Утепление вентилируемого фасада: Утепление вентилируемого фасада — и особенности

Утепление вентилируемого фасада :устройство с двухслойным утеплением минватой

Исторической родиной вентилируемых фасадов является Германия, в которой с пятидесятых годов прошлого века велись разработки такой технологии на основании металлического каркаса и облицовочных материалов.

Фото вентилируемого фасада

Вентилируемые фасады – что это такое

Под вентилируемым фасадом понимают систему облицовочных материалов, которая крепится к монолитному перекрытию или несущему слою стены с помощью каркаса из оцинкованной стали, нержавейки или алюминия. Основной особенностью такой системы является зазор между стеной и облицовкой – по нему беспрепятственно перемещается воздух, что позволяет решить проблему конденсата в конструкции.

Для дополнительного утепления стены здания в систему включается слой утеплителя – он должен быть негигроскопичным. При утеплении вентилируемого фасада важно сохранить зазор между стеной и утеплителем примерно в 40 мм, чтобы потоки воздуха, циркулирующие между облицовочным материалом и слоем теплоизоляции, избавляли последний от влаги. Вообще, величина такого зазора стандартная, но в разных странах стандарты колеблются от 20 до 50 мм.

В перечень достоинств вентилируемых фасадов можно отнести следующее:

Широкая цветовая гамма;
Высокие теплоизоляционные характеристики;
Многослойная конструкция позволяет обеспечить хорошую звукоизоляцию, что актуально для крупных городов;
Естественная вентиляция, которая избавляет используемые материалы и само здание от повышенной влажности и разрушения;
Своевременное избавление от конденсата обеспечивает сохранение свойств утеплителя – утепление стен вентилируемым фасадом снижает теплопотери в холодный период на весь период эксплуатации;
Долговечность – срок службы такой конструкции 50 лет;

Пожаробезопасность;
Оперативный монтаж, которым можно заниматься в любой сезон года;
Защита от перегрева в жаркий период;
Конструкция ремонтопригодна – частичное повреждение можно отремонтировать.

Не стоит забывать и об эстетичности – фасада, облагороженный таким образом, выглядит современно и привлекательно.

Все эти преимущества актуальны только в тех случаях, когда вентилируемый фасад смонтирован с соблюдением всех правила монтажа.

Утеплители для вентилируемого фасада

Виды утеплителей

Выбирая утеплитель для вентфасада, необходимо оценивать комплекс свойств:

Паропропускаемость утеплителя не должна быть меньше паропропускаемости стены;
Утеплитель должен обеспечить термоизоляцию стен;
Снижение шума из-за наличия шумоизоляционных свойства будет дополнительным плюсом;
Утеплитель не должен быть гигроскопичным, по крайней мере, он должен легко осушаться за счёт потоков воздуха между вентфасадом и стеной.

Такие свойства имеются у пенополистирола, пенопласта, пенополиуретана, минеральной и базальтовой ваты.

Пенополистирол, пенопласт, пенополиуретан

Такие утеплители отличаются общим набором следующих свойств:

Не впитывают влагу за счёт мелкоячеистой структуры;
Способны выдерживать перепады температуры, не теряя своих свойств;
Устойчивость к влаге – даже в случае намокания внешнего слоя пенополистирола и пенопласта эластичность спасает их от разрушения, утеплители выдерживают многократные циклы замораживания/размораживания воды в порах;

Высокие показатели тепло- и шумоизоляции;
Отсутствие усадки;
Небольшая паропроницаемость пенополиуретана и прочих утеплителей из полимеров обеспечивает полноценную пароизоляцию.

Общим недостатком этих материалов является довольно высокая цена, поэтому утепление фасада будет затратным мероприятием.

Минеральная вата

Затраты на минеральную или базальтовую вату существенно меньше, чем у утеплителей из полимеров. Такой утеплитель обладает следующими свойствами:

Высокая паропропускаемость;

Большой вес;
Химическая, биологическая стойкость;
Не горит;
Легко впитывает влагу и без проблем высыхает;
Хорошие показатели шумо- и теплоизоляции (не такие высокие, как у материалов из полимеров).

Основной недостаток минеральной ваты – это потеря объемов, материал быстро теряет форму. Это обусловлено как структурой минваты, так и тем фактом, что движение воздуха в зазоре уносит с собой волокна и нарушает структуру утеплителя. Это не только снижает срок его эксплуатации, но и ухудшает теплоизоляционные свойства Именно поэтому выбор такого материала, как минеральная вата для создания фасадов высотных зданий не самый лучший.

Чем больше высота строения, тем большую скорость и силу набирает воздушный поток, разрушая материал – тем больше должна быть плотность материала. Что касается толщины утеплителя, то для расчета этого значения можно использовать специальные калькуляторы, которые позволят учесть как климатические особенности местности, так и параметры выбранного материала.

Технология укладки каменной ваты в вентфасаде

Технология монтажа вентилируемого фасада с утеплением

Утепление фасада минватой не представляет сложности – его можно выполнить даже своими руками без особенных навыков:

Установите кронштейны для фиксации элементов вентилируемого фасада.
Закрепите опорный угол к горизонту к цоколю.
Укладываете плиты утеплителя горизонтальными рядами, при этом вертикальные швы должны быть выполнены с небольшим смещением между рядами. Для крепления утеплителя к стене используйте дюбеля-зонтики, плотность установки дюбелей – 2 шт./1 плиту.

В случае двухслойного утепления вентфасада: cмонтируйте ветрозащитную пленку – такой слой накладывается горизонтальными полосами, внахлест должен составлять порядка 10 см.
Завершающий этап – слой утеплителя ещё раз фиксируется грибками, плотность установки дюбелей – 5 шт./1 плиту.

Особенности монтажа пенопласта, пенополистирола и пенополиуретана

Монтаж пенопласта на стену

Технология установки теплоизоляции из пенопластовых плит при создании фасада несколько отличается. Для таких лёгких закрытоячеистых утеплителей нет нужды в создании обрешётки. Плиты можно просто приклеить, очистив стену от загрязнений.

Единственное, каркас необходимо будет сделать, если в качестве теплоизоляции используются плиты пенополистирола – в этом случае вспененный утеплитель фиксируется широкими шляпками. Они вставляются в стыки между плитами. Не стоит монтировать плиты вплотную – разумно оставить зазоры между кромками. Это позволит нивелировать температурное расширение, поскольку ППУ, ППС и пенопласт при нагревании немного увеличиваются в размерах – наличие зазоров позволит избежать коробления материала.

Порядок проведения монтажных работ

Технология монтажа и утепления вентфасадов следующая:

Подготовительные работы. На этом этапе сбивают осыпающуюся и непрочную штукатурку, если имеется разрушенная кирпичная кладка – ее необходимо восстановить. Подготовленную стену размечают, выдерживая стандартное расстояние между кронштейнами для крепежа – по горизонтали расстояние должно быть в пределах 400-600 мм, по вертикали 800-1400мм.

Изготовление и установка каркаса обрешетки под облицовку. Элементы каркаса монтируются за счет шурупов непосредственно на стену. Параметры крепежных элементов определяются на стадии расчётов. При этом стоит учитывать, что отверстие для дюбелей запрещено сверлить в пустотелых кирпичах и строительных блоках, используя перфоратор. После монтажа кронштейны выравнивают в единую рабочую плоскость.
Укладка тепло- и гидроизоляции. На этапе теплогидроизоляция выбранные на основании теплотехнических расчетов плиты крепятся грибками или наклей в зависимости от выбранного материала. Укладка стартует с нижнего ряда и продолжается в направлении снизу вверх. При выполнении двойной теплогидроизоляции после монтажа утеплителя укладывается материал, защищающий листы от влаги – это слой также крепится с помощью дюбелей тарельчатого типа.

Монтаж вентилируемой фасадной системы. Г-образные планки устанавливаются на крепежные кронштейны с помощью шурупов. После монтажа поверхность каждой планки выравнивается в единую поверхность. На завершающем этапе происходит крепление облицовки. Кости, в качестве отделочного материала можно использовать алюминиевые панели, сайдинг, керамогранит, фиброцементные и асбестоцементные панели, натуральный камень, гранит и так далее.

В целом монтаж вентилируемого фасада представляет собой сложный технологический процесс, для которого нередко требуется привлечение спецтехники. Именно поэтому установку фасадных систем стоит доверить специалистам.

Утепление вентилируемого фасада, способы и алгоритм действий

Автор Михаил Стахов На чтение 4 мин. Просмотров 27.1k. Опубликовано

20.11.2013

Все способы утепления фасадов можно условно разделить на три группы:

легкий мокрый метод создания штукатурного фасада;
тяжелый мокрый метод штукатурного утепления фасада;
утепление вентилируемого фасада.

Структура утепления вентилируемого фасада

А теперь подробнее о последнем.

Навесной вентилируемый фасад позволяет сохранить теплоизолятор и утепляемые стены в сухом состоянии благодаря естественному интенсивному проветриванию пароизолированного слоя утеплителя. Также такая система способствует эффективному удержанию тепла в помещении, экономя строительные материалы на возведении стен меньшей толщины.

Каркасная система вентилируемого фасада

Оцинкованная сталь, нержавеющая сталь или алюминий крепежной каркасной конструкции допускает монтажные работы в любой период года, а коррозиеустойчивое покрытие или материал крепежных элементов сохраняет прочность вентилируемого фасада долгие годы.

Каркас крепится непосредственно к несущим стенам или перекрытиям, а универсальность конструкционных элементов позволяет моделировать архитектурные конструкции различной сложности.

Для вентилируемых фасадов в качестве утеплителя эффективно применяется только каменная базальтовая вата, которая крепится к стене посредством дюбелей-зонтиков (тарельчатых дюбелей) или гибких связей. Его задача — уменьшение количества переносимого тепла в окружающее пространство от стены. Кроме этого, теплоизоляция фасада играет и звукоизолирующую роль.

Это интересно! Утепление вентилируемого фасада может быть без теплоизоляционной прослойки. Воздушное пространство между стеной и наружной облицовкой также играет роль утеплителя и… звукоизолятора.

