Свойства пеноблока как строительного материала: Пеноблоки как стройматериал, его свойства и характеристики |

Пеноблоки как стройматериал, его свойства и характеристики |

7 октября 2015      Напольные и стеновые материалы

Пеноблоки делают из цемента, жидкости, песка определенной фракции и специальных добавок, которые образуют обильную пену. Добавки могут быть синтетического или органического типа, при этом пенообразователи органического типа являются экологически чистыми материалами, изготавливаемыми из натуральных исходных продуктов, не имеющих классификации, как опасный материал. Синтетика более проста в приготовлении и имеет более низкую цену, но с их использованием получаются не такие прочные блоки, имеющие более низкое качество. К тому же они имеют четвертый класс опасности, что недопустимо для жилых помещений.

Недостроенный дом из пеноблоков

Технические параметры пеноблоков в значительной степени превышают аналогичные характеристики традиционных строительных материалов типа кирпича или блоков из цементной смеси, а также газобетона. Это относится к тепло-звукоизоляции, прочности на сжатие, весу и экологической чистоте изделий.

Пеноблоки: их изготовление и свойства

Аналогично газобетону пенобетон является ячеистым материалом, но производится совершенно другим способом. Пузырьки получаются не благодаря химической реакции, а методом смешивания готовой пены с цементной смесью. Во время перемешивания воздушные пузырьки перераспределяются по массе бетона. Блоки пенобетона изготавливаются при помощи нарезки общей массы материала на отдельные элементы или же заливкой нужных форм определенного размера прямо на стройплощадке.

Структура пеноблока

Пеноблоки практически не стареют, имеют высокую прочность, равную прочности натуральных строительных материалов. Пенобетон не подвержен гниению, не разрушается, имеет очень хорошее усилие на сжатие, что дает возможность использовать для стройки элементы с малым весом. Такая особенность пеноблоков приводит к увеличению теплового сопротивления здания.

Материал делится на следующие категории:

1. теплоизоляционные элементы;
2. конструкционно-строительные;
3. строительно-теплоизоляционные блоки.

Достоинства пеноблока

Также проводились испытания физических и технических свойств пенобетонов, который более  пяти лет применялся в виде теплоизолятора морозилки. После многочисленных циклов заморозки/оттайки прочность пенобетонных блоков была впятеро выше прочности блоков газобетона месячного возраста. Долговечность и морозостойкость пенобетона неавтоклавного изготовления также во много раз превышает подобный показатель ячеистого газобетона.

Из-за своего высокого сопротивления отрицательным температурам, здания из пенобетонных материалов обладают способностью собирать тепловую энергию, что дает возможность экономить на обогреве примерно на 25-30%. При этом отпадает необходимость в дополнительной теплоизоляции полов и стен строения.

Пенобетон предотвращает тепловые потери в зимний период, не боится воздействия влаги, дает возможность избежать резкого повышения температуры в здании летом. За счет впитывания излишков влаги и ее отдачи в нужное время, пенобетонные блоки способствуют созданию благоприятного микроклимата во внутренних помещениях, аналогичного микроклимату бревенчатого сруба.

Использование пеноблоков для возведения зданий и их преимущества

Кладка блоков из пенобетона

В качестве стройматериала в нашей стране пеноблоки стали применяться после принятия новых норм СНИП, которые касаются тепловой изоляции стен. Эти нормы привели к тому, что возводить стены из кирпича стало экономически невыгодно, поэтому для его замены стали подыскивать аналогичные по свойствам материалы, одним из которых оказался пенобетон. Стоимость его производства оказалась значительно меньшей, чем стоимость производства газобетона, при достаточно высоком качестве и эксплуатационных характеристиках.

Таким образом, блоки из пенобетона стали самыми доступными и универсальными для строительства новых зданий или реконструкции уже эксплуатируемых. Стены из пенобетонных блоков могут отделываться любыми видами декоративных материалов, от плитки и вагонки до штукатурки и кирпича.

