Поризованный энергоэффективный камень: крупноформатный, рядовой (Porotherm, Braer, Гжель, сталинградский, Самара)

крупноформатный, рядовой (Porotherm, Braer, Гжель, сталинградский, Самара)

Популярный сегодня на российском рынке строительных материалов керамический поризованный камень выпускается сразу несколькими заводами. От обычного кирпича он отличается множеством особенностей и имеет немало плюсов.

О материале

Для начала следует пояснить, что это такое и почему он называется именно камнем. Дело в том, что по своему составу, внешнему виду и основным характеристикам это ничто иное, как хорошо всем нам известный керамических кирпич. Наименование и его характеристики определяются нормами ГОСТ 530-2012. Согласно этому стандарту «камнем» называются все керамические строительные изделия, по размеру превышающие полуторный кирпич, также называемый 1,3NF, размер которого составляет 250х120х88мм. То есть, керамический камень – это по сути двойной кирпич, а также превышающая его по размерам другая теплая керамика.

Подробнее: Размеры керамоблоков разных форматов.

Однако следует отделять формальное определение и более традиционные названия, которые приняты на рынке и в строительной практике. Безусловно, иногда можно услышать название «крупноформатный керамический камень», которым именуют блоки большого размера, такие, как:

• 10,7NF (380х250х219мм) – Porotherm 38 и его аналоги.
• 12,4NF (440х250х219мм) – Porotherm 44 и его аналоги.
• 14,3NF (510х250х219мм) – Porotherm 51 и его аналоги.

Тем не менее, обычно эти «великаны» называют керамическими блоками и керамоблоками. А поризованным камнем именуют, как правило, именно двойной кирпич, как поризованный, так и просто керамический. Между ним и крупноформатными керамоблоками есть и другое отличия. Вот основные из них:

Характеристика	Двойной камень 2,1 NF	Крупноформатный блок
Вертикальное соединение	Стандартные боковые стороны со швом из раствора	С пазогребневым соединением
Размер	Относительно небольшой	Крупный
Марка прочности	Обычно М-125, М-150 и выше	Обычно от М-75 до М-125
Теплопроводность	0,20-0,25 Вт/(м*С)	0,08-0,17 Вт/(м*С)

Узнайте: Коэффициент теплопроводности у керамики, что это такое и на что он влияет.

Особенности теплой керамики

Теперь посмотрим на то, какими характеристиками обладает пористая керамика, в чем состоят особенности ее производства, какими преимуществами она обладает и есть ли у нее какие-то недостатки. Сразу хочется остановится именно на самом названии – «поризованный», поскольку появилось оно не случайно и связано как раз с тем, что и определяет свойства этого материала. А происходит оно от слова «поры».

Так вот, как они формируются. Все дело в технологии производства. Она по большому счету, не отличается от изготовления традиционного керамического кирпича, за некоторыми небольшими исключениями. Однако есть и определенная разница. А заключается она вот в чем. Одним из важнейших этапов производства является обжиг. Так вот, при изготовлении поризованной керамики в глиняную массу добавляется так называемый поризатор. Это могут быть опилки мелкой фракции, лузга гречихи или другой аналогичной крупы и так далее.

После формовки глиняной массы производится обжиг. Во время обжига при температуре 1200 градусов, заложенные в глину мелкие опилки или другие похожие материалы достаточно быстро выгорают, а на их месте остаются мельчайшие пустоты, своеобразные поры. Именно от них и происходит название материала – поризованный камень. В итоге получается фактически тот же кирпич, только «пористый», в структуре которого есть небольшие воздушные пустоты.

Размер

Несмотря на определения вышеупомянутого ГОСТа, в массовом сознании в качестве керамического поризованного камня в основном рассматривается именно двойной кирпич размером 250х120х138мм. Это достаточно энергоэффективный материал. Во всяком случае, по этому показателю он выигрывает у традиционного керамического, а тем более, у силикатного кирпича.

Что же такое 2,1 НФ и что это означает? На самом деле – все просто. Дело в том, что за единицу измерения в формате кирпича разных размеров принят так называемый «условный кирпич». Он изменяется исходя из размеров одинарного кирпича (250х120х65мм). Это и есть – стандартный формат, или Normal Format, в англоязычной терминологии. Отсюда и происходит обозначение NF (аббревиатура от Normal Format).

2,1 НФ означает, что по объему он в 2,1 раза превосходит стандартный одинарный кирпич. По этому же принципу называются и остальные, более крупные блоки: 4,5NF, 12,4 NF, 14,3 NF и другие.

Кто производит

Сегодня в России есть несколько крупных заводов-изготовителей, которые производят камень рядовой поризованный. Во всяком случае, их больше по сравнению с теми, которые заняты изготовлением крупноформатных кирпичных блоков. Все дело в технологии производства. Выпускать пористый камень формата 2 НФ проще, поскольку по своему размеру он ничем не отличается от стандартного двойного керамического камня (непоризованного).

Для перехода на изготовление пористого материала не надо проводить полное переоборудование линий и цехов. В производственный процесс достаточно внести всего несколько изменений, в частности, нужно будет добавлять поризатор. Это могут быть мелкие опилки, лузгу гречихи или другие аналогичные наполнители, которые в процессе обжига керамики в печи выгорят, а на их месте останутся микропустоты. 

Среди популярных на сегодняшний день торговых марок следует отметить керамические камни Porotherm, Гжель, сталинградский кирпич, KERAKAM (Самара), Porokam, Poromax, Термоблок, ЛСР (ранее известна, как Победа-РАУФ). А вот такой известный производитель, как Braer, под своей торговой маркой выпускает лишь крупноформатные керамоблоки. Двойного камня на сегодняшний момент в его линейке нет.

