Топлоизолация на сгради

Все по-голямо внимание се обръща на енергийната ефективност на сградите, намaляване потреблението на енергия и намаляване на вредните емисии в атмосферата. Сградният фонд е сериозен консуматор на енергия, а по време на строителния процес замърсяванията на атмосферата са значителни. Затова и в строителството се налагат все по-строги мерки, на които трябва да отговарят както новостроящи се, така и да по-стари сгради. В тази връзка изборът на подходящите, надеждни и ефективни топлоизолационни продукти, е съществена част от процеса на проектиране и строителство на сградите. Добре топлоизолираните сгради осигуряват целогодишен комфорт, изразходват по-малко енергия, намаляват въглеродните емисии.

За фасадата на една сграда казват, че е лицето й. И с право, защото фасадата е този завършващ елемент, който оформя облика и придава индивидуалност на сградата. Но да оставим настрана естетическите функции на сградата. Те са само една малка част от цялостната й роля като сграден елемент. Фасадата основно защитава от атмосферни влияния. В тази връзка ролята на фасадната топлоизолация е много важна за намаляване на топлинните загуби на жилището и за подобряване комфорта.

Роля на сградната топлоизолация
Топлоизолационната система има за цел да възпрепятства преминаването на топлинния поток през стената, като така предотвратява загубите на топлина. Това е нейната основна роля – намаляване на загубите на топлина, което от своя страна води до редица благоприятни ефекти: намаляват се разходите за отопление/охлаждане, предотвратява образуването на конденз вътре в помещенията. Това се постига, когато системата позволява на стената да диша. Също така, системата трябва да осигурява отвеждането на влагата извън помещенията, за да предотврати поява на мухъл и плесени.

Топлоизолацията се поставя от външната или от вътрешната страна на помещенията, като изборът за това се определя индивидуално за конкретните нужди на сградата. И при външната, и при вътрешната изолация се намалява консумацията на енергия и се подобрява топлинният комфорт, поради увеличаване на температурата на повърхността на стената. Изолирането от вътрешната страна на стената се прилага главно при реконструкция на стари сгради (паметници на културата), при които фасадата трябва да се запази в оригиналния си вид, при сгради за временно обитаване (вили) или в случаите, когато обитателите имат по-специални изисквания.

Всяка една топлоизолация трябва да изпълнява следните функции: да затруднява топлообмена между въздуха навън и въздуха в помещенията; да намалява енергийните загуби, когато се отопляват сградите; да предпазва от прегряване на помещенията през лятото; да осигурява оптимални хигиенни условия в помещенията

Материали за топлоизолация
Основните топлотехнически свойства на материалите, имащи отношение при проектирането на топлозащитата на сградите, са: топлопроводност, топлопредаваемост, топлопоглъщане, топлоусвояване и топлопреминаване.

Съвременните материали за саниране на сградите трябва да отговарят на много критерии както по отношение на ниската топлопроводност, така и по отношение на пожарозащита, влагоустойчивост и др. Важно е допълнителните изолации да бъдат безвредни за хората и околната среда.

Подходящи за топлоизолация са материали и изделия, които имат ниска топлопроводност и чрез сравнително малка дебелина на слоя осъществяват и поддържат във времето определена температурна разлика на двете срещуположни повърхности. Освен това, топлоизолационните материали трябва да отговарят и на други изисквания – висока механична якост, биологична и химическа устойчивост, ниска деформативност и хигроскопичност, да са негорими или трудногорими. Необходимо е да се обръща внимание и на съвместимостта на топлоизолационните материали за съвместимостта им с другите конструктивни елементи.

Минерална и стъклена вата
Минералните и стъклени вати са сред най-използваните топлоизолационни материали. Те имат коефициент на топлопроводност по-малък от 0,06 и са много ефективни и слабопроводни материали. Стъклената вата се произвежда от суровини както за обикновеното стъкло. Изделията от минерална и стъклена вата не горят, не гният и имат малка хигроскопичност.

Топлоизолация от пено- и газостъкло
Най-често се произвеждат от отпадъчно стъкло. По време на производството стъклото се порьозира. По този начин се получават сферички в структурата на материала. Изделията са водо- и паронепропускливи и притежават висока мразоустойчивост и устойчивост на температури до 400 градуса Целзий. Използват се като топлоизолационни материали на плоски покриви, стени, подове и основно в помещения с висока влажност.

Клетъчен бетон
Произвежда се като пенобетон и газобетон. Използват се като зидарийни тела за изпълнение на фасади, вътрешни стени или като допълнителен слой топлоизолация от газобетонни блокчета.

Пенополистирол
Пенополисторолът е пенопласт, получен от порьозирането на смолата полистирол с фазообразуватели. В зависимост от технологията на получаване, биват експандиран пенополистирол (EPS) и екструдиран (XPS).