Скорость кладки пеноблоков

Малая плотность материала, а значит и малый вес элементов, а также гораздо большие, в сравнении с кирпичом размеры, дают возможность в несколько раз повысить скорость строительства. Простота в обработке и отделке значительно упрощают штробление и резку каналов под электрическую проводку, электроарматуру, антенные вводы, трубы канализации и водопровода. Простота кладки материала облегчается точностью изготовления элементов, ведь линейный допуск составляет не более трех миллиметров.

Звукоизоляционные качества

Акустика пенобетонных блоков такова, что звуки поглощаются стенами без отражения, отличаясь этим от бетонных или кирпичных конструкций. В особенности сильно пеноблоки поглощают низкую частоту звука. Именно поэтому пенобетон используется как звукоизоляционный материал, укладываемый поверх плит железобетоных перекрытий. Это позволяет в значительной степени снизить пропускание шума через перекрытия в многоэтажных зданиях жилого или промышленного назначения.

Видео: Ерденево. Новый готовый под ключ дом из пеноблоков, в деревне, со всеми центральными коммуникациями.

Экологическая чистота пеноблоков

Пенобетонные блоки не выделяют токсичных и вредных веществ, материал по своим экологическим качествам уступает только древесине. Коэффициент экологической чистоты керамзита равен 20-ти, кирпича — 10-ти, ячеистых бетонов — 2-м, древесины — единице.

Размер пеноблоков в производстве и пожарная безопасность

Высокая точность изготовления элементов пеноблока позволяет производить укладку пеноблоков не на строительный раствор, а на специальный клеевой состав. Геометрическая точность блоков позволяет избегать возникновения мостиков холода, характерных для кирпичных и бетонных стен, а также в значительной мере снизить толщину конструкций. В сравнении с обычным бетоном, пеноблоки значительно легче, причем разница в весе может составлять до 87%. Согласно выполненным расчетам, стоимость строительства из пенобетона меньше в 1,2 раза, чем из ячеистого автоклавного газобетона.

Пеноблоки надежны в сфере пожарной безопасности, хорошо и надежно защищают от распространения огня. Проведенные испытания показали, что материал соответствует 1-ой степени устойчивости к пламени, поэтому он может использоваться в огнестойких строениях. Под воздействием сильного нагрева (к примеру, паяльной лампой) он не разрушается и не взрывается, как обычный бетон, поэтому внутренняя арматура оказывается защищенной от воздействия нагрева. Технические параметры пеноблоков в значительной степени превышают аналогичные характеристики традиционных строительных материалов типа кирпича или блоков из цементной смеси.

Одним из недостатков строительного материала является:

На стенах из пеноблока со временем могут появиться трещины, по причине поглощения влаги. Поэтому нужна защита облицовкой.

1. необходимость его защиты от воздействия атмосферных осадков — дождя и снега;
2. обязательность отделки фасадов зданий другим строительным материалом.
3. К недостаткам пенобетона в сравнении с газобетоном можно отнести качество геометрических размеров, поскольку погрешность у газобетона составляет всего 1 миллиметр. Для пенобетонных блоков возможно использование цементного раствора для кладки, тогда как газобетон укладывается исключительно на клеевой состав.

Производство пеноблоков их применение в строительстве

Пеноблоком называют материал, искусственный камень, предназначенный для возведения зданий и сооружений.

Пенобетонный блок изготавливают из простых и экологически чистых материалов, таких, как цемент (можно взять любую марку), мелкозернистый песок или другой мелкий заполнитель, вода, и специальная пена.

Содержание

• 1 Производство пеноблоков
• 2 Свойства пеноблоков
• 3 Применение пеноблоков в строительстве
• 4 Хранение пеноблоков
• 5 Как выбрать качественные пеноблоки

Производство пеноблоков

Ключевую роль в производстве пеноблока играет та самая специальная пена, обеспечивающая равномерное заполнение воздушными пузырьками всю толщину материала.

Благодаря пене пенобетонные блоки и приобретают свои уникальные свойства. Впервые этот материал был изготовлен в Европе, где он моментально приобрел большую популярность, после чего получил широкое распространение по всему миру.