Подробнее: Производители керамических блоков в России – обзор.

Применение

Рядовой поризованный камень – это энергоэффективный материал, который используется в строительстве как малоэтажных домой и зданий, так и многоэтажек, особенно если они возводятся по монолитно-каркасной технологии. Двойной поризованный камень можно использовать как для возведения внешних и несущих стен, так и для перегородок. Прочности (марка М-100 и выше) для этого хватит с запасом.

Для внешней отделки построенных из этого материала стен может применяться облицовочный кирпич, штукатурка, вентилируемые фасады и многое другое – это уже дело вкуса и особенности каждого конкретного проекта.

Плюсы и минусы

Свои преимущества и недостатки имеются как у крупноформатного поризованного камня, так и у его более мелкого «собрата» формата 2,1 НФ. Так, крупные блоки часто обладают чуть лучшими данными по теплопроводности. Кроме того, за счет большего размера получается быстрее выкладывать стену. А еще у них отсутствуют швы на боковых стенках, за счет чего можно не только сократить время кладки, но и уменьшить расход раствора или специальной теплой кладочной смеси-клея.

Что касается двойного блока, то его основное преимущество заключается в том, что большинство каменщиков хорошо умеют с ним работать, поскольку этот размер для них привычен, в отличие от более крупноформатных блоков. Их можно применять и для внутренних работ, особенно при кладке перегородок. Чуть больший, если сравнивать с крупными керамоблоками, коэффициент теплопроводности – это не такая большая проблема, поскольку, в любом случае, внешние стены зданий принято дополнительно облицовывать или утеплять. Для межкомнатных де перегородок этот параметр и вовсе не является значимым.

В то же самое время, двойной камень в большинстве случаев будет прочнее. Он также менее подвержен раскалыванию, если сравнить с блоками форматов 11,3NF выше. Это в некоторой степени облегчает его транспортировку и погрузочно-разгрузочные работы, что, в условии наших строек (неаккуратные рабочие, плохие подъездные пути и т.д.) часто становится достаточно важным моментом.

Основные рекомендации

Итак, керамические поризованные камни – это прекрасный материал, в изготовлении которого используются только натуральное сырье. Это выделает его на фоне некоторых других материалов для возведения стен, таких, как силикатные блоки, которые некоторые считают «искусственными». Здесь же – только природная глина и обжиг – ни о какой «искусственности» и речи быть не может.

Да, у него есть парочка мелких недостатков, если сравнивать тоже с поризованными, но более крупными блоками. Однако эти минусы не являют существенными, а плюсы говорят в пользу выбора именно двойного камня. Особенно хорошо он подойдет для перегородок, а также для нетолстых внешних стен. Там же, где толщина планируемой стены будет значительной, лучше все-таки использовать более крупные блоки, таки, как Porotherm 44 и 51 и их аналоги других торговых марок.

Поризованный камень — статьи компании ТДСМ

Поризованный камень – это керамический пустотелый крупноформатный кирпич с пористой структурой. Данный материал обладает меньшим весом и плотностью, но при этом марка прочности идет от 125/150, что сопоставимо с керамическим кирпичом, а по теплоизоляционным свойствам даже превосходит его.

Свойства поризованного камня

• экологичность;

• быстрое строительство и экономия времени;

• облегчение нагрузок на фундамент;

• низкая теплопроводность и продуваемость;

• высокая морозоустойчивость;

• экономия раствора (крупноформатные камни имеют специальные выступы и пазы, которые позволяют не заполнять вертикальные швы цементом).

Одним из главных преимуществ поризованного камня, является возможность заменять от 6 до 15 кирпичей нормального формата, при этом количество растворных соединений уменьшается от 6 до 15 соответственно. Поскольку каждое растворное соединение ухудшает прочность кладки, то дома, построенные из поризованного камня, получаются гораздо прочнее, чем дома из обычного кирпича. Ведь порвать 1 лист бумаги гораздо легче, чем 15 листов.

Технология изготовления поризованного камня

Процесс производства блоков проходит в четыре этапа:

1. Подготовка сырья — дробление и измельчение глины

2. Прессование полученной массы в вакуумном прессе, придание кирпичу формы

3. Сушка блоков в сушильной камере.

4. Обжиг. При производстве камня в глиняную смесь добавляют загорающие добавки (опилки, шелуха гречихи), которые выгорая, образуют пористую, словно губка, структуру. Данная особенность делает материал теплым.

Здания из поризованного камня

Поризованная керамика Wienerberger лучшее решение для любого строительства, она идеально подходит для заполнения каркасов, кладки внутренних и наружных стен общественных зданий (до 10 метров высотой), жилых пятиэтажек, промышленных корпусов.

Керамика Wienerberger — это сверхпоризованные керамические крупноформатные блоки с различными показателями теплопроводности и прочности. Их можно разделить на две группы:

1. —Камень, который кладется на любой раствор.
2. —Камень, который кладется на теплую смесь или на обычный раствор.

Здания из поризованного камня — это долговечные, энергоэффективные и надежные строения. Данный материал не требует утеплителя, что является отличительной чертой, в сравнении с газосиликатными блоками.

Теплопроводность керамических блоков на 28% ниже, чем у газобетонных, другие материалы по этой характеристике, уступают камню в разы. А это значит, что дома из крупноформатного кирпича являются самыми теплыми.

У нас продается поризованный камень поштучно, стоимостью от 3900р за куб. Наши специалисты помогут ответить вам на все вопросы и сделать правильный выбор.