Наибольшей популярностью пользуются материалы таких производителей:

RockWool — уже нарицательное название минеральной ваты или минераловатного базальтового утеплителя, произведенного, известным на мировой строительной «арене» своим качеством и надежностью одноименным производителем. При толщине от 50 до 200 мм и размерах листа 1000х600 мм плотность такого утеплителя составляет 30 кг/м³ и 100 кг/м³
ТехноНиколь представляет в теме утепления минераловатный базальтовый утеплитель, используемый в промышленном и частном строительстве. Плотность от 30 до 110 кг/м³ при размерах листа 600 х 1200 х (40 — 200 мм).
Isover — общественные, промышленные и жилые здания берегут в себе тепло благодаря этому теплоизоляционному материалу, выпускаемому в нескольких модификациях. Значительный диапазон размеров: 1200 х 1380 мм – 1170 х 610 мм при толщине от 30 до 150 мм.

Минераловатные плиты

Важный момент! Теплоизоляционная облицовка для эффективного утепления и удаления влаги от стены должна иметь большую паропроницаемость, чем утепляемая стена.

Стены на уровне цоколя утепляются экструзионными пенополистирольными плитами. Они создают дополнительную гидроизоляцию благодаря своей влагонепроницаемости.

Утепление цоколя экстудированнымпенополистиролом

Ширина зазора между внешним слоем утеплителя и декорирующим внешним слоем должна быть в диапазоне от 20 до 50 мм. Именно этот зазор и создает «вентилирующий» восходящий естественный поток воздуха, высушивающий слой утеплителя при попадании на него или в него влаги.

Движение воздуха в вентилируемом фасаде

Внимание! Отсутствие вентилирующего зазора при монтаже облицовочного материала непосредственно на слой утеплителя приведет к скорому увлажнению последнего, что приведет к потере его теплоизоляционных качеств и увлажнению несущих стен.

С внешней стороны слой утеплителя покрывается ветрозащитной пароизоляционной мембраной, которая предотвращает выдувание воздуха и волокон их объема утеплителя, в то же время, не препятствуя свободному выводу пара из слоя утеплителя. К самому утеплителю предъявляются высокие требования относительно его гидрофобности и воздухопроницаемости.

К списку ключевых преимуществ такого способ утепления также необходимо отнести тот факт, что «точка росы» переносится за внешние пределы несущих стен здания, что очень благоприятно сказывается на функциональном долголетии дома. Фасадное покрытие при утеплении вентилируемого фасада стойко к «нападениям» атмосферных осадков.

А внешняя отделка может быть самая разнообразнейшая: сайдинг, металл, ламинат (высокого давления), экструдированный пенополистирол, композитных материалов и пр.

Структура «утеплительного пирога»

Подытожим алгоритм действий при утеплении вентилируемого фасада:

Монтируем кронштейны для крепления каркаса.
Крепим горизонтально на уровне цоколя опорный уголок.
Крепим плиты утеплителя со смещением вертикальных швов дюбелями-зонтиками из расчета 2 шт. на плиту.
Горизонтальными полосами с перехлестом в 10-15 см укрываем утеплитель полотном ветрозащиты.
Окончательно фиксируем плиты утеплителя через полотно ветрозащиты дюбелями зонтиками, доводя их количество до 5-6 шт. на одну плиту.
Фактически утеплительный слой завершен. Монтируем каркас так, чтобы между облицовкой и утеплителем образовался зазор в 3-5 см.
Монтируем облицовку.

А для большей чистоты восприятия информации посмотрите рисунки или видео:

«Монтаж вентилируемого фасада»:

Утепление вентилируемого фасада снаружи дома – монтаж, выбор утеплителя

Мы выполняем утепление вентилируемых фасадов в Москве и Московской области. Цены «под ключ»: вентфасад из керамогранита от 3330 руб/м2, фиброцемент от 3460, кассеты от 3805, монтаж профлиста от 2500. Работаем – с 2011 года, состоим в СРО. Гарантия – от 3 лет!
Делаем бесплатный расчет сметы и теплотехнический расчёт. Обращайтесь!
Перейти к прайс-листу

Открыть содержание статьи →

Навигация:

Для утепления стен при монтаже вентилируемых фасадов используется минеральная вата. Этот материал «дышит» и помогает отводить избыточную влагу через зазор для вентиляции.

Поверх утеплителя обязательно использование дополнительного гидроизоляционного ветрозащитного слоя. В противном случае при намокании он потеряет свои теплоизоляционные характеристики и придет в негодность.

Критерии выбора утеплителя для фасада

Для вентилируемых фасадов нельзя использовать утеплители, которые не пропускают водяной пар. Например, не подойдет пенопласт, полистирол или их аналоги. Зазор, находящийся между стеной и облицовочным материалом, свободно продувается и специально предусмотрен для отвода избыточной влажности из помещения.

Важные параметры при выборе:

Теплопроводность. Чем ниже этот параметр, тем лучше утеплитель, ведь он будет снижать теплопотери.
Плотность. Влияет на вес материала и на дополнительную нагрузку, которую он будет оказывать на несущие конструкции и фундамент.
Водопоглощение. Означает способность материала впитывать влагу. Чем меньше этот показатель, тем лучше.
Горючесть. Утеплитель должен быть негорючим, в крайнем случае допускаются самозатухающие материалы.
Прочность на сжатие. Этот показатель обозначает, насколько утеплитель сохранит форму при механическом воздействии на него. Хороший материал после сжимания должен полностью возвращаться в исходное положение.
Долговечность. Срок службы утеплителя без потери его эксплуатационных характеристик составляет от 5 лет.
Толщина. Влияет на величину пространства, которое занимает утеплитель между стеной и облицовкой.
Экологичность. Материал не должен содержать вредных химических веществ. Важно чтобы в случае пожара или сильного нагрева из него не выделялись токсические элементы.

Важно!
Выбор утеплителя и регламентирование последующих работ по утеплению фасадов зданий определяется СНиП 23.02.2003: Тепловая защита зданий.

Виды минеральной ваты для утепления вентфасада

Согласно ГОСТ 31913—2011 минеральной ватой считаются все волокна неорганической природы, за исключением металлических: стеклянная вата, каменная вата, шлаковая вата получаемая из расплавов доменных шлаков.

Каменная вата (Базальтовая)

Изготавливается из вулканической породы – базальта. В процессе производства материал сперва дробят, а потом нагревают до температуры свыше 1000 °С. Порода расплавляется и становится тягучей. Полученную в результате массу раздувают сильным потоком воздуха, что приводит к образованию микроволокон. Их соединяют между собой при помощи фенолформальдегидов. Базальтовая вата стокая к огню, выпускается в виде плит.

Стекловата

Стекловата имеет невысокую стоимость и гибкую структуру, поэтому может использоваться при утеплении фасадов, трубопроводов, различных конструкционных элементов. Для изготовления материала используется кварцевый песок и бой стекла. Сырье смешивается и нагревается в специальном бункере до температуры свыше 1400 °С.

После получения волокон они обрабатываются полимерами. Нить направляется на валки, где и формируется «ковер» из стекловаты. Последняя полимеризация проводится при температуре 250 °С. Остаточная влага испаряется, а стекловолокно твердеет. Готовый утеплитель продается в рулонах.

Шлаковата

В основе шлаковаты используют доменной шлак, предварительно переработанный в микро волокна. Технологический процесс предусматривает добавление дополнительного вещества тягучий доменной шлак, с содержанием железа, сернистого вещества и марганца. Сам шлак подвергают смешиванию и обогащают кремнеземом. Современный строительный рынок немного вытеснил шлаковату, вследствие чего, производители уменьшили ее производство.

Сравнение каменной ваты и стекловаты

Ниже приведена сравнительная таблица двух минват:

Показатель	Каменная	Стекловата
Теплопроводность, Вт/(м*К)	0,038-0,046	0,035 – 0,042
Удельная плотность, кг/м³	15 до 220	11-200
Паропроницаемость, мг/(м.ч.Па)	0,3	0,4-0,7
Водопоглощение, в % от массы за 24 часа	0,095	1,7
Экологическая чистота	чистый материал	чистый материа
Горючесть	не горючий материал, до 750 ⁰С	не горючий материал, до 450 ⁰C
Долговечность, лет	50	20-50
Диапазон рабочей и максимальной температуры, ⁰C	-180 до + 750	-60 до + 450
Усадка	не подвержена	подвержена
Химическая стойкость	высокая	средняя
Коэффициент звукопоглощения	0,75 — 0,95	0,8 — 0,92
Монтаж	лучше	хуже
Цена	дороже	дешевле

Безусловный лидер по качеству – каменная вата. Преимущества стеклянной ваты: цена дешевле в 1,5-2 раза, немного лучше звукопоглощение и паропроницаемость.

Применение:

В местах с повышенной влажностью (фасад, баня) используют каменную вату с плотностью от 45 кг/м3.
Стены в помещении можно утеплить стекловатой плотностью 11-15 кг/м3.
Чердак или полы верхних этажей частного дома можно заполнить стеклянной минеральной ватой с 15 кг/м3.
Для утепления скатов крыши лучше всего применить базальтовые плиты плотностью 100 — 120 кг/м3.
В местах, где требуется создать преграду для распространения пожара используют каменную вату.

Важно!
Удобнее монтировать утеплитель в плитах. Если он поставляется в рулонах, то придется предварительно раскроить материал на части необходимого размера.

Маркировка утеплителя

Минеральная вата различается по плотности (измеряется в кг/м3, указывается числом в маркировке):

П-75 – высокая гибкость, используется для изоляции ненагружаемых горизонтальных конструкций, которые могут иметь небольшой уклон, а также для коммуникаций, кровли, чердаков, полов, вентиляции;
П-125 – хорошая гибкость, высокий уровень тепло- и звукоизоляции, применяется для утепления стен из газобетонных блоков, фасадов, балконов и перегородок между комнатами;
ПЖ-175 – отличается повышенной жесткостью, поэтому может использоваться для утепления нагружаемых горизонтальных и вертикальных конструкций, подходит для бетонных, стальных и деревянных поверхностей;
ППЖ-200 – высокая жесткость, максимальный уровень огнезащиты, подходит для утепления стен промышленных, складских, коммерческих объектов, монтируется на плоские поверхности со статическими нагрузками, поскольку плиты имеют минимальную гибкость за счет внутреннего армирования.

Этапы монтажа утеплителя при устройстве вентилируемого фасада

1 этап. Установка кронштейнов

Поверхность стены очищается от загрязнений, выравнивается. Временно демонтируются кондиционеры, системы отвода дождевой воды. Выполняется грунтование поверхности, что в будущем позволяет избежать образования грибка, плесени. Места, где цоколь примыкает к стене, обрабатываются аквастопом.