Свойства пеноблоков

Немалую роль в этом сыграли уникальные свойства пенобетона, к которым можно отнести высокую экологичность, низкий объемный вес, что значительно облегчает процесс возведения зданий. Эти качества и характеристики пенобетонных блоков были высоко оценены опытными строителями и архитекторами.

Уже в начале российской «перестройки» строительный рынок оказался заполненным различными пенобетонными блоками, поэтому современное строительство немыслимо без использования этого материала, ведь его используют везде. Немалую роль сыграла и невысокая стоимость пеноблока.

Кроме тех свойств, о которых было сказано выше, пеноблоки также обладают другими, не менее хорошими характеристиками. Например, пеноблоки отличаются повышенной стойкостью к воздействию перепадов высоких и низких температур и общей прочностью. С этим материалом очень просто работать во время строительства, пеноблок легко разрезается и облицовывается.

Кроме того, пеноблок имеет хороший показатель по звукопоглощению, теплоизоляции и водоотталкивающим свойствам. Этот материал не дает практически никакой усадки и выигрывает при сравнении с кирпичом и другими конструкционными материалами по показателям теплопроводности, плотности, водопоглощения, прочности на сжатие.

Применение пеноблоков в строительстве

Поскольку пенобетоны и производные из него материалы обладают совершенно уникальными свойствами и характеристиками, то сфера их использования ограничивается только фантазией архитектора или строителя. Пенобетонные материалы используются во всех отраслях строительства и возведения зданий. Для этого приведем несколько примеров.

Пенобетоном можно возвести чердачное помещение в доме, тем самым обеспечив ему теплоизоляционную защиту. Также можно утеплить подвальное помещение. Это позволит изолировать его от земли и ограничить количество «мостов холода».

Пенобетоном можно устанавливать различные межкомнатные перегородки, возводить ненесущие стены, создавать разнообразные конструкции с утеплением пеноблоков, систему теплой кровли. И это далеко не всё, что можно сделать из пенобетонных блоков.

Качество приобретаемых пеноблоков зависит от производителя и поставщика. Из-за насыщения рынка строительных материалов различными товарами, можно нередко столкнуться с подделкой. Использование такого материала не просто нежелательно, но и вообще запрещено, ведь он может привести к опасным ситуациям на строительной площадки, и несет потенциальную угрозу безопасности строителей и будущих жильцов. Поэтому рекомендуется приобретать пенобетонные блоки не у посредников, а непосредственно у самих заводчиков-производителей.

Хранение пеноблоков

Производители особенно щепетильно заботятся об условиях хранения материала, ведь неправильная эксплуатация может привести к потере свойств материала, что непременно отразится на репутации завода. Уважающий себя производитель постарается приложить все усилия, чтобы этого не произошло.

При покупке пеноблоков знайте, что они должны храниться на специальных поддонах и быть завернутыми в специальную плёнку, которая предотвращает попадание влаги. При нарушении этих правил пеноблоки начинают трескаться и высыхать.

Как выбрать качественные пеноблоки

При покупке пенобетонных блоков обратите внимание на то, чтобы все блоки были одинакового размера. Чтобы оценить их размеры, просто положите пару блоков на ровную поверхность. Они должны плотно прилегать друг другу, не иметь в своем составе каких-либо изгибов. Такие блоки свидетельствуют о качественном производстве. Возьмите один пеноблок в руки, оцените его структуру. Материал, изготовленный на высшем уровне, не должен крошиться в руках.

Ломкая структура – показатель низкого качества материала. В этом случае производитель просто решил сэкономить на цементе, разбавив смесь для пенобетона избыточным количеством воды. Если на поверхности пенобетонного блока наблюдаются трещины, это значит, что при сушке блоков были нарушены какие-то правила. Деформации материала свидетельствуют о внутренних напряжениях, а конструкция, построенная из них, может оказаться опасной для жизни людей.

Идеальный пенобетонный блок имеет однородную структуру с круглыми пузырьками воздуха одинакового размера. Именно ваш выбор материала предопределит дальнейший процесс строительства и его результат.