Крупноформатный керамический поризованный блок Камень 10,7 НФ (38 блок)

Минимальное количество к заказу: от 800 шт.

Цена самовывоза с завода

Оптовая цена с доставкой
от 1 полной а/м

118.90 руб / шт

VIP-цена с доставкой при покупке от 3-х видов продукции и посещении шоу-рума

      

Кол-во на поддоне	60 шт.
Кол-во в машине	1140 шт
Кол-во в м2	17 шт

 

Видео о товаре

Технические характеристики

Завод	ЛСР/RAUF, г.Санкт-Петербург
Размер	380x250x219
Плотность	800 кг/м3
Морозостойкость	100 циклов
Водопоглощение	12 %
Прочность	М-100
Теплопроводность	0,18 Вт/м°С
Пустотность	50 %

 

Купить керамический блок размером 38 можно в нашей компании по специальным ценам. Мы предлагаем вам только лучшие керамические блоки и с доставкой на объект. 

Преимущества использования керамических блоков:

• Прочность и долговечность. 
• Экологическая чистота и безопасность. 
• Самый безопасный для человека строительный материал.
• Поддержание постоянного естественного микроклимата.

Поризованный крупноформатный камень обладает  высокой степенью тепловой инертности и способностью к выводу избыточной влаги из стен. В домах, возведенных из пористых строительных блоков, сохраняется комфортная температура и микроклимат.

Высокая энергоэффективность. Керамические блоки прекрасно сохраняют тепло. 

Приобретая в нашей компании керамические блоки ЛСР вы экономите значительные средства. Использование керамических поризованных блоков ЛСР гарантирует  качество и надежность на 100 лет.

ЛСР
Информация о заводе
(каталог продукции, фото объектов, сертификаты, акции)

Сопутствующие товары

Отзывы о продукции

Оставить отзыв или задать вопрос Вы можете с помощью данной формы:

состав, технология изготовления, характеристики, преимущества и недостатки поризованных блоков

11.09.2017

1. Что представляют из себя керамические блоки?
2. Характеристики и особенности
3. Технология производства поризованных керамических блоков
4. Есть ли недостатки у керамических поризованных блоков?
5. Применение в строительстве
6. Кладка поризованных блоков

Фото: сайт wienerberger.ru

Крупноформатные керамические блоки (теплая керамика, поризованные блоки) – экологичный стеновой строительный материал нового поколения, сочетающий в себе низкую теплопроводность, высокую паропроницаемость и звукоизоляцию. Поризованные блоки позволят дому «дышать», сберегут тепло и защитят от посторонних звуков.

Что представляют из себя керамические блоки?

Внешне «теплая керамика» выглядит как большой кирпич терракотового цвета (в 7-14 раз больше привычного кирпича) с множеством пор внутри и выраженными гранями-ребрами на боковых поверхностях. Изобрели такой формат в 80-ые годы прошлого века в погоне за энергоэффективными технологиями, как ответ на развернувшийся в мире энергетический кризис.

Характеристики и особенности

Среди отличительных особенностей керамических блоков выделяются следующие:

1. Формат.

   Крупный формат материала сокращает время строительства до 3 раз, так как 1 поризованный керамический блок заменяет до 7-14 стандартных кирпичей в кладке.

2. Вес.

   Небольшой вес снижает нагрузку на фундамент, что позволяет оптимизировать затраты на строительство.

Фото: сайт wienerberger.ru

3. Строение.

   Оригинальная структура позволяет удерживать в пустотах внутри камня максимальное количество воздуха, который обеспечивает хорошую паропроницаемость (отвод лишней влаги из стен), оптимальное звукопоглощение (более 53 Дб) и высокие теплоизоляционные свойства (нет необходимости в дополнительном утеплении стен). Регулирование влажности воздуха препятствует образованию плесени и грибков и создает комфортный микроклимат и уют в доме.

   Пазовое строение боковой части блока гарантирует высокую энергоэффективность возводимых стен. Большой размер блоков и специальные пазо-гребневые боковые соединения значительно снижают потери тепла в местах соединения отдельных блоков (так называемые «мостики холода») и ускоряют процесс монтажа, напоминающий сбор пазла.

   
   Фото: сайт wienerberger.ru

   Формат «теплой керамики» позволяет экономить до 30% кладочного раствора, так как не требует его использования в вертикальном шве.

4. Состав.

   Керамические блоки изначально содержат минимальное количество влаги, поэтому отделочные работы можно начинать сразу после завершения строительства. Низкая влажность также влияет на теплоизоляционные свойства: дом из поризованных блоков становится теплым сразу после завершения строительства дома, в то время как у других некерамических материалов такой период занимает до нескольких лет.

   Керамические блоки — экологичный материал, так как содержат в составе исключительно натуральные компоненты. К ним относятся: глина, вода и выгорающие добавки (чаще всего используются опилки, солома, торф или рисовая шелуха).

Технология производства поризованных керамических блоков

Процесс изготовления крупноформатных блоков схож с производством керамического кирпича. Выделяют следующие ключевые этапы: замес и формирование изделия, сушка и финальный обжиг.

Основой материал – глина, в которую добавляются поризаторы. В процессе обжига добавки выгорают, а вместо них образуются микропоры, гарантирующие низкую теплопроводность в процессе дальнейшей эксплуатации.

Формовка

После тщательного смешивания всех необходимых компонентов и получения однородной субстанции, смесь помещается в вакуумную камеру, из которой выдавливается в форму и разрезается на части.

Сушка

Затем заготовка отправляется в сушильное помещение, где находится от 42 до 72 часов, в зависимости от свойств сырья и размера изделия. Температура в сушильной камере непостоянна и растет по мере приближения к завершению цикла.