Разметка поверхности.

Потребуются вертикальные, горизонтальные и диагональные провесы. Штыри фиксируются на стене и между ними натягивается капроновый шнур. Он позволяет увидеть перепады рельефа плоскости и правильно подобрать элементы обрешетки.

Монтаж кронштейнов фасадной системы.

В зависимости от толщины утеплителя вынос кронштейнов может отличаться. Для каждого вида облицовки существует своя подсистема, которая рассчитана на определенный вес. Расчетные параметры фасада производится на этапе проектирования.

2 этап. Монтаж утеплителя

Начинают укладку с нижнего ряда. Плиты снизу поддерживает цокольный профиль.

Плиты должны быть смещены по вертикальному шву и прилегать к друг другу максимально плотно. Если между ними имеются зазоры больше 2 мм, то их нужно заполнить кусочками минеральной ваты.

Для фиксации используются тарельчатые дюбели с металлическим сердечником. Отверстия под них предварительно сверлятся перфоратором. На 1 кв м утеплителя следует использовать 5-7 дюбелей, если речь идет о здании высотой не более 5 этажей. Один забивается посередине, остальные по периметру с отступом 5 см от края.

Утепление в два слоя

При укладке утеплителя в 2 слоя нижнюю плиту фиксируют 2-я дюбелями, а верхнюю 5-ю. При этом два или три из них прижимают своими дисками еще и ветрозащитную пленку. Глубина установки зависит от материала несущей стены, но не должна быть меньше 30 мм.

При утеплении в два слоя, устройство плит происходит в внахлёст 100-150 мм, как на схеме.

Важно!
Плотность слоёв при утеплении в два слоя: первый слой – 45 кг/м3, второй слой – 80 кг/м3

3 этап. Монтаж защитной мембраны

Используются специальные пленки с возможностью отвода паров от утеплителя – супердиффузионные мембраны. Они закрепляются при помощи тарельчатых дюбелей.

4 этап. Монтаж подсистемы и крепление облицовки

Так как это не основная тема статьи, то покажем картинки. Более подробную информацию можно посмотреть здесь.

В заключении скажем, что устройство фасада дорогое удовольствие и стоит тщательно подойти к выбору подрядчика. Переделывание или ремонт будет стоить дорого. В нашем портфолио большое количество объектов и вы можете убедится сами в нашем профессионализме. Будем рады сотрудничеству!

Для вас будет важно

Мы работаем с 2011 года и за это время завершили десятки строительных объектов, часть из них находится в нашем портфолио. Мы готовы взять на себя всю строительную документацию от создания проекта до согласования с городской администрацией. Если вы выбираете подрядчика на ваш объект, то обратитесь к нам и мы сделаем бесплатный расчёт сметы.

Гарантия – от 3-х лет!
Фотоотчёты с места
Бесплатный расчёт
Оперативно решаем вопросы
Убираем за собой
Соблюдаем сроки

Допуск СРО, сертификат соответствия ГОСТ Р ИСО 9001-2015:

Прайс-лист

Стоимость монтажа фасада «Под ключ», толщина утеплителя

Наименование	Без утепления	50мм	100мм
— керамогранит, руб/м2	3045	3330	3440
— фиброцементные панели, руб/м2	3175	3460	3570
— металлокассеты, руб/м2	3415	3700	3810
— Клинкерная плитка, руб/м2	5245	5530	5640
— Алюминиевые кассеты, руб/м2	6860	7145	7255
— Планкен, руб/м2	4815	5100	5210
— Композитные кассеты, руб/м2	3520	3805	3915
— Металлический сайдинг, руб/м2	2715	3000	3110
— Профлист, руб/м2	2215	2500	2610
— Терракотовые панели, руб/м2	7815	8100	8210
— HPL панели, руб/м2	6860	7145	7255
— Натуральный камень, руб/м2	6090	6375	6485

Проектные работы, м2

Наименование работ	Цена
Проведение испытаний несущей способности стен	Бесплатно
Геодезическая съемка сооружения	20 руб/м2
Разработка рабочей документации на устройство фасада	70 руб/м2
Разработка дизайн-проекта фасада здания	30000 руб
Получение колористического паспорта здания	155000 руб
Создание проекта производства работ	30000 руб
Получение ордера ОАТИ на производство работ, при заказе ремонта фасада	40000 руб
Разработка и согласование ПОДД	30000 руб

Монтаж фасада

Наименование	Цена
Вертикальной подсистемы:
— оцинкованная с полимерным покрытием	400 руб/м2
— алюминиевая	600 руб/м2
— из нержавеющей стали	800 руб/м2
Межэтажной подсистемы:
— оцинкованная с полимерным покрытием	480 руб/м2
— алюминиевая	720 руб/м2
— из нержавеющей стали	960 руб/м2
Горизонтально-вертикальной подсистемы:
— оцинкованная с полимерным покрытием	560 руб/м2
— алюминиевая	840 руб/м2
— из нержавеющей стали	1120 руб/м2
Утепление стен в 1 слой	200 руб/м2
Утепление стен в 2 слоя	300 руб/м2
— базальтовые теплоизоляционные плиты плотностью 45 кг/м3	1850 руб/м3
— базальтовые теплоизоляционные плиты плотностью 80 кг/м3	2750 руб/м3
— пеноплекс (для цоколя)	4700 руб/м3
— тарельчатый дюбель для изоляции с металлическим гвоздем с термоголовкой 10х120	3,50 руб/шт
— тарельчатый дюбель для изоляции с металлическим гвоздем с термоголовкой 10х160	5,50 руб/шт
Устройство ветрозащитной мембраны	100 руб/м2
— ветрозащитная мембрана	95 руб/м2

Крепление облицовочного материала площадью каждого эл-та

Наименование	Цена
Площадь элемента облицовки ≥ 1 м2	600 руб/м2
Площадь элемента облицовки ≥ 0,36	720 руб/м2
0,36 м2 ≤ площадь элемента ≤ 0,1 м2	900 руб/м2
Площадь элемента ≤ 0,1 м2	4200 руб/м2

Вид облицовочного материала

Наименование	Цена
— профлист	270 руб/м2
— металлический сайдинг	440 руб/м2
— фиброцементные панели	560 руб/м2
— керамогранит	590 руб/м2
— металлокассеты	1110 руб/м2
— алюминиевые композитные панели	1 155 руб/м2
— клинкерная плитка	1730 руб/м2
— деревяный планкен	2100 руб/м2
— алюминиевые кассеты	2200 руб/м2
— натуральный камень	2500 руб/м2
— терракотовые панели	3350 руб/м2
— HPL-панели	3 920 руб/м2
— ламели	7100 руб/м2

Утепление вентилируемого фасада — Статьи и публикации

Обязательное мероприятие для содержания здания

Планируя работы по возведению и обустройству зданий, обращайте внимание на современные строительные технологии. Одной из них является установка навесного вентилируемого фасада. Этот способ обустройства зданий был внедрён и успешно апробирован на Западе, а позже получил повсеместное применение, в том числе в России. Он подразумевает быстроту исполнения, обеспечивает хороший дизайн, а также высокую энергоэффективность. Одним из самых важных мероприятий при установке является утепление вентилируемого фасада.

Зачем это нужно делать

Если утепление вентфасада не осуществить поздней весной или летом, зимой все усилия, затраченные на его установку, будут нивелированы. Первая проблема, которая ждёт нерадивого домовладельца, это, конечно же, низкая температура внутри помещений. При этом средства изоляции, установленные на окна с целью утепления, окажутся неэффективными. Такая ситуация приведёт к потребности в дополнительном обогреве. Это, во-первых, не так эффективно, во-вторых, увеличит расход энергоресурсов и, соответственно, плату за них.

Низкая температура в холодное время – проблема серьёзная, но не ключевая. Большое коварство таит образование плесени, распространяющейся по помещениям при повышенной влажности и низкой температуре. Она медленно, но безжалостно портит стены, потолки, ну а самое главное, вдыхание спор, которыми она размножается, вредно для здоровья человека. Её попадание в организм способно спровоцировать развитие грибка, являющегося причиной тяжёлых заболеваний.

Отсюда следует единственный вывод – если установили вентилируемый фасад, включите в планы и бюджет расходы по его утеплению. Рано или поздно такую операцию придётся провести, но работы могут быть усложнены разной степенью изношенности компонентов системы.

Технологично, просто, выгодно

Основное преимущества вентилируемого навесного фасада в том, что он создаёт комфортный микроклимат. В зданиях, на которых его устанавливают, тепло зимой, а летом нежарко. Для достижения этого эффекта не используются дополнительные затратные источники энергии на отопление, такие как электричество или газ. В качестве утеплителя обычно используются такие материалы, как минеральная вата, полистирол, пенопласт.

Типовая навесная система вентилируемых фасадов включает элементы:

Наружный слой, формирующий дизайн здания. Для его изготовления используются разные материалы. Среди них большую популярность получила керамогранитная плитка.
Кляммеры, другие крепёжные элементы.
Утеплитель.
Система профилей, служащих каркасом для вентилируемого фасада. На них крепятся все конструктивные элементы.

Ключевой задачей системы является обеспечение естественного воздухообмена. Для этого между навесным и основным фасадом здания конструкцией предусматривается специальный зазор. Благодаря ему, не только обеспечивается качественное вентилирование, но и удаляется излишняя влага. Таким образом, нейтрализуется благоприятная среда для развития грибка.

При всех положительных свойствах стоимость вентилируемого фасада здания гораздо ниже, чем обустройство лицевого экстерьера с подобным эффектом. Это дополнительный фактор, в пользу такого способа утепления. Тем более что его можно осуществить в различных вариантах. Например, произвести двухслойное утепление вентилируемых фасадов, если в этом существует потребность.

Технологические нюансы

На первый взгляд, монтаж вентилируемого навесного фасада и утепления для него сложности не представляет. Конструкция понятна, как и последовательность процессов. В то же время процедура содержит множество нюансов. Поэтому, во избежание ошибок, а также дополнительных затрат, требующихся на их исправление, выполнение этой работы предпочтительно доверить специалистам высокого класса.

Монтаж утепления вентилируемого фасада следует производить уже после того, как будет закреплена его обрешётка со специальными острыми консолями. На них крепится и фиксируется теплоизоляционный материал. Перед тем как проводить установку, на утеплителе делается крестообразный надрез. После этой процедуры он накалывается на острие консолей. Затем утеплитель заправляется в металлическую обрешётку, при этом необходимо добиться её плотного прилегания.