Мифология строительных материалов Пенополистирол

Пенополистирол — широко распространенный теплоизоляционный материал, всем известный как пенополистирол. Его способность удерживать тепло определяет неподвижный воздух, изолированный в закрытых камерах. Материал легкий, прочный, легко поддается обработке и не требует специальных средств защиты при работе с ним. Казалось бы — идеальный материал?!

Так почему же споры вокруг пеноизоляции не утихают? Ответы на актуальные вопросы безопасности, долговечности, горючести, переносимости и правил применения в строительстве, а также привлекательности для мышей – в нашем обзоре. Специалисты «Строительства» разобрались.

Это вредно?

Пентан Пенополистирол состоит на 98% из воздуха и только на 2% из полистирола, являющегося сырьем для его производства и полученного полимеризацией стирола. Высокий процент воздуха в структуре материала обеспечивается практически полной (80–90 % при первичном и 10–20 % при вторичном вспенивании) заменой пенообразователя (пентана), который изначально содержится в гранулах и при они при нагревании становятся летучими, расширяясь и расширяясь (вспениваясь) гранулами полистирола. Остатки пентана «исчезают» на стадии старения гранул и готовых блоков. К моменту доставки конечного продукта потребителю пентан в пенопластовых изделиях либо отсутствует вовсе, либо его содержание настолько мало, что не представляет угрозы для здоровья человека.

В состав пенополистирола входит 98% воздуха, 2% полистирола. Ячейки закрытые

Остаточный мономер

Как известно, полная полимеризация стирола невозможна, в результате чего пенополистирол содержит в своем составе остаточный мономер стирол. Стирол – ядовитое вещество, относящееся к третьему классу опасности. Оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки и вредно действует на сердце и печень человека. Процентное содержание мономера в готовых качественно изготовленных плитах или блоках не более 0,005%. Миграция стирола в воздух не превышает 0,001 мг/м3. Предельно допустимая концентрация стирола: в воздухе рабочей зоны — 30 мг/м3; максимальная разовая доза — 0,04 мг/м3; среднесуточная — 0,002 мг/м3. Таким образом, возможное процентное содержание и миграция стирола в несколько раз и на порядок меньше предельно допустимой концентрации его содержания.

Молекула стирола

Деполимеризация

Полистирол является равновесным полимером, то есть находится в термодинамическом равновесии со своим мономером. Процесс деполимеризации начинается при температуре 320°С. Нормируемая температура применения изделий из пенополистирола составляет от минус 40°С до 80°С. Таким образом, выбросы стирола возможны только при температурах, значительно превышающих предельные. В диапазоне температур допуска к эксплуатации утеплитель из пенополистирола не опасен.

Проникновение

В любой многослойной стеновой конструкции, состоящей, например, из кирпича, пенополистирола и слоя штукатурки, градиент парциального давления газовой смеси направлен изнутри наружу: газ всегда стремится из области с высокое парциальное давление в область от низкого — от теплого к холодному. Поэтому миграция любых небезопасных веществ возможна только наружу, а не внутрь.

При этом вероятность проникновения стирола через пластырь толщиной 2 см в четыре раза ниже, чем вероятность проникновения клетки вируса СПИДа через контрацептивный латекс.

Это опасно?

Пенополистирол является горючим материалом и относится к высшей группе горючести — Г4. При воздействии открытого огня он, скорее всего, сгорит.

Огнестойкость для использования в строительстве. Пенополистирол допускается к применению на стройплощадках только тогда, когда в состав введены гранулы, используемые для его изготовления, антипирены – это специальные добавки, замедляющие воспламенение и затрудняющие горение пенополистирола. Под воздействием пламени такой материал плавится и теряет в объеме, при отсутствии огня быстро гаснет.

Возгорание открытого материала возможно от пламени спички, зажигалки, паяльной лампы, искр автогенной сварки. Невозможно — от прокаленной железной проволоки, горящей сигареты и от искры, возникающей из острия стали. Самовоспламенение пенополистирола происходит при температуре от 460 до 490°С.