Обжиг

Полученный продукт перемещают в печь, где происходит процесс обжига при температуре около 1000°С в течении около 50-ти часов. На финальном этапе поризованные блоки проходят строжайший контроль качества на соответствие геометрическим размерам и структуре строения.

Есть ли недостатки у керамических поризованных блоков?

Фото: сайт wienerberger.ru

Обратная сторона крупного формата и большого количества пор внутри – хрупкость. Продумывать транспортировку и процесс строительных работ необходимо обязательно с учетом этой особенности.

Профессионалы рекомендуют заранее, до монтажа, планировать раскладку стены во избежание резки блоков и потери прочностных характеристик. Правильно уложенная стена из «теплой керамики» становится прочной и надежной.

Невысокая морозостойкость. Большая пустотность позволяет керамическим блокам похвастаться морозостойкостью около 50 циклов.А значит, фасадная стена из «теплой керамики» обязательно защищается с внешней стороны облицовочным материалом: клинкерной плиткой, керамическим кирпичом, кирпичом ручной формовки, натуральным или декоративным камнем, вентилируемым фасадом или штукатурной фасадной системой. Правильно организованная стеновая конструкция будет служить долгие годы и «работать» только на благо дома.

Применение в строительстве

Фото: сайт wienerberger.ru

Крупноформатные керамические поризованные блоки применяются в следующих случаях:

1. Для возведения внутренних несущих стен

   Рекомендуется использовать блоки Porotherm 25 или Porotherm 38 компании Wienerberger. Выбор зависит от необходимой несущей способности стены.

2. Для строительства наружных несущих стен

   Внешние стены из керамических боков приобретают теплосберегающие свойства сразу после завершения строительства. В то время как другие материалы становятся такими же теплыми через 2-3 года, при снижении влаги до 5%.

3. Для сооружения межкомнатных перегородок.

   Нагрузка межкомнатных перегородок зависит только от их собственного веса. Однако, они играют огромную роль во внутренней планировке. Для их возведения можно использовать Porotherm 12.

Кладка поризованных блоков

Фото: сайт wienerberger.ru

При использовании керамических блоков обращайте внимание на наличие специального кладочного раствора. Крайне не рекомендуется использовать цементные растворы, так как это может существенно повлиять на качественные характеристики материала.

Процесс кладки теплой керамики мало отличается от кладки кирпича: производится разметка, затем выполняется кладка нескольких рядов, которую начинают с угла. В процессе работы проверяют положение блоков с помощью уровня и отвеса.

Также рекомендуется использовать стеклотканевую сетку через каждые два ряда.

При дальнейшей эксплуатации стен, возведенных из теплой керамики, следует учитывать, что для крепления различных конструкций к поверхности стен подойдут только специальные анкерные соединения.

Керамический камень Porotherm 8, поризованный 80х500х219 мм

Как укладывать керамические блоки Porotherm

Строительство энергоэффективных домов из блоков Porotherm — современная и популярная технология. В нашем видео показан процесс возведения теплого, комфортного дома.

Этапы укладки стен из блоков Porotherm: 

Перед началом выполнения кладки стен проводятся подготовительные работы: очистка фундамента от пыли, удаление неровностей и укладка гидроизоляции.

• Приготовление раствора

Для оптимальной теплоизоляции стен в сочетании с блоками из теплой керамики используется высококачественный кладочный раствор с перлитом класса LM.

Для замешивания раствора необходимо соблюдать следующие пропорции: на 20 кг теплоизоляционного кладочного раствора требуется 13-14 литров воды. Раствор необходимо перемешать до получения однородной консистенции и выдержать время дозревания смеси примерно 5 минут. Затем проводится повторное перемешивание в течение 1-2 минут. Полученный раствор пригоден для использования на протяжении 1,5 – 2 часов. Из 20 кг сухой смеси получается до 32 литров свежего раствора.

• Возведение стен

Технология возведения стен из керамических блоков не требует использования сетки, что значительно упрощает процесс укладки. Отсутствие вертикальных растворных швов значительно способствует скорости возведения стен и экономии на материалах. Раствор в необходимом количестве наносится на основание, после чего плотно укладывается керамический блок. С помощью резиновой киянки бок осаживается со всех сторон до необходимого уровня. Толщина раствора должна получится примерно 12 мм.

При этом обеспечивается высокая прочность сцепления смеси между раствором и блоком. На данном этапе стена приобретает высокие теплоудерживающие свойства. Отсутствуют мостики холода, достигаются благоприятные теплоизоляционные свойства кладки.

Крупноформатный поризованный камень в загородном строительстве.

 В наши дни строительный рынок предлагает все более экологически чистые и энергоэффективные материалы для

строительства частных загородных домов.

Кладка из крупноформатного поризованного камня.

Одним из таких материалов является крупноформатный поризованный камень (керамический кирпич).

Применение подобного крупноформатного поризованного камня толщиной 510 мм на теплом растворе при возведении

наружных стен дома позволяет обойтись без дополнительного утепления.

Крупноформатный керамический кирпич в строительстве загородного дома.

Керамический кирпич имеет ячеистую структуру и выпускается шириной 250 мм, 380 мм, 440 мм и 510 мм.

Размеры крупноформатного керамического кирпича:

1. Керамический кирпич размером 250x375x190 мм.

Обычно подобный керамический кирпич используется в возведении внутренних стен и перегородок.

Имеет марку прочности М 100.Такой кирпич имеет крупный размер и соединение паз-гребень, за счет чего

позволяет возводить стены в очень короткие сроки.

Керамический кирпич шириной 250 мм.