Методики монтажа зависят от утеплителя. Например, если с этой целью используется пенополистирол или пенопласт, крепление производят при помощи клея. В соответствии с традиционной технологией, клей наносится на пять точек панели изолятора. Если в качестве утеплителя выбрана минеральная вата, она закрепляется дюбелями. Особенность последних – шляпки, выполненные в виде грибов.

Надёжность крепления утепления навесного вентилируемого фасада обусловливает его долговременную эксплуатацию – она может составлять пятьдесят и более лет. Поэтому подойти к процедуре следует с особой тщательностью, а лучше поручить выполнение таких работ профессионалам.

Обратите внимание

Монтаж утепления вентилируемых навесных фасадов здания производится с использованием ветробарьера. Он устанавливается поверх утеплителя. Его фиксация осуществляется посредством дюбелей-грибов. Это позволяет одновременно закрепить само утепление вентилируемого фасада и ветробар

инструкция, фото и видео-уроки, цена

Если бы по сей день не существовало вентфасадов, то их непременно стоило бы придумать! Преимущества использования данного вида фасада в разы превышают его незначительные минусы. Давайте рассмотрим, чем же он так хорошо, и как подобрать теплоизоляционный материал для этой конструкции.

Модель конструкции вентфасада

Особенности вентилируемых фасадов

Перед тем как выбрать утеплитель для вентфасада, составим представление о самой конструкции, которую будем теплоизолировать.

Традиционный вентилируемый фасад – это металлический каркас, закрепленный на внешних сторонах здания при помощи анкеров, к которому в свою очередь крепится так называемый экран (облицовка). Между стеной здания и экраном укладывается утеплитель.

Из чего состоит вентилируемый фасад

Главная «фишка» такой конструкции заключается в том, что между экраном и утеплителем остается небольшой воздушный зазор. Он-то и придает фасаду ту самую «вентилируемость».

Что же нам это дает?

Первое и самое главное – максимальную паропроницаемость стен, при этом отлично защищенных от ветра, дождя, механических повреждений и иных негативных факторов. На этом пункте, пожалуй, остановимся чуть подробнее.

Как правило, уровень влажности в помещении всегда выше, чем за его пределами. Избыток влаги непрерывно фильтруется через стены в виде пара. И любое непроницаемое для влаги покрытие становится неким барьером. Результат плачевный – стена накапливает влажность и в скором времени начинает разрушаться. Кстати, ее теплоизолирующие свойства также ухудшаются.

Ну а с другой стороны, всевозможные декоративные покрытия для фасадов, имея отличную паропроницаемость, хуже защищают здание от дождя. Стены будут намокать и опять же быстрее разрушатся

А вот удаление экрана от капитальной стены на небольшое расстояние полностью решает эту проблему.

Вентилируемый фасад в значительной степени снижает потери тепла, и плюс к этому является прекрасной защитой от шума. Этакая гасящая звук акустическая ловушка.

Выбор утеплителя для вентфасада

Продукция ISOVER – одна из самых востребованных на сегодняшний день

Логично будет предположить, что утеплитель для вентилируемого фасада должен иметь характеристики и качества, не противоречащие конструктивным особенностям данного вида фасада:

необходимо, чтобы паропропускаемость утеплителя, как минимум не уступала паропропускаемости стены;
теплоизоляционный материал должен максимально уменьшать потерю тепла от стены в окружающую среду;
неплохо было бы, если он еще обладал шумоизоляционными свойствами;
ну и, пожалуй, самое главное – утеплитель не должен впитывать влагу (или хотя бы должен легко сушился без потери своей первоначальной формы).

Если учитывать все эти требования, то какой теплоизоляционный материал лучше всего подойдет под вентилируемый фасад?

Пенополистирол и пенополиуретан

Плиты пенополистирола

Эти довольно-таки разные утеплители рассматриваются вместе потому, что в интересующем нас моменте обладают общим набором свойств:

Превосходная негигроскопичность (материалы имеют структуру в виде закрытых ячеек), а это значит – данные утеплители могут переносить существенные температурные перепады, не разрушаясь при этом.
Устойчивость к влаге. Даже в том случае, если наружный слой теплоизолятора намокнет, выручит его эластичность. Как пенополистирол (например, утеплитель Пеноплекс), так и пенополиуретан способны без ущерба переносить многократное замерзание воды в порах.
Тепло- и шумоизоляция также на высоте.
Пластики не дают усадки, и уж тем более не слеживаются.
Правда, вот паропроницаемость весьма мала. Ведь сами по себе пористые пластики – это полноценная пароизоляция.
Ну и последнее, цена даже на обычный пенопласт – довольно высокая. Поэтому утепление им фасада обойдется дорого.

Утеплитель Пеноплекс – универсальный теплоизоляционный материал

Пенополиуретановые плиты

Конечно, пенополистирол и пенополиуретан (утеплитель ППУ) являются неплохими теплоизоляторами. Ими, например, можно успешно произвести утепление лоджии. А вот для вентилируемых фасадов это не самый лучший вариант.

Базальтовая и минеральная вата

Утепление ППУ – новейший теплоизоляционный материал в ряду аналогов

Минвата

Что мы получим, отдав предпочтение этим утеплителям?

Как базальтовая, так и минеральная вата – весьма дешевые утеплители, их стоимость гораздо ниже, чем у пенополистирола и, тем более, у пенополиуретана.

Базальтовая вата немного дороже минваты, но до цены предыдущих материалов все равно не дотягивает.

Что самое важное – пар свободно проходит через эти утеплители.
Как базальтовая, так и минеральная вата обладают небольшим весом (что очень удобно при монтаже), пожаробезопасностью, химической и биологической стойкостью.
Оба утеплителя впитывают влагу, однако и легко отдают ее.
Шумо- и теплоизоляция также на должном уровне, хоть и уступает предыдущим материалам.
И самый больной вопрос – слеживание утеплителя. Дешевые изделия из минваты быстро теряют свои объемы, а вот плиты из базальтового волокна могут сохранять форму десятилетиями.

Дешевый утеплитель – как один из способов сэкономить

Базальтовая вата крупным планом

Внимание! Подобного рода утеплители, используемые в вентфасадах, должны выдерживать лишь собственный вес и не несут на себе какой-либо повышенной нагрузки. Но постоянное наличие движения воздуха в зазоре неблагоприятно сказываются на материале и помимо влаги уносят с собой волокна, тем самым нарушая структуру утеплителя, снижая его срок службы и увеличивая теплопотери.

Беря во внимание приведенный выше факт, к выбору базальтового или минерального утеплителя нужно подойти со всей ответственностью. Что вы должны здесь учесть?

Плотность теплоизолятора. Она должна быть достаточно высокой, чтобы материал не разрушился под воздействием ветра. Сюда же можно отнести и такой параметр как «предел прочности на отрыв слоев», который достигается благодаря особому сцеплению волокон материала между собой.
Известно, что сила и скорость воздушных потоков зависит от высоты здания. Получается, чем выше здание, тем большую скорость набирает поток движущегося воздуха и тем сильнее оказывает воздействие на утеплитель. Поэтому при утеплении многоэтажного дома, для верхней части фасада лучше приобретать плотный теплоизоляционный материал.

А вот для малоэтажных строений можно использовать утеплитель с меньшей плотностью, так как воздушный поток не оказывает на них чрезмерно большой нагрузки.

Как правильно использовать минвату в качестве теплоизолятора

Для большей ясности ниже мы приведем таблицу с характеристиками некоторых базальтовых и минеральных теплоизоляторов для вентилируемых фасадов:

Наименование	Плотность	Длина	Ширина	Толщина
Изовент, Изовент-Л	80, 90	100 см	50, 60 см	4-16 см
П-75	до 75	100 см	50 см	5-15 см
П-125	до 125	100 см	50, 60 см	5-12 см
Vattarus Блок	60-70	120 см	50, 60 см	4 см
Vattarus ВЕНТ	80-90	120 см	60 см	40-150 мм
Техновент	80-90	100, 120 см	50, 600 мм	40-200 мм

Вообще, конечный выбор теплоизолятора для того или иного вентфасада определяется климатическими условиями региона, свойствами стен и навесных покрытий, высотой строения и расположением ветровых зон. Уже, исходя из этих показателей, можно точно решить, с какой прочностью на сжатие, теплопроводностью, водопоглощением и плотностью покупать утеплитель.

Технология утепления вентфасада

Последовательность изоляции вентфасада деревянного дома ничем не отличается от утепления кирпичных или каких-либо других строений

Если еще раз все проанализировать, то сомнений не останется: минеральная или базальтовая вата имеет большие преимущества перед остальными теплоизоляторами (имеется в виду конкретно в случае с вентфасадами). Честно говоря, именно она чаще всего и используется для этой цели. Остается один вопрос – как утеплить вентилируемый фасад своими руками? Существует ли инструкция на этот счет?

В общем-то, здесь все просто:

В первую очередь к стене необходимо установить кронштейны для крепления будущего вентфасада.
Затем идет опорный угол: он крепится по горизонту к цоколю.
Плиты минваты или базальтовой ваты укладываются горизонтальными рядами с небольшим смещением вертикальных швов от ряда к ряду. Утеплитель надежно крепится к стене при помощи дюбелей-зонтиков (или, как их еще называют, грибков) из расчета – 2 дюбеля на 1 плиту.
На следующем этапе слой теплоизоляции дополнительно укрывается ветрозащитой, которая плотно накладывается горизонтальными полосами с нахлестом около 10 см.
И в завершение слой утеплителя окончательно фиксируется все теми же грибками – по 5 штук на 1 плиту.

На этом работа по теплоизоляции вентилируемого фасада заканчивается. Можно смело переходить к сборке каркаса.

На фото хорошо видно, что между облицовкой и утеплителем осталось необходимое для вентиляции пространство

Внимание! Между облицовочной поверхностью и слоем утеплителя должно оставаться 3-5 свободных сантиметров.

Вывод

Вот мы и ответили на основные вопросы, связанные с таким, казалось бы, простым, но ответственным делом, как выбор теплоизоляционного материала для вентфасада. А заодно и рассмотрели вкратце технологию монтажа! Если какие-то моменты все же остались неясными для вас, то в видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Утеплитель для вентилируемых фасадов, панели и облицовка, расчет материала

Привлекательный внешний вид важен для любого здания, будь то жилой дом, офисный центр или производственный комплекс. Вот почему все большую популярность приобретает внешняя отделка посредством устройства вентилируемых фасадов.