Искры от спичек, зажигалок, горелок, самовозгорания при сварке могут воспламенить заряд. Невозможно — от прокаленной железной проволоки, горящей сигареты и искр от куска стали. Самовозгорание пенополистирола происходит при температуре от 460 до 490°C.

Долговечен?

Прочность материала вне конструкции определяется качеством сырья и спеканием гранул; в строительстве – качество изготовления и монтажа конструкции.

Разрушение. Пенополистирол не боится воды, пара, перепадов температуры, но под воздействием солнечных лучей возможно незначительное разрушение верхних слоев материала, толщина которого исчисляется десятыми долями миллиметра. Такое разрушение проявляется в пожелтении материала.

Пенополистирол боится прямого действия органических растворителей, бензина, ацетона, уайт-спирита. Под их воздействием пена плавится, теряя до 100 % объема, поэтому запрещается нанесение непосредственно на поверхность пены химических средств, содержащих в своем составе растворители.

Стабильность. Фактические данные испытаний отечественных и зарубежных исследователей показывают, что пенополистирол не меняет своих физико-механических и термических свойств до 50–80 лет. Материал успешно выдерживает испытания попеременным замораживанием-оттаиванием, при этом его характеристики существенно не меняются, а сам материал не разрушается. В правильно изготовленной и смонтированной конструкции долговечность пенопласта определяется долговечностью самой конструкции и материалов, из которых она состоит.

Грызуны. Исследования ученых доказали, что пенополистирол как средство питания не представляет интереса для грызунов. «Хвостатые соседи» проявляют «интерес» к пенопласту только в тех случаях, когда последний является препятствием для их пищи и воды, что исключается надлежащей теплоизоляцией. Бывают также случаи, когда мыши проделывают отверстия в пластинах из пенопласта или используют его в качестве подстилки. Это происходит не чаще, чем грызуны используют для той же цели дерево, мешковину или бумагу.

Как выбрать?

Основные свойства пенополистирола определяются сырьем, используемым для его изготовления, и качеством спекания гранул пенопласта. Оба критерия просты для оценки и доступны среднему потребителю, покупающему пену на рынке.

Просеивание. Производитель, желающий сэкономить, знает, что недисперсный на фракции полистирол дешевле и является компромиссным решением как для тех, кто не вникает в вопросы качества, кто стремится сэкономить потребителей, так и для тех, кто стремится «наварить». вверх» производитель. Отличить такую ​​пену просто – размеры шариков существенно различаются. Пенополистирол из дисперсного сырья будет отличаться одинаковым размером всех гранул и, как следствие, стабильностью свойств плиты или изделия.

На фото: слева — плита из недисперсного сырья содержит в структуре гранулы, существенно различающиеся по размерам; справа пластина из разбросанного сырья, в которой все гранулы примерно одинакового размера.

Спекание гранул. Прочностные свойства пенопласта, его способность противостоять воздействию мороза и воды – прямое следствие качества спекания гранул. Чем больше поверхность гранул, соприкасающихся друг с другом, тем прочнее связи между ними и тем лучше ваша теплоизоляция. Круглые шарики – признак плохого спекания. Если гранулы имеют форму многогранника, то спек хороший. Если при прикосновении материал рассыпается на гранулы, независимо от их формы, пирог плохой.

На фото: слева пример хорошего спекания гранул; справа — плохо спеченная пластина рассыпается от одного прикосновения, все гранулы круглые.

Воздействие и запах, влажность. Понюхайте и пощупайте купленный пенополистирол. Изготовленный с соблюдением технологических параметров и выдержанный полистирол практически не имеет запаха. Если от материала исходит неприятный запах – скорее всего, производитель не соблюдал регламент производства, и от покупки такого утеплителя лучше отказаться. Если между плитами предлагаемого вами полистирола влажно, пенопласт не просох, а значит нужной теплопроводности вы не увидите.