2. Керамический кирпич размером 120x500x219 мм.

Имеет марку прочности М 75-М 100. Подобные блоки идеально подходят для возведения межкомнатных перегородок.

Обладают высокой звукоизоляцией, очень удобны в монтаже.

Керамический кирпич шириной 120 мм.

3. Керамический кирпич размером 380x250x219 мм.

Имеет марку прочности М 100. Подобные блоки широко применяются длдя возведении наружных и внутренних стен.

Отличаются высокой марозостойкостью и теплоизоляцией.

Керамический кирпич шириной 380 мм.

4. Керамический кирпич размером 440x250x219 мм.

Такие блоки используются для устройства наружных стен. Не требуют дополнительного утепления. Имеют марку прочности М 100.

Керамический кирпич шириной 440 мм.

5. Керамический кирпич размером 510x250x219 мм.

Имеет марку прочности М 100. Применяется для возведения наружных стен, не требующих дополнительного утепления.

Керамический кирпич шириной 510 мм.

Преимущества крупноформатного поризованного камня:

1. Энергоэффективность.

2. Прочность и долговечность.

3. Износостойкость.

4. Высокая звукоизоляция.

5. Паропроницаемость.

6.  Поддержание хорошего микроклимата в доме.

7. Высокая огнестойкость.

8.  Экономичность.

9.  Простота и удобство монтажа.

10.  Экологичность.

почему его называют теплым камнем и в чем особенности кладки из него?

Чем больше в кирпиче воздушных камер, тем теплее сложенные из него стены. Традиционный кирпич и сам по себе не монолит, а если сделать его еще более пористым, то теплопроводность материала снизится, а теплоэффективность возрастет настолько, что он по праву получит наименование теплого камня

Преимущества поризованного кирпича

Показатели сопротивления теплопередаче разных по длине камней

А теперь подтвердим вышесказанное цифрами. Коэффициент теплопроводности поризованного кирпича 0,13–0,20 Вт/м·°С, полнотелого ≈ 0,6 Вт/м·°С, пустотелого ≈ 0,4 Вт/м·°С. Таким образом, дом из поризованной керамики будет примерно на 20% теплее, нежели сложенный из обычного кирпича, а расходы на его отопление могут сократиться на 35%.

Кроме того, за счет особенностей своей структуры, поризованная керамика улучшает влаго- и воздухообмен через ограждающие конструкции, а также повышает их звукоизолирующие свойства. Что касается денежного выражения всех этих преимуществ, то хотя поризованный кирпич и стоит дороже обычного, но затраты на возведение дома из того и другого материала практически равнозначны. Во-первых, теплый кирпич, по сравнению со своим классическим аналогом, имеет меньшую плотность (790–1200 кг/м³) и гораздо легче него, а значит, дешевле обойдется фундамент (экономия может составить до 40%). Во-вторых, ускоряется процесс кладки, поскольку модули самого ходового размера 510 × 250 × 219 мм, по сути, представляют собой блоки, равные полутора десятку стандартных кирпичей. При этом уходит и меньше строительного раствора: по торцам блоки стыкуются по принципу «паз-гребень» с зазором всего 1–2 мм (при обычной кладке – 12 мм), то есть вертикальные швы, которые, помимо прочего, являются мостиками холода, – практически отсутствуют.

Силикатный поризованный кирпич, изготовляемый из песка, извести и цемента, уступает по прочности и другим параметрам керамическому, стоит намного дешевле него и в основном применяется для возведения технических и хозяйственных построек

Ну и, наконец, в-третьих, при использовании крупноформатных поризованных блоков отпадает необходимость в многорядной кладке и дополнительном утеплении стен. Требования СНиП к теплофизическим показателям конструкций будут и без того соблюдены.

Обратная сторона медали

К минусам поризованного кирпича стоит отнести то, что он не предназначен для кладки фундаментов, цокольных и подвальных этажей, а также несущих стен высотных зданий. Допустимая этажность построек из него – 4 этажа, а максимальная высота потолков 4 м.

Поскольку пористая структура материала оборачивается повышенным водопоглощением (до 14% по массе), фасады дома приходится защищать штукатурным слоем, отделывать сайдингом, камнем или лицевым кирпичом. Если предполагается кирпичная облицовка, то еще при сооружении стен в каждом втором-третьем горизонтальном шве необходимо предусмотреть закладные детали для связи несущей и отделочной кладки. Обязательное условие – наличие между двумя стенками зазора для движения воздуха и продухов в облицовочном слое, иначе влага будет разрушать базовую стену.

Неподдающийся?

Пустоты в теле блоков затрудняют резку материала, так что по возможности данной операции лучше избегать. Если все же приходится это делать, специалисты рекомендуют применять ручные пилы типа Alligator либо, при большом объеме работ, стационарную циркулярную пилу с алмазным диском Ø 600 мм с подачей воды на срез.

При штраблении стен из поризованного кирпича они сильно крошатся, поэтому имеет смысл прокладывать инженерные коммуникации за фальшконструкциями.

Однако есть область, в которой пористая структура теплого камня, наоборот, облегчает работу с ним. Так, на сложенные из него стены можно крепить практически что угодно, нужно только подобрать крепеж в соответствии с нагрузками. Для фиксации легких и среднетяжелых предметов обычно используют пластиковые анкеры, а для навески кухонных шкафов, монтажа дверных и оконных рам – химические.

Кроме того, из-за высокого водопоглощения поризованного кирпича объекты из него крайне нежелательно превращать в долгострой. Если здание подведено под крышу или в нем уже уложены перекрытия, то в таком виде оно, конечно, дождется возобновления строительства. Тем более что в неотапливаемом доме нет температурных перепадов, и стены не будут интенсивно вбирать влагу через поры. Но если речь идет о голой коробке, то зимовка, даже под гидроизоляционным покрытием, скажется на ней отрицательно.

