Файл: Зезин В.Г. Эффективность применения в строительстве теплоизоляционных материалов.pdf

же, как и панели «сэндвич», изготовляются на автомати­ зированных предприятиях. Наружные, обычно металли­ ческие, облицовки прочно соединяются вспученным пе­ нополиуретаном, образуя жесткие панели, выполняющие как ограждающие, так и несущие функции. Массовое строительство сводов и куполов больших пролетав 'без внутренних опор и унифицированных панелей дало бы большой экономический эффект в условиях планового социалистического строительства.

Использование теплоизоляционных материалов на ос­ нове перлитов для утепления панелей типа «сэндвич» может быть перспективным, однако в этом направлении необходимы серьезные исследовательские проработки.

4. Теплоизоляционные материалы для трехслойных панелей каркасного типа, утепления облегченных кирпичных стен

идругих конструкций

Вограждающих конструкциях, состоящих из карка­ са, обшитого листовыми материалами, между которыми укладывается утеплитель, могут использоваться самые

различные теплоизоляционные материалы — минерало­ ватные прошивные маты, мягкие, полужесткие и жест­ кие минераловатные плиты на синтетическом связующем, стекловолокнистые плиты и др., к которым не предъяв­ ляется специальных требований по прочности, так как все усилия, возникающие в конструкции (панели), вос­ принимаются каркасом конструкции (панели).

В облегченных кирпичных стенах, состоящих из не­ сущей части стены из кирпича и утепляющего слоя, так­ же могут применяться различные виды теплоизоляции — минераловатные и стекловатные плиты, а также теплои­ золяционные засыпки, в том случае когда стена состоит из двух слоев кирпичей кладки с внутренней полостью, предназначенной для утепляющего слоя. Теплоизоляци­ онные материалы, применяемые в этих конструкциях, должны быть достаточно долговечны и не терять прочно­ стных свойств во времени.

* * *

Как видно из изложенного, основными тёплоизоля­ ционными материалами, которые будут применяться в перспективном периоде, будут: минераловатные плиты повышенной жесткости, плиты на основе вспученного перлита, самонесущие плиты из минеральной ваты и

141

вспученного перлита, .поропласты—-пенополиуретан, пе­ нополистирол и фонолоформальдегидные композиции и изделия из них.

Учитывая общие положения, изложенные в гл. Ill, можно сформулировать основные положения по разви­ тию этих материалов.

Минераловатные изделия повышенной жесткости. Эти материалы, потребность в которых, по-видимому, в пер­ спективном -периоде составит около 6—*8 млн. ж3, целесо­ образно производить на крупных предприятиях мощно­ стью до 400 тыс. ж3 в год. Цехи по производству таких плит экономически целесообразно создавать также на действующих предприятиях мннераловатных изделий, имеющих экономические предпосылки для расширения мощности — наличие удобных транспортных связей, ка­ чественное сырье и другие факторы. Технология произ­ водства таких плит, предложенная Уралниистромпроектом, заслуживает особого внимания и может быть при­ менена на действующих заводах. Также представляет ин­ терес организация новых производств таких плит на ос­ нове высококачественного волокна, получаемого фильер- но-дутьевым способом, или на основе стекловолокна. Применение этих видов сырья позволит снизить объем­ ную массу изделий до 160 /сг/ж3 и уменьшить коэффи­ циент теплопроводности до 0,04—0,€46 ккал/м-ч-град.

Жесткие плиты на основе вспученного перлита. Эко­ номические расчеты показывают, что производство этих материалов (используемых под рулонную кровлю) це­ лесообразно на основе высококачественного минерально­ го сырья (с большим коэффициентом вспучивания) да­

вания говорят о том, что показатели удельной стоимости теплоизоляционных материалов на основе перлитов бу­ дут не выше удельной стоимости минераловатных плит повышенной жесткости. Мощности производства в отда­ ленной перспективе также целесообразно довести до

400—/500 тыс. в год.

Самонесущие плиты на основе минерального волокна и вспученного перлита. Эти перспективные виды теплои­ золяционных материалов целесообразно организовывать на предприятиях, производящих минераловатные плиты повышенной жесткости и жесткие плиты на основе пер­ лита для применения под рулонную кровлю. Такое ком­

1 42

Г л а в а V. ПРОГРЕССИВНАЯ СТРУКТУРА ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Основным средством повышения эффективности капи­ тальных вложений и достижения высоких темпов роста общественного производства является всемерное ускоре­ ние научно-технического прогресса, комплексная про­ грамма которого предусматривает широкое применение новых прогрессивных материалов и конструкций.