Помимо эстетики и надежности в эксплуатации подобные конструкции выполняют дополнительную теплоизоляционную функцию. Утепление вентилируемого фасада может осуществляться различными материалами, что сказывается на технологии возведения всей конструкции, поэтому важно понимать специфику каждого варианта.

Инженерные особенности конструкции

Конструкция подобной внешней отделки предполагает создание прочного металлического каркаса, прикрепленного к несущим элементам здания. Направляющие элементы выполняются из стали или алюминия, что придает прочность и долговечность всей системе.

К остову крепятся облицовочные плиты так, что между ними и стеной здания остается достаточно места для дополнительного утепления и создания вентиляционных зазоров.

В результате подобные конструкции помогают осуществлять естественную вентиляцию стен и выход избыточной влаги и конденсата, а утеплитель для навесных вентилируемых фасадов обеспечивает снижение потери тепла и поглощение внешних шумов.

Чаще всего в качестве облицовочных материалов используют:

металлический профлист и сайдинг;
искусственный гранит и керамические панели;
плиты на основе минеральных вяжущих компонентов;
полимерные панели и пластины из стекловолокна;
плиты из натурального камня осадочного и вулканического происхождения.

Основные преимущества системы

Применение технологии навесных фасадов позволяет уменьшить общий вес всего здания, так как подобные конструкции обладают меньшей массой по сравнению с классическими способами внешней отделки. Кроме того, существенно возрастает возможность дизайнерского оформления любого здания.

Внешние панели достаточно просто заменить, что облегчает ремонт и обновление фасада. Работы по монтажу конструкции можно вести вне зависимости от сезона, а значительные вентиляционные зазоры позволяют поддерживать оптимальную влажность и защитить материал основных стен от разрушения.

Недостатки конструкции

К недостаткам подобных конструкций можно отнести низкую пожарную безопасность, ведь единое пространство зазора позволяет быстро распространиться пламени. Довольно часто в качестве утеплителя для вентилируемых фасадов используют пенополистирол, который подвержен активному горению, поэтому вопрос полной защиты здания от возгорания все еще остается открытым.

Кроме того, отсутствие общепринятых нормативов на конструкции и способы их установки приводят к частому применению нестандартных решений, безопасность которых полностью не определена. Да и выполнение работ не предполагает обязательного контроля со стороны СРО, что оставляет заказчика без гарантий качественного выполнения навесных фасадов.

Особенности конструкции предполагают обязательное использование утеплителя, для правильной работы которого необходимо применять паро- и гидроизоляцию.

Без дополнительной защиты стены здания будут терять слишком много тепла, но подобные дополнения к каркасу и облицовочным плитам значительно сказываются на общей стоимости фасада.

Выбор утеплителя

Важным элементом конструкции является теплоизолирующий материал, обеспечивающий сохранение комфортного микроклимата в здании, а также защиту от внешних шумов и звуков. С учетом специфики навесных фасадов наибольшей популярностью при их изготовлении пользуются:

минеральные и каменные ваты;
обычный и экструдированный пенополистирол;
пенополиуретан.

Применение каждого вида во многом определяется характеристиками самого здания, а также материалом исполнения стен сооружения.

Минеральные и каменные ваты

По технологии возведения вентилируемых фасадов слои утеплителя должны плотно прилегать к основанию и друг к другу, поэтому чаще применяются полужесткие плиты из стеклянных или базальтовых волокон. Такие материалы сохраняют свою форму, хорошо переживают воздействие внешней влаги и способны обеспечить достаточную проницаемость для пара, что защищает основные стены от постоянного переувлажнения.

Базальтовое волокно обладает большей стойкостью, чем стеклянное, да и стоимость каменной ваты ниже. Оба варианта утеплителя прекрасно подходят для строений, выполненных из кирпича и ячеистого бетона, так как обеспечат полное отведение влаги, испаряющейся от стен.

Но ваты необходимо защищать от выветривания и избыточной внешней влаги, поэтому лучше всего при их использовании проложить слой пароизоляции между стеной и утеплителем, а также защиты от ветра и влаги между материалом и вентиляционным зазором перед облицовкой.

Пенополистирол различных видов

Пенопласт или обычный пенополистирол обладает некоторой проницаемостью для влаги, поэтому его вполне можно использовать при устройстве навесных вентилируемых фасадов для зданий из плотного силикатного кирпича и всех видов бетона.

Этот материал более стоек к выветриванию, чем ваты, поэтому не требует дополнительной гидроизоляции с защитой от ветра. А вот добавить пароизоляцию между стеной и утеплителем можно, ведь она позволит вовремя отводить конденсат от основного материала.

Экструдированный пенополистирол обладает большей стойкостью и механической прочностью. Его коэффициент теплопередачи ниже, поэтому толщина слоя утеплителя требуется меньше, что помогает выйти в результате на ту же совокупную стоимость работ при более высокой цене материала.

Его паропроницаемость ниже, чем у пенопласта, поэтому экструдированный пенополистирол подходит только для зданий из железобетона. Этот материал не подвержен горению, что повышает пожарную безопасность фасадов с его использованием.

Пенополиуретан

Фактически ППУ является самым простым в нанесении, ведь его распыляют непосредственно на поверхность стены. В результате не требуется дополнительных креплений, нет мостиков холода, да и трудозатраты существенно сокращаются. Но его низкая паропроницаемость также ограничивает область применения зданиями из бетона и плотного кирпича.

Этот материал не требует дополнительной защиты от выветривания и внешней влаги. Укладка пароизоляции также не проводится, ведь способ нанесения пенополиуретана предполагает адгезию к основному материалу стен. В результате общие затраты при возведении навесного фасада сокращаются.

Но ППУ способен к горению, да и требует внимательного и профессионального нанесения, ведь при возникновении существенного перепада по толщине, точка росы может сместиться в тело утеплителя, что приведет к избыточному увлажнению стены и ее разрушению.

При ответственном и профессиональном исполнении вентилируемые фасады становятся прекрасной альтернативой классической облицовке и внешней отделке. Их использование обеспечивает улучшение внешнего вида здания, достижение оптимального микроклимата и увеличение срока эксплуатации всего сооружения. Но ошибки в монтаже и выборе материалов могут привести к более быстрому разрушению материала стен, а также снижению общей пожарной безопасности здания.

Утеплители для вентилируемых фасадов • «ИСМ»

Вентилируемый фасад может быть использован для утепления зданий и сооружений следующих типов:

Каркасные
Кирпичные
Деревянные
Блочные и железобетонные

Для устройства вентилируемого фасада создается вентзазор 25-50 мм между утеплителем и облицовочным материалом (сайдингом, блок-хаусом, фасадными панелями, вагонкой, профнастилом и т. д.). В вентфасаде не должно образовываться изолированных полостей, он должен обеспечивать вертикальное движение воздуха и тем самым выводить влагу из утеплителя. Сам принцип работы вентзазора регламентирует утеплители, которые могут использоваться в вентфасаде. Это должны быть устойчивые к выдуванию негорючие утеплители.

Такими теплоизоляционными материалами являются утеплители на основе базальтовой ваты и стекловолокна. При их производстве используются негорючие материалы. Так же особая структура и расположение волокон позволяет этим материалам сопротивляться выдуванию.

Если использовать в вентфасаде горючий материал, то в случае его возгорания огонь будет распространяться по утеплителю. Этому будут способствовать потоки воздуха, которые постоянно движутся в вентзазоре.

Выбирая утеплитель для вентилируемых фасадов следует обратить внимание на два основных параметра — устойчивость к выдуванию и класс горючести. Опираясь на показатели данных параметров в большинстве случаев для устройства вентфасадов используют теплоизоляцию на основе базальта.

Плотность утеплителя для вентфасада

Для вентфасада можно использовать утеплитель разной плотности, 35 кг/м³ как нижний (внутренний, расположенный ближе к стене) слой и 80-100 кг/м³ как верхний (наружный, внешний) слой.

Применение двухслойной теплоизоляции различной плотности позволяет снизить стоимость утеплительного слоя не снижая его характеристик и устойчивость к выдуванию. Кроме этого, плиты второго слоя перекрывают стыки внутреннего первого слоя утеплителя и сводят к минимуму риск образования «мостиков холода».

Есть вопросы? Необходима консультация? Обращайтесь, предложим варианты исходя из конкретных условий.

Цены и ассортимент утеплителей для вентилируемого фасада представлены ниже. Вы можете купить утеплитель для вентфасада оптом, мелким оптом и в розницу.

Зачем нужно устанавливать?

Незаметно для нас, плохо изолированные здания теряют много энергии. Чтобы решить эту проблему, необходимо утеплить фасады, так как это значительно снижает потребление энергии в домах, предназначенных для отопления или кондиционирования. Экономия энергии на отопление за счет теплоизоляции достигает 50%. А также снижение экологических затрат.

Таким образом, на первый план вышла теплоизоляция .Из важного вопроса он превратился в жизненно важный вопрос при строительстве и восстановлении зданий.

Устанавливая сборную изоляционную панель, прикрепляемую к фасаду с соответствующей отделкой, мы предотвращаем выход тепла в холодную погоду и предотвращаем нагрев стен и внутренних помещений летом. Обеспечивает более приятные ощущения в любое время года, улучшая наше самочувствие в нашем доме.

Внутри домов мы также добиваемся устранения конденсации и улучшения звукоизоляции, так как внутренняя влажность исчезает, что обычно вызывает появление плесени, а также снижает шум, исходящий снаружи.

Изоляция защищает нас от огня за счет минеральной ваты, которая является огнестойкой, а это очень важно для любого здания.

Это материал, который не требует ухода, он остается прикрепленным к зданию, и никто не может обработать его, разрушить или повредить его в течение 40–75 лет. Мы также отмечаем, что во многих случаях его полезный срок службы может быть даже дольше.

Существует несколько видов систем утепления фасадов:

— Система изоляционных плит, отделанная штукатуркой, используется на поврежденных фасадах, которые необходимо отремонтировать, или на фасадах, толщина которых не может увеличиваться.

— Система вентилируемого фасада, имеющая большое разнообразие отделок и преимущество, заключающееся в том, что она может размещать строительную конструкцию между камерой и изоляцией. В этой системе чаще всего используются изоляционные материалы из стекловаты, минеральной ваты и пенополиуретана.