При покупке обратите внимание на внешний вид изделий. На них не должно быть сколов, трещин, выраженных бугров и темных пятен. Качественный кирпич отличают четкие грани, прямые углы и равномерная окраска

Еще одна проблема, которая может возникнуть при использовании теплого камня, – его плохая «совместимость» с другими строительными материалами. Это происходит из-за разницы в целом ряде их показателей (отпускная влажность, коэффициент температурной деформации и др.). Например, если к дому из пористого кирпича сделать пристройку из газобетонных блоков – с жесткой перевязкой стен и, как полагается, на общем фундаменте, – то по указанной причине исключить возможность образования трещин в конструкции все равно нельзя.

Размер имеет значение

Варианты кладки углов

И понимать это надо в буквальном смысле, потому что именно габариты блоков определяют технологию возведения стен.

На сегодняшний день наиболее востребованы изделия 15NF (510 × 250 × 219 мм) и 10NF (380 × 250 × 219 мм) с коэффициентом теплопроводности 0,2 и 0,18 Вт/м·°С соответственно. Из них можно складывать стены в один ряд и не применять дополнительную теплоизоляцию (блоки 10NF хоть и тоньше – 380 мм против 510 мм, но зато «теплее»). Из кирпичей 15NF допустимо строить здания до четырех этажей, а из 10NF – не выше двух.

Квадратные модули 250 × 250 × 138 мм предназначены для кладки утолщенных стен, а мелкоформатные, размером 250 × 120 × 138 мм, подразумевают использование минераловатного утеплителя. Из них тоже можно сложить теплый, энергоэффективный дом, но все дело тут в сроке службы утеплителя, который в любом случае короче, чем у кирпича. Иными словами, рано или поздно фасад потребует капитального ремонта.

Многие производители теплого камня выпускают фигурные (доборные) блоки, значительно облегчающие формирование углов, устройство дверных и оконных проемов

Характеристики поризованного кирпича

Размер, мм	Плотность, кг/м³	Марка (прочность)	Теплопроводность, Вт/м·°С	Морозостойкость, циклов	Вес, кг
250 × 120 × 140	960	М-200	0,261	200	3,9
250 × 250 × 188	960	М-75	0,20	25	11,5
380 × 250 × 219	790	М-75	0,17–0,212	35	16
510 × 250 × 219	790	М-75	0,17–0,199	35	22

Строительная смесь для поризованного кирпича

Теплопроводность обычного кладочного раствора в несколько раз выше, чем у теплого камня, и швы будут служить мостиками холода в стеновой конструкции. А значит, требуется так называемая «теплая» смесь с содержанием перлита или вермикулита. Обходится она дороже, чем универсальная, но экономить на ней ни в коем случае не следует, иначе все усилия по созданию теплоэффективной кладки будут напрасными. Чтобы раствор не расходовался зря, затекая в пустоты кирпича, наносят его по кладочной сетке.

Пористый кирпич обладает отличной адгезией к строительным и отделочным смесям, поэтому чаще всего стены дома изнутри помещений декорируют фактурной штукатуркой

Обратите внимание: «теплых» смесей для ведения строительства в зимний период (содержащих поташ или нитрит натрия для улучшения схватываемости), не производят, по крайней мере пока, из чего следует, что кладку из поризованного кирпича можно выполнять только в теплое время года.

Размеры каналов и ниш в кладке из поризованного кирпича*

Толщина стены, мм	Горизонтальные каналы и ниши, мм		Вертикальные каналы и ниши, мм
	Макс. глубина	Макс. ширина	Макс. глубина	Макс. ширина
Менее 115	0	0	30	100
116–188	15	30	30	125
176–225	20	30	30	150
226–300	25	30	30	188
Свыше 300	30	30	30	200

*допустимые без дополнительной оценки по статическому расчету

Как утеплить каменные стены

Где утеплить в первую очередь

Изоляция стен должна быть последней в вашем списке при попытке повысить энергоэффективность традиционного здания.

Другие меры часто дешевле и проще, например, изоляция окон и дверей и защита от сквозняков, а также изоляция крыш и полов.

Windows

Традиционное одинарное остекление — плохой изолятор.Но есть много способов улучшить тепловые характеристики окна — и без ущерба для его ткани или внешнего вида.

Вы можете улучшить тепловые характеристики окон с помощью:

• Створки для защиты от сквозняков — для уменьшения утечки воздуха до 80%
• вытяжка полной длины, на подкладке и хорошо подогнанные шторы — для предотвращения сквозняков и снижения теплопотерь до 14%
• закрывающиеся деревянные ставни — для снижения потерь тепла до 51%
• нанесение тонкого слоя аэрогелевого покрытия для изоляции жалюзи — для снижения потерь тепла до 60%
• с использованием смеси жалюзи, занавесок и ставен — для уменьшения потерь тепла на 62%
• добавление вторичного остекления — для снижения потерь тепла до 63%
• добавление вторичного остекления и другие меры, такие как жалюзи и ставни, для снижения потерь тепла более чем на 75%
• Установка стеклопакетов в существующие створки

Деревянные створки и окна в хорошем состоянии будут иметь очень небольшую утечку воздуха и не нуждаются в защите от сквозняков.На самом деле такой источник вентиляции хорош для здания.

Узнайте больше о том, как отремонтировать и обновить створчатые окна.