Развитие производства высокоэффективных теплоизо­ ляционных материалов и .массовое применение их в стро­ ительстве 'наиболее полно отвечают задачам ускорения технического прогресса, способствуя повышению уровня индустрпальности, росту производительности труда и снижению веса зданий.

Особое значение эта проблема приобретает в связи с опережающим ростом объемов строительно-монтажных работ и освоением новых районов на востоке и севере страны.

'Следует отметить, что в настоящее время в строитель­ стве возникло противоречие между техническим прогрес­ сом строительного производства в области применения прогрессивных облегченных строительных конструкций и развитием его материально-технической базы в части теплоизоляционных материалов. Существующая мате­ риально-техническая база не в состоянии обеспечить по­ требности строительства, учитывая прогрессивные тен­ денции его развития. Таким образом, возникает задача определения направлений и пропорций развития тепло­ изоляционной промышленности и создания такой струк­ туры производства и потребления утеплителей, которая учитывала бы прогрессивные тенденции развития строи­ тельства и реальные возможности совершенствования ее материальной базы.

Настоящая глава посвящена вопросам определения пропорций развития, т. е. выявлению рациональной структуры производства и потребления теплоизоляцион­ ных материалов иа перспективный период.

144

Общие тенденции развития утепляемых конструкций

'Проведенный анализ состояния производства и при­ менения теплоизоляционных материалов, их экономиче­ ской эффективности и направлений развития дает воз­ можность приступить к конкретным расчетам потребно­ сти в утеплителях па перспективу с учетом прогрессив­ ных тенденций п реальных возможностей материальной базы.

Определение возможных объемов п структуры произ­ водства и применения взаимозаменяемых теплоизоляци­ онных материалов и конструкций начинается с выявле­ ния направлений технического прогресса в области утеп­ ляемых ограждающих конструкций.

В качестве исходных данных приняты общие объемы утепляемых ограждающих конструкций, полученные при разработке «Схемы развития и размещения строительст­ ва на период до 1980 и позднее до 1990ігода». Структура утепляемых ограждающих конструкций по их видам и в разрезе отдельных отраслей строительства разработана НИИЭСом совместно с институтами-соисполнителями: ЦНИИЭЛ жилища, ЦНИИлромзданий и ЦНИИЭПсельстрой. Площади ограждающих утепляемых конструкций по видам строительства включают потребности капиталь­ ного ремонта.

Из общей площади утепляемых конструкций в 1975 г. на промышленное строительство приходится око­ ло 28%, на жилищное и гражданское — 32%, на сель­ скохозяйственное— 35% и на строительство средств транспорта и связи — Б%.

В последующие годы в общей структуре увеличится доля утепляемых конструкций, приходящаяся на сельско­ хозяйственное строительство, и соответственно несколь­ ко уменьшится доля других видов строительства. Харак­ терно, что в среднем на стены приходится немногим более 20% всех утепляемых ограждающих конструкций, а на покрытия — около 80%• При этом в промышленном строительстве на стены приходится в ближайшей пер­ спективе всего 4%, а в отдаленной перспективе — около 6%, в жилищном строительстве — соответственно 28 и 30%, а в сельскохозяйственном — около 5% площади всех утепляемых конструкций.

В промышленном строительстве сохраняется преобла­ дание железобетонных покрытий под рулонную кровлю,

145

хотя их относительные объемы постепенно снижаются. Что же касается покрытий из стального профилирован­ ного настила, применяемых в основное в промышленных зданиях, то их площадь будет удвоена уже в ближайшем 'пятилетии.

Вжилищном' строительстве до 1975 г. преобладают совмещенные и прочие утепляемые покрытия с примене­ нием асбестоцементной кровли. Однако в следующей пя­ тилетке положение несколько изменится: площадь желе­ зобетонных покрытийпод рулонную кровлю и площадь совмещенных кровель и прочих утепляемых конструкций будут примерно равными.