Тепловые свойства и преимущества изоляционных пенобетонов

Введение

Изменение климата является одной из самых тревожных глобальных проблем, которые мировые лидеры пытаются решить с начала 21 века. Поскольку осведомленность общественности об экологических проблемах продолжает расти, это также оказывает более заметное влияние на выбор потребителей. Глобальные усилия по обеспечению более устойчивого образа жизни получили широкое распространение, о чем свидетельствует резкий рост производства и продажи экологически чистых технологий на многих мировых рынках.

Одним из примеров отрасли, на которую сильно влияет стремление потребителей к устойчивому развитию, является строительный сектор. Производители на этом рынке пытаются производить более экологически чистые продукты и производить их с использованием устойчивых и экологически чистых технологий. Это повышенное внимание к энергосберегающим возможностям продукта привело к резкому росту популярности изоляционных пенобетонов (ICF) в качестве предпочтительного материала для строительства новых зданий. Недавно провозглашенная оценка и увеличение спроса на МКФ привели к более глобальному производству материала, поскольку он используется во многих странах для различных коммерческих проектов, включая строительство квартир, отелей, магазинов и зданий кинотеатров.

ICF R-значение

Изоляционные пенобетонные пены предлагают более прочную, изоляционную и устойчивую альтернативу традиционным зданиям с деревянным каркасом, которая имеет как долгосрочные экономические, так и экологические преимущества с точки зрения снижения затрат и энергопотребления. Секрет их тепловой мощности заключается в сочетании пониженной теплопроводности и конвекции, а также в высокой тепловой массе. Эта выигрышная комбинация не только снижает энергопотребление здания, но и повышает комфорт внутри, блокируя сквозняки и обеспечивая превосходное поглощение тепла. На большинство желаемых тепловых свойств, отображаемых ICF, указывает их высокое значение R. «r» в значении R означает сопротивление материалам с более высоким значением R, имеющим лучшее сопротивление тепловому потоку по сравнению с материалами с низким значением R. Пенополистирол, из которого изготовлен ICF, является одним из лучших изоляционных материалов на рынке. ICF обычно содержат 5-дюймовую изоляцию из пенополистирола с испытательными изоляционными свойствами в диапазоне от R-22 до R-26.

Изоляция EPS также обладает оптимальными звукопоглощающими свойствами. Они пропускают только примерно на 12,5–25 % больше звука по сравнению с деревянными стенами. В глазах владельца бизнеса этот ключевой компонент МКФ делает его крайне желательным, особенно если здание расположено на шумной городской улице или в центре мегаполиса. Кроме того, здания и дома, построенные с использованием этих материалов, обеспечивают уровень безопасности, с которым мало кто может сравниться. В среднем они в 10 раз прочнее стандартной рамной конструкции и в несколько раз прочнее конструкции CMU из «шлакоблоков».

Комбинация ICF-EPS пользуется большой популярностью у военных и правоохранительных органов благодаря своей взрыво- и баллистической стойкости. Пенополистирол уникален тем, что он не горит при воздействии высокой температуры, а вместо этого плавится. Несмотря на плавление в этих условиях, он не станет топливом для огня и обладает самозатухающими свойствами благодаря антипирену, добавляемому в пенополистирол всеми ведущими производителями ICF.

Рис. 1. Крупный план изоляции ICF с металлическим армированием.

Значения R являются ключевыми для измерения теплового сопротивления материала, однако при попытке оценить энергетические характеристики здания им не хватает уровня детализации, необходимого для определения фактических свойств теплопередачи в качестве единственной рассматриваемой величины. К основным факторам, которые более точно отражают энергетические характеристики здания, относятся теплопроводность, конвекция, излучение и масса.

Рисунок 2: Механизмы теплообмена, включая теплопроводность, излучение и конвекцию.

Теплопроводность ICF

Теплопроводность материала напрямую связана с его способностью эффективно способствовать передаче тепла через него. Теплопроводность также часто называют теплопроводностью, которая представляет собой передачу тепла через материал путем прямого контакта одной молекулы с другой. Проводимость — единственный фактор, который напрямую измеряется значением R. Изоляция с деревянным каркасом имеет значение R, доступное только с точки зрения самого высокого номинального компонента самой изоляции стены. Это значение может вводить в заблуждение, так как большинство строителей обычно называют здание со стенами R-13 или R-21, не раскрывая при этом, что эти значения являются единственным показателем самого высокого и наиболее теплоизолирующего материала во всей конструкции.