Двери

Потери тепла через двери можно значительно уменьшить с помощью:

• Защита от сквозняков кромок дверей, почтового ящика и замочных скважин
• Установка теплоизоляции на внутреннюю часть дверных панелей
• Деревянные дверные коробки хорошо работают термически, но панели часто изготавливаются из более тонкой древесины.

Для установки изоляции на дверные панели:

1. Выбирайте изоляцию, которая обеспечивает паропроницаемость и достаточно тонкая, чтобы не сильно повлиять на внешний вид двери.
2. Закрепите материал с помощью клея (не гвоздей или шурупов).
3. Сверху нанести тонкий слой фанеры.
4. Закрепите новые бусины или молдинг в оригинальном стиле.
5. Покрасить дверь.

Крыши

Около 25% тепла теряется через крышу здания, поэтому изоляция чердаков — популярный и эффективный способ уменьшить потери тепла.

Изоляция может быть установлена ​​либо:

• на уровне потолка, что создает холодное кровельное пространство
• между стропилами, для более теплого кровельного пространства

Стандартная изоляция чердака включает установку материала на горизонтальной верхней стороне потолка чердака, а не между стропилами.

Для полной эффективности вы должны установить не менее 270 мм выбранного изоляционного материала. Люк доступа на чердак также должен быть изолирован и защищен от сквозняков. Если предполагается, что конденсация представляет опасность, необходимо проверить вентиляцию кровельного пространства и увеличить ее.

Этажей

Холодный пол поглощает тепло, а холодный воздух проникает в комнату из-под деревянных полов.

Изоляция деревянного пола лучше всего работает при установке под половицей. Вам не нужно беспокоить половицы, если вы можете попасть на этаж ниже через лазейку.Там, где нет места для лазания, вы можете приподнять половицы, чтобы между балками пола поместилась древесноволокнистая плита.

Твердые полы также можно изолировать, но не рискуйте повредить оригинальные твердые полы, такие как каменные плиты, поднимая их только для того, чтобы уложить изоляцию. Если пол необходимо поднять по другой причине или у вас современный бетонный пол, изоляция может быть хорошей идеей. Утеплитель можно уложить поверх существующего пола или на его место уложить новый утепленный известково-бетонный пол.

• Предыдущая

• Уход за недвижимостью

• Далее

• Варианты утепления стен

Повышение энергоэффективности исторических зданий

Сельский дом с энергоэффективными штормовыми окнами.

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ

Джо Эллен Хенсли и Антонио Агилар

Концепция энергосбережения в зданиях не нова. На протяжении всей истории владельцы зданий сталкивались с изменением запасов топлива и необходимостью его эффективного использования. Прошли времена дешевой и изобильной энергии 1950-х годов. Сегодня, когда энергоресурсы истощаются и возникает озабоченность по поводу воздействия парниковых газов на изменение климата, владельцы исторических зданий ищут способы сделать свои здания более энергоэффективными.Эти проблемы являются ключевыми компонентами устойчивости — термин, который обычно относится к способности поддерживать экологические, социальные и экономические потребности человеческого существования. Тема устойчивого или «зеленого» строительства слишком широка, чтобы ее можно было охватить в этом кратком обзоре. Скорее, это краткое описание консервации предназначено для того, чтобы помочь владельцам собственности, специалистам по консервации и распорядителям исторических зданий принимать обоснованные решения при рассмотрении вопросов повышения энергоэффективности исторических зданий.

Рисунок 1. Декоративный световой люк из цветного стекла пропускает в интерьер естественный дневной свет.

При принятии разумных мер по повышению энергоэффективности необходимо учитывать не только потенциальную экономию энергии, но и защиту материалов и характеристик исторической собственности. Это руководство дано в соответствии со стандартами Министерства внутренних дел по восстановлению, чтобы гарантировать сохранение архитектурной целостности исторической собственности. Успешный проект модернизации должен сочетать цели энергоэффективности с наименьшим воздействием на историческое здание.Планирование должно предполагать целостный подход, который учитывает всю оболочку здания, его системы и компоненты, его участок и окружающую среду, а также тщательную оценку воздействия предпринятых мер. Перед применением в исторических зданиях методы обработки, характерные для нового строительства, необходимо тщательно оценить, чтобы избежать ненадлежащего изменения важных архитектурных особенностей и непоправимого ущерба историческим строительным материалам. Этот краткий обзор ориентирован в первую очередь на исторические здания малого и среднего размера, как жилые, так и коммерческие.Однако изложенные здесь общие принципы принятия решений применимы к зданиям любого размера и сложности.

Перед принятием каких-либо мер по энергосбережению необходимо оценить существующие энергоэффективные характеристики исторического здания. Здания — это больше, чем сумма их отдельных компонентов. Дизайн, материалы, тип конструкции, размер, форма, ориентация участка, окружающий ландшафт и климат — все это играет роль в функционировании зданий.Исторические методы строительства зданий и материалы часто максимально использовали естественные источники тепла, света и вентиляции, чтобы соответствовать местным климатическим условиям. Ключом к успешному проекту реабилитации является понимание и определение существующих энергоэффективных аспектов исторического здания и того, как они функционируют, а также понимание и определение определяющих его характерных черт, чтобы гарантировать их сохранение. Независимо от того, реконструировано ли оно для нового или продолжающегося использования, важно использовать присущие историческому зданию экологические качества, поскольку они были предназначены для обеспечения их эффективного функционирования вместе с любыми новыми обработками, добавленными для дальнейшего повышения энергоэффективности.

Рисунок 2. Верхние и нижние жалюзи регулируют дневной свет и обеспечивают конфиденциальность.