Всельскохозяйственном строительстве преобладают 'покрытия с асбестоцементными кровлями, и рост их объ­ емов в дальнейшем будет опережать рост объемов по­ крытий с рулонными кровлями.

1970г. 1975г.

Рис. 14. Изменение структуры потребления теплоизоляционных ма­ териалов

Анализ тенденций развития утепляемых конструкций по видам строительства дал возможность выявить по­ требность в различных видах утепляемых конструкций в делом по Советскому Союзу. Потребность во всех .видах утепляемых ограждающих конструкций составит в 1975 г. около 300 млн. м2,и в будущем увеличится вдвое

(рис. '14).

J 46

Методические предпосылки определения оптимальной структуры применения теплоизоляционных материалов на перспективу

Для определения рациональной .структуры примене­ ния теплоизоляционных материалов и потребности в них принят 'метод вариантных оценок, предусматривающий сравнение вариантов, в которых учитывается влияние сложившихся производственных .мощностей и возможно­ сти их развития с учетом сравнительной эффективности различных видов теплоизоляции. В качестве эталонного принимается первый вариант структуры потребления

•утеплителей, существующей в отчетном периоде.

Второй вариант предусматривает максимальное тех­ нически возможное применение эффективных теплоизо­ ляционных материалов.

Третий вариант отражает развитие прогрессивных видов теплоизоляционных материалов с учетом возмож­ ностей производственной и сырьевой базы на перспек­ тивный период.

Выбор рациональной структуры потребления произ­ водится на основании сравнения таких экономических показателей по вариантам, как полные приведенные за­ траты, дополнительные капитальные вложения на разви­ тие базы, трудовые затраты на строительной площадке. Поскольку эти показатели рассчитываются на 1 м2 при величине термического сопротивления теплоизоляцион­ ного материала, равном единице, то и варианты струк­ тур разрабатываются в квадратных метрах ограждаю­ щих конструкций, утепленных различными видами теп­ лоизоляционных материалов.

В первом эталонном варианте объемы применения утеплителей определяются в квадратных метрах в соот­ ветствии с существующей структурой потребления, ис­ ходя ііз общей потребности в утепляемых конструкциях на перспективный период.

Таким образом, сохранение структуры утепления ог­ раждающих конструкций в ближайшей и отдаленной перспективе предполагает, что около половины потребно­ сти в теплоизоляции будет покрыто за счет традицион­ ных материалов и изделий, таких, как минеральная вата, минераловатные изделия на битумном связующем, яче­ истый бетон, цементный фибролит, теплоизоляционные засыпки, древесноволокнистые и торфоизоляционные из-

147

целня. При этом убытки будут возрастать прямо про­ порционально росту объемов применения этих утеплите­ лей.

По второму варианту используется другой метод оп­ ределения потребности в теплоизоляционных материа­ лах. Наиболее эффективным изделиям дается макси­ мальное развитие в пределах общей потребности в утеп­ ляемых конструкциях без ограничений по капитальным вложениям и по сырьевым ресурсам. При этом почти вся потребность в утеплителях покрывается за счет при­ менения основных видов теплоизоляционных изделий: теплоизоляционных пластмасс — около 50% (пенополи­ стирол, пенополиуретан, фенолоформальдегидный пе­ нопласт); минераловатных и стекловатных изделий вы­ сокого качества — около 40% (в основном самонесущие плиты и плиты повышенной жесткости); изделий на осно­ ве перлита— 15% (перлйтофосфаты, битумоперлит и мешкоперлнт).

При решении вопроса о выборе материала для конк­ ретного объекта строительства с точки зрения сравни­ тельной эффективности различных материалов преиму­ щество должно быть отдано материалу с минимальными приведенными затратами.

При планировании потребности по строительству в целом на перспективу приходится учитывать наряду с эффективностью материалов наличие исходного сырья, состояние производственной базы и возможности ее раз­ вития в ближайшее пятилетие и в более отдаленной пер­ спективе. Как видно из анализа эффективности тепло­ изоляционных материалов, иаплучшие технико-экономи­ ческие показатели имеют новые материалы на основе пластмасс. Однако в настоящее время и в ближайшем пятилетии трудно рассчитывать на удовлетворение всей потребности строительства в теплоизоляции только за счет этих эффективных изделий. В то же время сущест­ вуют предприятия по производству изделий из мине­ ральной ваты и других материалов, эффективность кото­ рых может быть повышена за счет совершенствования технологии производства, создания прогрессивных видов утеплителей и т. д.