Деревянный каркас состоит из нескольких компонентов, которые имеют множество различных R-значений, что значительно снижает подлинную теплоизоляционную ценность здания, а в некоторых случаях составляет только половину рекламируемой ценности. С другой стороны, стены ICF состоят из центральной полости, предназначенной для размещения бетона между двумя слоями изоляционной пены EPS, которая обеспечивает два в основном непрерывных слоя изоляции с рейтингом R-22 или выше.

Рис. 3: Блоки изолирующего пенополистирола

Тепловая конвекция и ICF

Несмотря на то, что основное внимание изоляционных материалов обычно сосредоточено на теплопроводности, именно тепловая конвекция способствует большей части потерь тепла в здании. Конвекция характеризуется передачей тепла, которая происходит за счет движения токов внутри жидкости или газа. Когда речь идет о конвекции внутри здания, обычно это движение воздуха между внутренней и внешней частью здания или «фильтрация воздуха», которая характеризует качество изоляционного материала.

Обычной мерой измерения, используемой в строительной отрасли для описания фильтрации воздуха, является «обмен воздуха в час» при перепаде давления, создаваемом дверцей вентилятора, равном 50 Па (ACH50). Стандарты энергетической звезды США для новых домов требуют менее 4-7 ACH50. Эти стандарты чрезвычайно смягчены по сравнению с более строгими правилами, установленными в Канаде, где стандарт R-2000 составляет 1,5 ACH50, и в Швеции, где требуется 0,5 ACH50 или меньше. С точки зрения измерения изоляционных качеств, чем выше значение ACH50, тем сильнее происходит внутренняя и внешняя фильтрация воздуха.

В стандартном здании с деревянным каркасом конвекция проявляется в виде сквозняков и часто является самой большой причиной потерь энергии в здании. Инфильтрация воздуха может составлять более 40% от общей потери энергии, поскольку воздух часто просачивается через многочисленные трещины и стыки между «спичками», составляющими каркас деревянного здания. Типичный недавно построенный деревянный дом будет иметь ACH50 от 1,75 до 3, однако через пару лет это число может резко возрасти до значений от 5 до 10, поскольку древесина сжимается и портится. В старых деревянных домах отсутствует почти какая-либо теплоизоляция, и обычно их значения ACH50 составляют в среднем от 10 до 20.

Здания ICF намного превосходят конструкции с деревянным каркасом с точки зрения блокирования воздушного потока и поддержания стабильной температуры в помещении независимо от внешней погоды или климата. Большинство зданий ICF имеют ACH50 0,5-2,5 или меньше, при этом эти значения сильно зависят от типа крыши и герметизирующего материала. Этот ограничительный воздушный поток полезен с точки зрения регулирования температуры, однако в этих герметичных зданиях необходимо поддерживать адекватный воздухообмен за счет использования механической вентиляции. Этот тип умеренного воздушного потока можно комбинировать с установками рекуперации тепла/энергии или наземными теплообменниками для дополнительной экономии.

Тепловое излучение и ICF

Тепловое излучение является еще одним важным регулятором использования энергии в здании, и многие не учитывают его при выборе материала для использования при строительстве конструкции. Тепловое излучение характеризуется передачей тепла через электромагнитные волны, которые в случае здания исходят в основном от УФ-излучения, испускаемого солнцем. Влияние этого метода теплопередачи на обмен энергией, происходящий внутри здания, в значительной степени зависит от таких факторов, как местоположение участка и преобладающий климат в этом регионе. Пассивные солнечные конструкции зданий могут помочь оптимизировать поглощающие и отражающие способности здания за счет использования солнечной ориентации, размещения окон и выбора идеальных элементов затенения, таких как выбор отделки и включение тепловой массы.

Рисунок 4: Компоненты конструкции пассивного дома, выходящие за пределы изоляции ICF.