— Спроектированная система изоляции, в основном используемая для разделения фасадов, которые остаются видимыми после сноса соседнего здания, или на внутренних фасадах, таких как внутренний дворик, где эстетика является важным требованием.

Как вы читали выше, теплоизоляция на фасадах дает множество преимуществ и различные типы изоляции. Так что не ждите больше, ваш следующий выбор — это теплоизоляция фасада, чтобы пользоваться всеми преимуществами и чувствовать себя комфортно в своем доме с идеальной температурой, без шума и без дополнительных затрат.

Технико-экономический анализ системы нагревательного элемента Пельтье, интегрированной в вентилируемый фасад

1. Введение

Термоэлектрические генераторы, иногда называемые модулями Пельтье, представляют собой полупроводники, основанные на эффекте Пельтье для перекачивания тепла. Преимущество этой системы в том, что ее можно просто использовать в режиме обогрева или охлаждения. В связи с этим использование термоэлектрических генераторов вызывает растущий интерес при разработке новых прототипов в военной, промышленной и коммерческой областях [1, 2, 3, 4, 5].

Исследования, связанные с режимом охлаждения, сосредоточили свои усилия на разработке прототипов [6, 7, 8, 9, 10, 11, 12], которые рассеивают тепло в небольших приложениях, таких как лазеры, персональные компьютеры, холодильники, криогенные прототипы. и т.д., а режимы отопления применяются в основном в архитектурной сфере. Основные концепции модулей Пельтье, применяемые в архитектуре, были введены Khire et al. [13], которые предложили систему ABE, в которой солнечная энергия используется для компенсации пассивных тепловых потерь или тепла в оболочке здания.В своей работе авторы обсуждали конструкцию и оптимизацию модулей Пельтье с фотоэлектрическими панелями. В этом контексте Xu et al. [14] разработали различные прототипы ABE в режиме нагрева, используя коммерчески доступные PV и ячейки Пельтье, а Liu et al. [15] разработали систему ASTRW с термоэлектрической технологией и фотоэлектрическими панелями. Аналогичным образом Васкес и др. [16] описали основные принципы новой концепции активной тепловой стены, которая улучшает существующую практику проектирования и установки систем кондиционирования воздуха в замкнутых пространствах.Иршад и др. [17] разработали солнечную систему TE-AD, в которой используются термоэлектрические модули (ТЕМ) внутри воздуховода для обеспечения теплового комфорта. В [18] солнечный термоэлектрический охлаждаемый потолок сочетается с вытяжной системой вентиляции. Опытный образец прошел испытания в режимах охлаждения и нагрева. В других интересных исследованиях [19, 20] описано применение ячеек Пельтье в активных стенах, активных окнах зданий и термоэлектрических вентиляторах. Недавно Луо и др. [21, 22, 23] предложили интегрированную в здание фотоэлектрическую термоэлектрическую стеновую систему, которая поддерживается совместной работой фотоэлектрического модуля для преобразования солнечного излучения, воздушного зазора для рассеивания тепла и системы термоэлектрических излучающих панелей для активного лучистого охлаждения / нагрева.Это исследование было сосредоточено на эффективной и точной модели системы для моделирования этой системы. Wang et al. [24] разработать термоэлектрическую систему обогрева, работающую на возобновляемых источниках энергии, чтобы уменьшить выброс CO ₂ в зданиях. Согласно результатам, прототип минимизирует потребление энергии и, следовательно, снижает выбросы CO ₂.

Исследования, связанные с экономическим анализом технологий HVAC, делают упор на энергосбережении в системе отопления / охлаждения [25, 26, 27] и потребности в энергии в зданиях [28, 29].С инженерной точки зрения количество ячеек Пельтье, конструкция теплообменника и вспомогательная система (вентиляторы, резервная система, система управления и т. Д.) Изучаются с целью снижения инвестиционных, эксплуатационных и эксплуатационных затрат [30 , 31, 32]. Цель данного исследования — представить концептуальный проект THU, интегрированного в вентилируемый фасад, и проанализировать его экономическую целесообразность и тепловые характеристики. Для достижения этой цели предлагаются следующие пункты:

описать концептуальный дизайн и режим работы инновационного прототипа THU;
сравните тепловые характеристики прототипа THU с традиционной системой кондиционирования воздуха, используя типичные экономические показатели (инвестиционные затраты, затраты на обслуживание и эксплуатационные расходы).

Эта работа помогает определить ключевой аспект, который может повысить эффективность систем HVAC на вентилируемых фасадах. Также данное исследование завершает предыдущую работу авторов [33, 34, 35, 36, 37] о теоретическом проектировании и строительстве активного вентилируемого фасада с модулями Пельтье. Авторам известно, что технико-экономический анализ прототипа THU еще не опубликован.

2. Техническое описание термоэлектрических нагревательных элементов

С 2009 года авторы работают над альтернативными системами HVAC для зданий.Основываясь на своем предыдущем опыте архитекторов (а не инженеров) в области строительных услуг и энергосистем [38], авторы сосредоточились на проектировании децентрализованной вентилируемой системы отопления для ограждающих конструкций новых и реконструированных зданий. Результатом стало строительство упрощенного жилого дома (сборного модуля) с термоэлектрической системой обогрева. Подробный отчет об этой первой версии THU (v1.1) и ее производстве был представлен авторами в предыдущих работах [33, 34, 35, 36].В этом разделе приводится краткое описание этой первой версии и представлены улучшения этого прототипа (THU v1.2). Оба прототипа были установлены в сборном помещении для испытаний, чтобы проанализировать их работу в реальных условиях.

2.1. Термоэлектрическая система THU версии 1.1

Термоэлектрический нагревательный элемент (THU v1.1) состоит из трех подсистем: системы отопления, системы вентиляции и системы управления. Система отопления состояла из 84 модулей Пельтье RC12–8 (Marlow Industries, Inc.) с системой отвода тепла. Модули Пельтье были размещены в группах по два термоэлектрических модуля, причем модули Пельтье были соединены последовательно, а группы — параллельно; Всего они образуют 42 группы, требующие напряжения 50 вольт и имеющие тепловую мощность 3 кВт (теплотворная способность 3 / 4TR). Элементы системы отвода тепла состоят из 84 тепловых трубок, 21 ребристого радиатора, двух осевых вентиляторов (закрепленных на фасаде) и двух тангенциальных вентиляторов (закрепленных на внутренней камере).Принципиальная схема прототипа THU v1.1 представлена на рисунке 1.

Рисунок 1.

Принципиальная схема THU v1.1: (а) части прототипа, (б) система отопления (тепловые трубы с ячейками Пельтье) и (c) внешний вид, показывающий электрическое соединение (внизу) и вентиляционные решетки (сбоку).

Прототип имеет систему управления, которая подает электроэнергию в систему, управляет вспомогательным оборудованием (вентиляторами, датчиками, исполнительными механизмами и т. Д.) И регулирует рабочие операции (внутреннюю температуру).Кроме того, было включено оборудование защиты на случай аварии, которое в основном состоит из ПЛК, датчиков и исполнительных механизмов.

2.2. Термоэлектрическая система THU версии 1.2

Недавно был разработан улучшенный прототип THU v1.1, названный THU v1.2. Эта вторая версия в основном состоит из трех подсистем: системы отопления, системы вентиляции и системы управления. Система отопления состоит из 20 модулей Пельтье (Marlow Industries, Inc.) с системой отвода тепла.Все модули Пельтье соединены параллельно, требуют напряжения 20 вольт и имеют тепловую мощность 1 кВт (теплотворная способность 1 / 4TR). Элементы системы отвода тепла состоят из 20 ребристых радиаторов и четырех тангенциальных вентиляторов. Эта вторая версия имеет большую изоляцию, лучший отвод тепла и меньшее энергопотребление. На рисунке 2 показаны внешний и внутренний вид прототипа THU v1.2.

Рисунок 2.

Интеграция термоэлектрической системы в THU v1.2: (a) вид сверху, (b) вид изнутри (впуск и выпуск воздуха, керамическая поверхность) и (c) вид снаружи прототипа с решетками для отвода нагретого / охлажденного воздуха.

Чтобы узнать экономическую и термическую жизнеспособность прототипа THU v1.2, была построена идентичная испытательная комната для традиционной системы кондиционирования воздуха, как показано на рисунке 3. В традиционной системе кондиционирования воздуха используется инверторная технология для регулирования. напряжение, ток и частота кондиционера, чтобы он потреблял только необходимую энергию. Используемая модель в этой работе — сплит-кондиционер (1X1 MSZ-HJ35VA Mitsubishi Split) с тепловой мощностью 3,6 кВт (тепловая мощность 1TR).

Рисунок 3.

Принципиальная схема стандартной системы v2.0: (а) вид сверху, (б) вид изнутри и (в) вид снаружи.

Чтобы обеспечить последовательную основу для сравнительного анализа, авторы приводят техническую информацию для прототипа THU и традиционной системы кондиционирования воздуха (Таблица 1).

Параметр / компонент	THU v1.0	THU v1.2	Обычная система V2.0
Внутренний размер (м)	4.0 × 2,4 × 2,5	3,75 × 2,10 × 2,0	3,75 × 2,1 × 2,0
Толщина фасада (мм)	35	160	160
Размеры камер (см)	100 × 10	100 × 10	Нет
Ед. Фасада (Вт / м2K)	0,52	0,21	2,21
Двойная высота	Нет	Да	Да
Толщина крыши (мм)	35	127	127
Единица измерения кровли (Вт / м2 · К)	0.52	0,21	0,21
Толщина пола (мм)	19	195	195
U пола (Вт / м2 · К)	5,26	0,29	0,29

Таблица 1.

Технические параметры прототипов.

2.3. Конструкция и принцип действия

Внешний вид в этом проекте основан на непрозрачном вентилируемом фасаде с активным механизмом (воздушными решетками), который адаптируется к различным условиям окружающей среды и всегда стремится к максимальной эффективности.Механизм активации регулирует вентиляцию воздушной камеры фасада и системы отопления. Это означает, что в зимние месяцы решетки закрываются, чтобы усилить накопление тепла в помещении. Однако в летние месяцы решетки открываются для отвода избыточного тепла из системы. Уместно отметить, что первоначальная конфигурация активного вентилируемого фасада соответствует требованиям по регулированию вентиляции полости вентилируемого фасада.Как показано в Таблице 2, был выбран кожух из легкого листового металла в качестве легкого элемента с низкой тепловой инерцией, который позволяет мгновенно реагировать на внешние условия окружающей среды, а также была выбрана мощность вентиляции 50 кубических футов в минуту в помещении.