При планировании необходимо учитывать как воз­ можности всемерного развития производства новых, на­ иболее эффективных теплоизоляционных материалов, так и возможности частичного удовлетворения потреб­

148

ности строительства за счет сравнительно эффективных традиционных материалов, 'производство которых на дей­ ствующих предприятиях будет совершенствоваться.

Исходя из такой предпосылки, для третьего варианта может быть принята структура потребления теплоизоля­ ционных материалов, в которой доля каждаго материала соответствовала бы его сравнительной эффективности, определяемой размером полных приведенных затрат. Да­ лее эта структура должна быть скорректирована с уче­ том состояния существующего производства теплоизоля­ ционных материалов и реальных возможностей перспек­ тивного развития наиболее эффективных материалов в ближайшей и более отдаленной перспективе. Для кор­ ректировки структуры необходимо выйти на натураль­ ные объемы возможнаго применения каждого утеплите­ ля для сравнения с объемами производства и определе­ ния возможностей его развития. При этом используют­ ся нормы расхода (толщина слоя утеплителя) теплоизо­ ляционных материалов, методы определения которых описаны в гл. III.

При разработке третьего варианта структуры потреб­ ления исследуются возможности перевода заводов на выпуск более эффективных изделий для целей теплоизо­ ляции (реконструкция линий минераловатного производ­ ства для выпуска плит повышенной жесткости и самоне­ сущих издёлий); для других отраслей строительства, в частности при переводе мощностей по производству те­ плоизоляционного ячеистого бетона на удовлетворение потребности в конструктивных ячеистых 'бетонах; ис­ пользование керамзитового гравия, применяемого в на­ стоящее время ,в качестве теплоизоляционной засыпки для изготовления конструктивно-теплоизоляционных из­ делий. Соответствующая корректировка позволит исклю­ чить положения, при которых в одних случаях не будут использованы существующие производственные возмож­ ности, а в других явно невозможно 'будет обеспечить вы­ пуск запланированной продукции.

Экономическая оценка и выбор рациональной структуры потребления

Для выбора рациональной структуры применения те­ плоизоляционных материалов необходимо оценить каж­ дую из намеченных структур с точки зрения их экономи­ ческой эффективности.

149

Такая экономическая оценка производится путем сравнения полных приведенных затрат по вариантам и по всему кругу материалов, подсчитанных на основе пер­ спективных .показателей: дополнительных капитальных вложений на развитие материально-технической базы производства теплоизоляционных материалов( с учетом капитальных вложений в сопряженные отрасли) и трудо­ вых затрат на 'строительной площадке (табл. 50).

При определении экономической эффективности структур применения теплоизоляционных материалов на ближайшую перспективу оказалось, что при утеплении 365 ,млн. м2 ограждающих конструкций согласно первому варианту полные приведенные затраты составят 1ІіОО млн. руб., капитальные вложения на развитие базы 490 млн. руб. и трудозатраты 276 млн. чел.-час.

По второму варианту эти показатели будут соответ­

больший показатель полных приведенных затрат и наи­ меньший показатель капитальных вложений.

Минимальная величина полных приведенных затрат, как и следовало ожидать, получается по второму вари­ анту, где предполагается максимальное внедрение про­ грессивных утеплителей. Эта структура требует макси­ мальных капитальных-вложений на развитие базы. Хотя величина их не намного превышает величину капиталь­ ных вложений максимально прогрессивной структуры, однако в ближайшие 5—7 лет разнить соответствующие мощности по выпуску наиболее эффективных материа­ лов не удается. Поэтому, учитывая фактор времени, к внедрению целесообразно рекомендовать третий вариант структуры применения теплоизоляционных материалов. Он дает значительную экономию приведенных затрат по сравнению с существующей структурой, требует меньших капиталовложений, чем второй вариант, и учитывает ре­ альные возможности увеличения мощностей.

Дополнительный объем капитальных вложений на развитие базы по сравнению с первым вариантом, сохра­ няющим существующую структуру, составляет в третьем рекомендуемом варианте 350 млн. руб., в то время как во

15Q