При EPS първо се получават гранули от пенопласт с микропореста структура, които впоследствие се пресоват до получаване на материал със зърнеста структура. EPS е най-широко използван при изпълнение на топлоизолации на стени, защото, поради добрата си паропроницаемост, осигурява “дишане” на помещенията в сградите. Много често се използва и при изолиране на топли покриви, заради добрата си механична устойчивост. Намира приложение и за частично изолиране на фасади с покриване само на топлинните мостове. За осигуряване на добра защита на елемента, който определя наличието на топлинен мост (най-често стоманобетонна колона или плоча), трябва да се спазва условието изолацията да не покрива плътно този елемент, а да е със значително по-голяма ширина.

XPS се получава чрез порьозиране на полистирола с газообрзувател, при което се получава структура със затворени сферични пори, несвързани помежду си. Продуктът има ниска водопопиваемост и ниска водопропускливост. Водонепропускливостта на XPS е основно предимство при изпълнение на топлоизолации под кота нула - на фундаменти и сутеренни стени, мокри помещения и индустриални подове. Значителната якост на натиск на XPS прави безпроблемно изпълнението на плаващи подове. XPS е един от малкото материали, които могат да се използват при изпълнението на обърнат покрив. При такова решение той осигурява много добра защита на хидроизолацията от слънчева радиация и ефективно топлоизолиране.

Въпреки че са сходни по произход, двете разновидности на пенополистирола, използвани в строителството, намират различни приложения за ефективно топлоизолиране на отделните части на сградата. Рационалното комбиниране на двата материала, в съчетание с техните безспорни топлоизолационни качества, е предпоставка за сигурното изолиране на сградата, по отношение на топлообмена с околната среда. При производството на EPS и XPS не се отделят никакви вредни вещества, затова изграждането на топлоизолационна система от пенополистирол не само спестява разходите за енергия, бързо връщайки първоначалната инвестиция, но и играе важна роля при опазването на природната среда.

Пенополиуретан
Представлява газонапълнен полиуретан с обемна плътност от 35 до 150 килограма на метър кубичен. Основно се използва като среден слой материал в сандвич панелите. По този начин при действие на пожар е защитен.

Пенополивинилхлорид
Произвежда се твърд и мек поливинилхлорид, като твърдият (с обемна плътност 50-100 килограм на кубичен метър) намира по-голямо приложение в практиката. Има малка водопопиваемост и паропропускливост. Изделията от пенополивинилхлорид се използват за топлоизолация на сгради, но по-рядко.

Хераклитови плочи
Получават се от дървесни влакна, свързани с портландцимент или други свързващи вещества. Този материал може да се използва като топлоизолация на фасадни стени, скатни покриви на сгради с относителна влажност на въздуха над 70%. В сгради с относителна влажност над 70% хераклитови плочи трябва да бъдат защитени чрез специална пароизолация.

Топлоизолационни системи
Топлоизолационната система може да бъде изпълнена по различни технологии, с използването на разнообразни изолационни материали. Решаваща роля имат правилното оразмеряване и качественото полагане на изолационните материали.

Проектирането на една топлоизолационна система е комплексен процес, който освен подходящия избор на топлизолационен материал, включва и редица други технически процеси, като се започне от инспекция на състоянието на конструкцията и ограждащище елементи, вида на сградата и материалите, с които е изградена (бетон, тухла и т.н.), подготовка на основата, върху която ще се се полага топлизолацията, избор на механични и крепителни средства, лепила и други аксесоари, финишни покрития и не на последно място качествено изпълнение, съпътствано от текущ контрол.

Преди полагане на топлоизолацията осноата трябва да се подготви, което включва осигуряване на нейната стабилност, носимоспособност, да е суха и чиста. При наличие на ронливи или обрушени повърхности, те трябва да бъдат отстранени или запълнени. Това се прави с цел да се избегне проникване на влага впоследствие и също така да се запази целостта и здравината на топлоизолационния материал, който ще се постави.

Трябва да е осигурена паропропускливостта на стените, стената да „диша”, за да не се задържа влага в помещенията и да се образуват мухъл и плесени, които биха нарушили оптималния комфорт в помещенията.

Един от основните моменти, който трябва да се съблюдава в процеса на изграждане на топлоизолационна система, е да се избягва образуването на термомостове. Термомостове обикновено се образуват при лошо изолирани части на фасадата, където има цепки, фуги, в местата, където се поставят дюбели, други участъци некачествено изпълнени.

Всяка една топлоизолационна система трябва да е сертифицирана и да отговаря на приет стандарт. В България това е европейският стандарт EN 13499 (Топлоизолационни материали за сгради – Външни интегрирани топлоизолационни системи от експандиран полистирол – Спецификации). За гарантирането и постигането на качествен краен продукт в рамките на Европейския съюз e в сила „Ръководство за издаване на европейски технически одобрения за интегрирани топлоизолационни системи с мазилково покритие” (ETAG 004), разработено и прието от Европейската организация за технически одобрения (ЕОТА). Този документ е признат и действа в рамките на целия съюз. Когато една система е сертифицирана, това означава, че производителят, въз основа на редица лабораторни тестове, носи отговорност за нейната ефективност.