Тепловая масса материала относится к его способности накапливать тепло. Бетон и сырцовые кирпичи имеют большую тепловую массу и действуют как батарея, хранящая тепло, которое высвобождается при понижении температуры окружающей среды. ICF с бетонным внешним видом может накапливать тепло в дневную жару, а затем отдавать его внутри ночью, поддерживая комфортную температуру при почти нулевом потреблении энергии. В умеренном климате бетон выполняет контрастную роль, задействуя пассивный солнечный дизайн, позволяя сильному зимнему солнцу нагревать стены и полы с высокой тепловой массой внутри и снаружи здания. Деревянные рамы почти не имеют тепловой массы, поэтому они не предлагают ни одного из этих преимуществ энергосбережения. Конструкция с высокой тепловой массой может быть легко встроена в стены и полы ICF, что снизит потребность в активных системах отопления и охлаждения за счет поддержания стабильной температуры окружающей среды в течение более длительного периода.

Возможность повторного использования ICF

При изучении тепловых свойств зданий ICF совершенно очевидно, что они могут экономить больше энергии и уменьшать фильтрацию воздуха по сравнению со стандартным деревянным домом, но их преимущества выходят за рамки физических свойств материала. Использование бетона вместо дерева для строительства может сэкономить значительное количество деревьев, потому что весь деревянный каркас исключается. Многие бетоны содержат переработанные компоненты за счет использования дополнительных материалов, таких как летучая зола или шлак, для замены части цементного заполнителя. Старый измельченный цемент также может быть переработан, чтобы уменьшить потребность в первичных заполнителях, и большинство стальной арматуры, используемой в процессе строительства, также могут быть переработаны.

Рисунок 5: Бетонная смесь, содержащая более крупные заполнители.

Здания ICF являются явным лидером среди строительных материалов, поскольку они предлагают лучшие экономические и экологические преимущества по сравнению со стандартными деревянными каркасными зданиями. Хотя первоначальная стоимость строительства из материалов ICF примерно на 3-5% выше по сравнению с классическим деревом, стоимость обслуживания и проживания значительно ниже. Расходы на страхование зданий ICF, как правило, дешевле из-за их повышенной прочности и огнестойкости. Владельцы зданий в конечном итоге заявят примерно на 20% больше о затратах на энергию при строительстве с использованием ICF по сравнению с деревянным.

Заключение

Если предположить, что срок службы здания составляет 100 лет, один дом ICF может сэкономить примерно 110 тонн CO2, что более чем компенсирует выбросы CO2, связанные с производством цемента, используемого для изготовления бетона, и может способствовать усилиям компании стать углеродно-нейтральными или углеродно-отрицательными. В то время, когда все думают об изменении климата, как никогда важно обеспечить совместную работу по минимизации нашего углеродного следа. Одним из способов достижения этой цели является замена устаревших строительных материалов, таких как древесина, современными пенобетонными изоляционными материалами, что позволит как домовладельцам, так и крупным застройщикам внести свой вклад в смягчение негативного воздействия на окружающую среду и сокращение выбросов CO2.

Автор: Каллиста Уилсон | Младший технический писатель | Thermtest

Каталожные номера

Нужна ли теплоизоляция кирпичному дому? | Кирпичный сайдинг. (2020, 20 марта). Современный дизайн . https://gambrick.com/does-a-brick-home-need-insulation/

Бетонные опалубки с теплоизоляцией — энергоэффективность и теплостойкость

Изоляционные бетонные формы (ICF) . (н.д.). Получено 26 мая 2021 г. с https://www.cement.org/cement-concrete/paving/buildings-structures/concrete-homes/building-systems-for-every-need/insulating-concrete-forms-(ICFs)

14 июля, Сопротивление, 2020 | Катастрофа, Эффективность, E., Истории, F., Затраты, ICF и ICF?, W. (nd). Преимущества жизни в доме ICF | Журнал ICF Builder . Получено 26 мая 2021 г. с https://www.icfmag.com/2020/07/benefits-of-living-in-an-icf-home/ 9.