволяют сочетать лучшие свойства обоих изоляционных материалов и могут обеспечить более высокую долговечность и энергоэффективность кровельных систем, чтобы удовлетворять требованиям владельцев зданий, жильцов и способствовать защите окружающей среды. Материалы NRCA. Пер. с англ.
ИЗОЛЯЦИЯ ИЗ КАМЕННОЙ ВАТЫ ОБЕСПЕЧИВАЕТ ПРОЧНОСТЬ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ
online просмотр