Материал	Толщина (мм)	Λ (Вт / м · К)	R (м ² K / W)
Листовой металл	0,8	—	—
Вентилируемая воздушная камера / герметичная	100	—	0.18
Внутренний лист	177,5	0,163	4,62
Полужесткая панель из минеральной ваты	80	0,034	1,91
Сэндвич-панель	35	0,028	1,25
Панель Rockwool	50	0,035	1,40
Гипсокартон	12,5	0,25	0,05

Таблица 2.

Технические параметры активного вентилируемого фасада THU v1.2.

Внутренняя концепция прототипа THU состоит из трех слоев, двух воздушных камер и системы HVAC (термоэлектрическая система), как показано на рисунке 4. Первый слой (внешний вид) состоит из металлической рамы с двумя вентиляторами и система отвода тепла. Вентиляторы позволяют воздуху поступать во внешнюю камеру (камеру, соединенную с внешней средой), он проходит через тепловые трубки и покидает внешнюю камеру, удаляя избыточное тепло от термоэлектрической системы.Важной деталью внешнего вида является то, что для THU v1.1 использовались два осевых вентилятора, которые были размещены на фасаде, тогда как во второй версии THU v1.2 использовались два тангенциальных вентилятора, которые были закреплены в нижней части внешняя камера. Эта разница улучшает внешний вид и рассеивает тепло в термоэлектрической системе.

Рисунок 4.

Принципиальная схема конструкции: (а) прототип THU v1.1 и (b) прототип THU v1.2.

Термоэлектрическая система закреплена на втором слое и предназначена для разделения двух камер и подачи тепла в комнату.Наконец, третий слой соединяет внутреннюю камеру с комнатой. Он состоит из группы радиаторов и двух тангенциальных вентиляторов (закрепленных в нижней части внутренней камеры). Они позволяют воздуху проходить во внутреннюю камеру для подачи горячего воздуха в комнату. В этой модели наверху стены размещалась решетка для выхода воздуха для вывода холодного воздуха из помещения.

2.4. Математическая модель

Модули Пельтье состоят из двух или более элементов из полупроводникового материала, легированного n-типом и p-типом, которые электрически соединены последовательно и термически соединены параллельно.Эти термоэлектрические элементы и их электрические соединения обычно устанавливаются между двумя керамическими подложками. Подача напряжения на термоэлектрический модуль создает разницу температур. Эта разница температур может использоваться для передачи тепла от холодной стороны к горячей и наоборот. Поэтому модули Пельтье можно использовать для управления климатом в помещениях: для обогрева зимой и для охлаждения летом. В связи с этим необходимо получить лучшую теплопередачу между ячейками Пельтье и воздухом помещения для увеличения площади теплообмена керамических пластин с теплоотводами [39, 40].В этом разделе представлен краткий обзор основных уравнений, влияющих на функционирование системы THU. Уравнения, которые в основном определяют термоэлектрический эффект, — это электрическая мощность и тепловой поток. Электрическая мощность показывает разницу между теплотой, рассеиваемой на горячей стороне, и теплом, поглощаемым на холодной стороне модулей Пельтье, и это определяется как

Pelect = qhot − qcold = V ∙ IE1

, где I — ток нагрузки. , Vis — выходное напряжение, q — тепло, рассеиваемое на горячей стороне W, и qc — тепло, поглощаемое на холодной стороне модулей Пельтье W.Теплопроводность от горячей стороны к холодной определяется как

qe, com = KT − ToE2

Тепловой поток определяется как

q1 = αIgT − 12Ig2R + KT − ToE3

q1 = αIgT + 12Ig2R + KT − ToE4

, где α — общий коэффициент Зеебека V / K, α = mαp − αn, нижние индексы p и n означают полупроводники p-типа и n-типа, количество ячеек Пельтье, R — полное электрическое сопротивление. (Ом), R = mρpIp / Sp + ρnIn / Sn, ρ — удельное электрическое сопротивление, l — длина полупроводниковых плеч, S — площадь поперечного сечения полупроводниковых плеч, S — площадь поперечного сечения полупроводниковых плеч, K — общая теплопроводность, R = κpSp / lp + κnSn / ln, κ — теплопроводность полупроводниковых материалов, I — рабочий электрический ток многопарной ячейки Пельтье.

Ключевым параметром, используемым для измерения производительности любой системы кондиционирования воздуха, является COP, определяемый как полезная выходная тепловая мощность на единицу тепловой мощности. Его математическое выражение может быть представлено следующим образом [42]:

COPthermal = Полезная мощность, кВтВходная мощность, кВт5

Системы кондиционирования воздуха могут использоваться в режимах нагрева и охлаждения. В этой работе рассматривается только цикл нагрева, поэтому КПД в режиме нагрева для традиционной системы определяется как [43]

COPheat = 1 + Ta′ − ΔTevap′Troom′ − Ta′ΔTcond ′ + Tevap′E6

где Ta ‘- температура окружающей среды вне испарителя в режиме обогрева ° K, Troom’ — температура воздуха в помещении вне конденсатора в режиме обогрева ° K, Tcond ‘- разница температур между хладагентом в конденсаторе и температурой окружающей среды ° K и Tevap. ′ — температура в испарителе ° K.

В случае термоэлектрической системы идеальный КПД в режиме нагрева определяется как [43]

COPheat = ThTh − Tc1−21 + ZTm − 1ZTmE7

где Это температура горячей стороны в месте расположения керамической пластины в термоэлектрическом элементе. модуль ° K, Tc — температура холодной стороны в месте расположения керамической пластины в термоэлектрическом модуле ° K, Z — добротность термопары, а Tm — средняя арифметическая температура термопары ° K.

3. Технико-экономические показатели

3.1. Экономические показатели

Экономическая оценка основана на инвестиционных затратах, эксплуатационных затратах и затратах на техническое обслуживание. Инвестиционные затраты включают стоимость каждой части прототипа, включая электрооборудование, конструкцию, систему обогрева, контрольно-измерительное оборудование и электроустановку. Для определения инвестиционных затрат эти затраты были разделены на три категории: инженерные затраты, затраты на поставку / транспортировку и вспомогательные затраты. Инженерные затраты включают проектирование, производственные процессы, моделирование деталей, архитектурные планы и установки.Затраты на доставку / транспортировку включают поставку материала. В данном случае цены указаны для города Памплона, Испания. Наконец, вспомогательные расходы зависят от последних штрихов проекта.

Операционные затраты относятся к затратам на надлежащую работу каждого прототипа. Эти затраты в основном зависят от потребления электроэнергии подсистемами прототипа (система охлаждения – нагрева, вентиляция и система управления). Исследуемый прототип THU v1.2 был разработан с номинальной потребляемой мощностью 1 кВт, в то время как обычная система кондиционирования воздуха — 1 кВт.04 кВт.

В затратах на обслуживание учитываются все виды работ, связанные с ремонтом и заменой поврежденных деталей в подсистемах прототипа. Эти затраты были оценены на основе стоимости прототипа и обслуживания каждой подсистемы. В случае обычной системы v2.0 (Split 1x1MSZ-HJ35VA Mitsubishi) эти расходы связаны с использованием специальных химикатов, проверкой давления, падения напряжения, падения тока, очисткой и продувкой загрязненных деталей. Согласно [40], стоимость обслуживания этой системы варьируется от 737 до 2156 долларов в год, в зависимости от мощности охлаждения / обогрева.Это составляет от 10 до 20% общей инвестиционной стоимости сплит-стоимости. В случае THU v1.2, по оценкам авторов, стоимость обслуживания может составлять примерно 6–10% от стоимости системы отопления. Эта оценка была основана на 1,5-летних испытаниях прототипа [36].

3.2. Срок службы прототипов

Срок службы прототипов отражает полезный срок службы каждой системы или прототипов в течение определенного времени. Он включает в себя эксплуатационный, физический и технологический срок службы.В этом исследовании компания Marlow Industries сообщила о сроке службы термоэлектрического устройства. Inc. [41] находится в диапазоне 20 000–350 000 ч при нормальных условиях, а компания Mitsubishi гарантирует 15 лет для инверторного кондиционирования воздуха [44]. По оценкам, физический срок службы конструкции составляет 30–40 лет, потому что конструкция конструкции сочетает в себе прочность, устойчивость и антикоррозионные материалы. Также предполагается, что технологический срок службы системы THU равен сроку службы здания (30–40 лет), поскольку она имеет цифровой дисплей, позволяющий управлять системой Пельтье, и сложный ПЛК, который можно перепрограммировать на пользовательские потребности.

3.3. Экологические выгоды

Помимо экономической оценки, системы THU имеют социальные выгоды, которые играют важную роль в заботе об окружающей среде. Другими словами, преимущества, связанные с использованием систем THU, в основном связаны с уменьшением выбросов углекислого газа. Системы THU не выделяют CO ₂ на этапе эксплуатации и технического обслуживания, как инверторные системы кондиционирования воздуха, поскольку в них нет рабочей жидкости. Таким образом, системы THU — хороший вариант для предотвращения выбросов парниковых газов.Их электронные компоненты также могут быть переработаны. Более того, фотоэлектрическая система может быть добавлена в эту систему для выработки электроэнергии и может снизить годовые эксплуатационные расходы, согласно [14, 15].

4. Результаты и обсуждение

Инвестиционные затраты на прототип THU v1.2 и обычную систему кондиционирования воздуха представлены в таблице 3. Результаты показывают, что общая стоимость этой защиты составила приблизительно 84 860 евро. Эта стоимость объясняется тем, что авторы учли архитектурные и инженерные аспекты обоих прототипов.Кроме того, можно заметить, что наибольшее значение имели инженерные затраты на уровне 69,27% от общих инвестиционных затрат, так что предполагается, что проектировщик должен обратить внимание на предложение конкурентоспособных и жизнеспособных прототипов.

