Сравнительный анализ эффективности применения утеплителей в каркасном домостроении

С целью предварительного выбора утеплителя, наиболее подходящего для каркасных домов, был проведен сравнительный анализ эксплуатационных свойств теплоизоляционных плит из минеральной ваты, беспрессового и экструзионного пенополистирола. Для этого в течение отопительного периода проводились натурные испытания построенного в г. Тамбове в 2013 году экспериментального каркасного дома площадью 9 кв. метров, аналогичного представленному на фотографии, отапливаемого масляным радиатором с термостатом за счет электроэнергии, расход которой учитывался с помощью счетчика.

Ограждающие конструкции дома представляют собой панели, состоящие из деревянного каркаса, внутренней обшивки из листов гипсовой штукатурки пароизоляционной пленки, утеплителя и внешней обшивки из декоративных цементно-стружечных плит. В качестве теплоизоляционных материалов применялись плиты экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС 35, плиты беспрессового пенополистирола ПСБ-С М15 минераловатные плиты П-75 с наружной гидроветрозащитной пленкой и без нее. Требуемая толщина утеплителей определялась теплотехническим расчетом и составила для пенополистирольных плит 100 мм, для минераловатных — 150 (3 х 50) мм.

В ходе испытаний исследовался температурно-влажностный режим самих утеплителей и помещения. На основе результатов натурных испытаний авторами проводился анализ влажностного режима эксплуатации указанных утеплителей. Отмечается, что на содержание влаги в теплоизоляционном материале оказывает влияние не только его строение, но и конструктивное решение ограждения. 

Тип ограждения и материал утепления	Температура вблизи внутренней поверхности,	Температура вблизи внешней поверхности,	Разница температур, °С	Относительная разность температур, пС/см
Стена, минватные плиты с гидроветрозащитной пленкой	21,61	8,36	13,25	0,88
Стена, плиты ПЕНОПЛЭКС®	22,2	12,26	9,94	0,99
Стена, минватные плиты без гидроветрозащитной пленки	22,29	10,21	12,08	0,81
Потолок, минватные плиты	23,25	9,52	13,73	0,92
Пол, плиты ПЕНОПЛЭКС®	18,93	10,6	8,33	0,83

Наличие гидроветрозащитной пленки в стенах, утепленных минераловатными плитами без воздушного зазора, способствует накоплению влаги а значит, снижению их теплотехнической эффективности. При этом наибольшее значение влажности наблюдалось у первого со стороны помещения слоя плит. Влажность беспрессового пенополистирола ПСБ-С М15, макроструктура которого характеризуется высоким содержанием межгранульных пустот, имела максимальное из рассматриваемых материалов значение. Экструзионный пенополистирол ПЕНОПЛЭКС® с однородной замкнутой мелкоячеистой структурой отличается наименьшим накоплением влаги что, безусловно, повышает эффективность его применения в каркасном строительстве.

Материал	Значения коэффициента теплопроводности, Вт/(м-°С)
	Исходные (2013 г.)	Исходные (2013 г.)	Через 3 года эксплуатации (2016 г.)
Минватные плиты с гидроветрозащитной пленкой	0,04	0,04	0,04
Минватные плиты без гидроветрозащитной пленки	0,04	0,04	0,04
Плиты ПСБ-С М15	0,04	0,05	0,05
Плиты ПЕНОПЛЭКС®	0,03	0,03	0,03

Известно, что теплоизоляционные свойства утеплителя характеризуются разницей температур на его поверхностях при эксплуатации. Представленные результаты измерения температур показывают, что наибольшей теплотехнической эффективностью обладает теплоизоляционный слой из плит экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС®. Выполненный на основе полученных в ходе натурных испытаний данных расчет энергоэффективности ограждающих конструкций с различными утеплителями показал, что, в отличие от минераловатных плит П-75 и беспрессового пенополистирола ПСБ-С М15, теплоизоляция из экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС® позволяет снизить финансовые расходы на отопление на 15% в год. Несмотря на преобладающую стоимость экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС®, утепление им каркасного дома имеет наибольший экономический эффект.

Это объясняется высокой энергоэффективностью и максимальной долговечностью, позволяющей сократить количество вынужденных ремонтов. С целью исследования стабильности теплоизоляционных свойств рассматриваемых материалов во времени в рамках натурных испытаний проводилось определение значений коэффициента теплопроводности. Полученные данные показывают стабильность теплофизических характеристик пенополистирольных плит ПЕНОПЛЭКС®. Приведенные в данной статье результаты лабораторных и длительных натурных испытаний широко распространенных теплоизоляционных материалов позволяют сделать вывод о том, что наибольшей эффективностью применения в каркасном домостроении характеризуются плиты экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС®.