Описание	Затраты (€)
Инженерные расходы	68,88%
-Строительство подоконников, общих электрических сетей, прокладки водопровода и оптоволокна	18,115.38
-Садовые работы	18,115.38
-Изготовление теплообменного модуля на базе ячеек Пельтье	38,829,71
-Проектирование, монтаж и запуск оборудования для измерения и контроля	38,829,71
Расходы на поставку / транспортировку	15,22%
-Поставка материалов для изготовления внешнего покрытия фасада и отделки испытательных модулей	2523.90
-Поставка изоляционных материалов: одеяла и изоляционные плиты, предназначенные для покрытия фасадов, крыш и полов (внутри и снаружи)	2381,40
-Поставка материалов для внутренних стен и перекрытий модулей: подконструкции и гипсокартонная плита	1095.96
-Передача материалов Rockwool	1095.96
-Поставка четырех моторизованных дверей для управления вентилируемой камерой	632,80
-Поставка и монтаж конструкций и ограждений	5993.00
-Split 1x1MSZ-HJ35VA 3,15 Вт охлаждение-3,5 Вт тепло MITSUBISHI и другие аксессуары	1332,07
Вспомогательные расходы	15,90%
-Установка изоляции (внутри и снаружи ) и покрытие стен и полов гипсокартоном.60
-Установка Split 1x1MSZ-HJ35VA	860,53
Общая стоимость	84860,10

Таблица 3.

Инвестиционные затраты на прототипы версии 2.0 и с обычным воздухом система кондиционирования.

Усовершенствования прототипа THU v1.1 снизили общие инвестиционные затраты на 30%. Этот процент напрямую связан с дизайном, производственным процессом и размером прототипа.С другой стороны, таблица 3 показывает, что затраты на снабжение / передачу составляли не более 18,89% от инвестиционных затрат, а вспомогательные затраты составляли только 14,54%, как и ожидалось. Приведенные выше данные показывают, что конструкция играет важную роль в инженерных аспектах. Это означает, что проектировщик должен выбрать соответствующие строительные материалы, количество ячеек Пельтье и распределение каждой системы с учетом их стоимости. Кроме того, результаты показывают, что обычная система v2.0 более рентабельна, чем THU v1.2, потому что система THU является первым продуктом, встроенным в сборный модуль. Этот прототип был бы более жизнеспособным, если бы было произведено значительное количество систем THU.

Что касается производственного процесса системы отопления, было отмечено, что инвестиционные затраты напрямую зависят от размера и количества модулей Пельтье, то есть увеличение модулей Пельтье увеличивает количество ребристых радиаторов, так что инвестиционные затраты возрастают. Кроме того, использование радиаторов с тепловыми трубками увеличивает инвестиционные затраты на 30%.Хотя радиаторы с тепловыми трубками обеспечивают лучшую производительность с точки зрения рассеивания тепла, процесс производства оребренных радиаторов менее сложен, чем процесс изготовления радиаторов с оребрениями, поэтому ребристый радиатор более экономичен. Более того, было замечено, что повышение уровня изоляции способствует снижению потребности в тепле. В стоимости поставки можно увидеть не более 16% инвестиционных затрат. Согласно опыту авторов, эти расходы могут быть увеличены или уменьшены в зависимости от местонахождения поставщика.Кроме того, таблица 3 показывает, что обычная система кондиционирования воздуха более рентабельна, чем THU v1.2, из-за стоимости производства.

Что касается эксплуатационных расходов, два 24-часовых испытания тепловых характеристик в январе, с 13:30 до 13:30, были проведены на обоих прототипах, см. Рисунки 5 и 6. Во-первых, было отмечено, что после 30 мин, внутренняя температура помещения в THU v1.2 достигала 21 ° C, тогда как в обычной системе она составляла 26 ° C. В обоих тестах было замечено, что разница во внутренней температуре помещения составляла 5 ° C.Это означает, что прототип THU v1.2 не может нагреваться до 26 ° C в помещении. Это связано с тем, что прототип THU v1.2 был разработан с тоннажем нагрева 1 / 4TR, а обычная система v2.0 составляет около 1TR тоннажа нагрева. Для повышения температуры в помещении нужна прибавка модулей Пельтье. Таким образом, был сделан вывод, что количество модулей Пельтье имеет важное влияние на тепловые характеристики прототипа.

Рисунок 5.

Температура внутри помещения в THU v1.2 и обычная система v2.0 с 12 (13:30 ч) по 13 января (13:30 ч) в Памплоне, Испания.

Рисунок 6.

Температура внутри помещения в системе THU v1.2 и обычной системе v2.0 с 13 января (13:30 ч) по 14 января (13:30 ч) в Памплоне, Испания.

Результаты показали, что THU v1.2 имеет более стабильное тепловое поведение, чем обычная система кондиционирования воздуха, несмотря на колебания внешней температуры, см. Рисунки 7 и 8. Можно утверждать, что активный механизм может быть ключевым параметром. в эффективности.

Рисунок 7.

Изменения солнечной радиации, скорости ветра и температуры наружного воздуха с 12 (13:30 ч) по 13 января (13:30 ч) в Памплоне, Испания.

Рисунок 8.

Колебания солнечной радиации, скорости ветра и температуры наружного воздуха с 13 (13:30) по 14 (13:30) января в Памплоне, Испания.

Проведенные испытания показали, что номинальное потребление оборудования Пельтье с заданной температурой 22 ° C составляет примерно 0,45 кВт, в то время как у обычного v2.0 потребляет 0,15 кВт с заданным значением 26 ° C. Это подтверждает, что дизайн THU v1.2 должен улучшить физическую модель прототипа THU v1.2, а ежегодные затраты на обслуживание составляют от 6 до 10% от общей стоимости инвестиций в систему. По сравнению с традиционной системой кондиционирования воздуха, прототип THU v1.2 более экономичен в обслуживании, поэтому обычная система кондиционирования воздуха часто требует обслуживания и замены деталей.

Показатель, связанный с теплотой COP обычной системы кондиционирования воздуха, показал, что он находится в диапазоне 2.6–3, в то время как прототип THU v1.2 находится между 0,46 и 1,07, как показано на рисунке 9. Учитывая годовые экспериментальные данные, COP Карно в режиме нагрева для прототипа THU v1.2 составляет от 5 до 18%. Сравнивая результаты [43], можно сделать вывод, что обычная система кондиционирования воздуха имеет КПД 30%. Таким образом, можно отметить, что обычная система кондиционирования более эффективна, чем прототип THU v1.2.

Рисунок 9.

Экспериментальное измерение КПД THU v1.2 прототипа против месяцев.

Более того, другие тесты были опубликованы в [45, 46], где видно, что потребляемая мощность имеет более высокие значения в системах Пельтье, что связано с поведением Пельтье в зависимости от погоды. Как показано на Рисунке 10, система THU версии 1.1 потребляет приблизительно 1,2 кВт мощности, тогда как система THU версии 1.2 потребляет приблизительно 1 кВт. Следовательно, система THU версии 1.2 THU имеет большое экономическое преимущество по сравнению с THU версии 1.1 прототип.

Рисунок 10.

График TCHU v1.1 при 12 В на нагреве.

Таким образом, технико-экономический анализ дает начало нескольким интересным идеям для будущих исследований, таких как включение фотоэлектрических панелей и батарей в прототипы, которые позволят создать автономную и эффективную систему.

5. Выводы

Целью данного исследования было описать концептуальный дизайн и рабочий режим прототипа инновационного термоэлектрического нагревательного элемента (THU) и сравнить тепловые характеристики прототипа THU с традиционной системой кондиционирования воздуха.В качестве ориентира для сравнения использовался анализ инвестиционных затрат, затрат на техническое обслуживание и эксплуатационные расходы. Мы обнаружили, что общая стоимость этого проекта составила около 84860 евро.

Сосредоточив внимание на инвестиционных затратах на систему THU, результаты показывают, что дизайн прототипа THU v1.2 на 30% экономичнее, чем дизайн THU v1.1, благодаря лучшей стратегии проектирования в процессе производства и систем рассеивания. При рассмотрении только систем рассеивания было отмечено, что использование теплоотводов увеличивает на 30% инвестиционные затраты.Хотя радиаторы с тепловыми трубками обеспечивают лучшую производительность с точки зрения рассеивания тепла, процесс производства оребренных радиаторов менее сложен, чем процесс производства радиаторов с оребрениями, поэтому система радиаторов с оребрениями является более экономичной.

С точки зрения сравнения, результаты показывают, что обычная система кондиционирования воздуха экономически более выгодна, чем система THU; Следовательно, если THU должна была выйти на рынок, необходимо реализовать стратегию, которая снижает затраты. Что касается тепловых характеристик, результаты показывают, что THU v1.2 имела более стабильные тепловые характеристики, чем обычная система кондиционирования воздуха. Затраты на техническое обслуживание показали, что прототип THU v1.2 более экономичен в обслуживании, чем обычная система кондиционирования воздуха. Более того, проверяя экологические преимущества между изученными системами, было обнаружено, что техническое обслуживание обычной системы кондиционирования воздуха оказывает большее влияние на окружающую среду, чем система THU v1.2. Авторы рекомендовали анализ жизненного цикла (LCA) обоих прототипов, чтобы знать плюсы и минусы среды.

Благодарности

Авторы выражают признательность за финансовую поддержку Conacyt (Мексика), PRODEP, Universidad de Navarra Project no. 1804805, Ministerio de Ciencia e Innovación del Gobierno de España BIA2013-46463-R, Asociación de Amigos de la Universidad de Navarra, Aislamientos San Fermin, Berotza, Jacar, Rock Wool, Teczone, Trox.

Конфликт интересов

Конфликт интересов отсутствует.

Номенклатура

HVAC

ABE	Активная оболочка здания
ASTRW	активная солнечная термоэлектрическая излучающая стена
CFM	кубических футов в минуту
COP	Коэффициент производительности
отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха
I	ток нагрузки A
K	общая теплопроводность Вт / K
л	длина полупроводников (м2)
м	количество ячеек Пельтье
ПЛК	программируемый логический контроллер
PV	фотоэлектрический
q	рассеиваемое тепло
R	сопротивление (Ом)
S	площадь поперечного сечения полупроводника или рукава (м)
TE-AD	термоэлектрический воздуховод
TEM	термоэлектрические модули
THU	термоэлектрический нагревательный блок
TR	холодильные тонны
V	напряжение
В1.1	версия 1.1
v1.2	версия 1.2
Греческие буквы
α	общий коэффициент Зеебека
κ	теплопроводность полупроводниковых материалов
ρ	удельное электрическое сопротивление
индексы
a	окружающая среда
c	холодная сторона
конд	проводимость
eva	испаритель
H	горячая сторона
n	полупроводники n-типа
p	полупроводники p-типа