Окна, дворы и световые колодцы

Открывающиеся окна, внутренние дворы, фонари, световые люки, вентиляторы на крыше, купола и другие элементы, обеспечивающие естественную вентиляцию и освещение, могут снизить потребление энергии. Всякий раз, когда эти устройства могут использоваться для обеспечения естественной вентиляции и освещения, они экономят энергию, уменьшая необходимость в использовании механических систем и внутреннего искусственного освещения.

Рисунок 3. Каменные стены значительной массы обладают высокой тепловой инерцией.

Исторически сложилось так, что строители справлялись с потенциальной потерей и теплотой из окон по-разному, в зависимости от климата. В холодном климате, где потеря тепла зданиями зимой была основным фактором до внедрения механических систем, окна были ограничены окнами, необходимыми для достаточного освещения и вентиляции. В исторических зданиях, где соотношение стекла к стене составляет менее 20%, потенциальные потери тепла через окна, вероятно, минимальны; следовательно, они более энергоэффективны, чем самые последние постройки.В жарком климате многочисленные окна обеспечивали хорошую вентиляцию, в то время как такие особенности, как широкие свесы крыши, навесы, внутренние или внешние ставни, жалюзи, жалюзи, шторы и шторы, значительно снижали проникновение тепла через окна. Исторические окна могут играть важную роль в эффективной эксплуатации здания, и их следует сохранить.

Новые архитектурные стили, начиная с международного стиля 1920-х годов, привели к увеличению доли остекления в общей оболочке здания.К 1950-м годам, с появлением стеклянных навесных стен, остекление составляло почти 100% наружных стен во многих зданиях. В то время как во многих ранних современных зданиях по-прежнему использовались действующие окна как способ обеспечения естественной вентиляции, более широкое использование механических систем отопления и кондиционирования в конечном итоге привело к уменьшению функции внешнего остекления до обеспечения только света, особенно в коммерческих, офисных и институциональных зданиях.

Рисунок 4. Типичный соляной ящик Новой Англии с крутой крышей для сбрасывания снега и планом этажа, организованным вокруг центрального дымохода для сохранения тепла.

Стены

Толстые каменные стены, типичные для конца девятнадцатого и начала двадцатого веков, обладают неотъемлемыми тепловыми характеристиками, благодаря которым зданиям становится прохладнее летом и теплее зимой. Стены с большой массой обладают преимуществом высокой тепловой инерции, которая снижает скорость теплопередачи через стену.Например, стена с высокой тепловой инерцией, подвергшаяся солнечному излучению в течение часа, будет поглощать тепло на своей внешней поверхности, но медленно передавать его внутрь в течение шести часов. И наоборот, стена, имеющая эквивалентное тепловое сопротивление (значение R), но значительно меньшую тепловую инерцию, будет передавать тепло, возможно, всего за два часа. Тяжелые кирпичные стены также уменьшают потребность в летнем охлаждении. Высокая тепловая инерция является причиной того, что во многих старых общественных и коммерческих зданиях без кондиционеров все еще прохладно летом.Тепло полуденного солнца не проникает в здания до позднего полудня и вечера, когда в них меньше людей или когда температура снаружи падает. Тяжелые стены из кирпичной кладки также эффективны в смягчении внутренних температур зимой за счет сглаживания общих пиков притока и потери тепла, что приводит к более пологому и более терпимому дневному циклу. В областях, где требуется охлаждение в течение дня и отопление в ночное время, каменные стены могут помочь распределить избыточное количество тепла, полученное днем, чтобы покрыть часть необходимого отопления в вечерние и ночные часы.

Крыши

Конструкция и дизайн крыш в исторических зданиях, особенно в традиционных зданиях, сильно зависят от условий местного климата. Широкие свесы, которые иногда расширяются для создания подъездов, сводят к минимуму приток тепла от солнца в более теплом климате, в то время как крутые, наклонные крыши с минимальным выступом или без него преобладают в более холодном климате, что позволяет проливать снег и увеличивать полезный приток солнечного тепла через окна. Материалы и цвет также влияют на тепловые характеристики крыш.Металлические и светлые крыши, например, отражают солнечный свет и тем самым уменьшают приток тепла от солнечного излучения.

Рис. 5. Боковые веранды этого дома в Чарльстоне, Южная Каролина, затеняют большие окна и создают жилые помещения на открытом воздухе, где дует морской бриз.

Планировка этажей

Планы этажей многих исторических зданий, особенно традиционных, построенных на народном языке, также были разработаны с учетом местного климата.В холодном климате комнаты с низкими потолками были сгруппированы вокруг центральных дымоходов, чтобы разделять тепло, а небольшие окна с внутренними ставнями уменьшали сквозняки и потери тепла. В более теплом климате широкие центральные залы с высокими потолками, проходы и большие веранды обеспечивают максимальную циркуляцию воздуха.

Пейзаж

Ориентация на территорию была еще одним фактором, который особенно учитывался при расположении исторического здания на ее территории. В холодном климате здания были ориентированы против северных ветров, в то время как здания в теплом климате располагались с учетом преобладающих ветров.Вечнозеленые деревья, посаженные на северной стороне зданий, защищенные от зимних ветров; лиственные деревья, посаженные к югу, обеспечивали летнюю тень и максимум солнца зимой.

Рис. 6. Вентиляционная дверь используется для сброса давления в здании путем выпуска воздуха с такой скоростью, которая позволяет манометрам и трассирующему дыму определять количество и местоположение утечки воздуха. Фото: Роберт Кагнетта, Heritage Restoration, Inc.

Перед принятием каких-либо мер по улучшению тепловых характеристик исторического здания необходимо провести энергетический аудит, чтобы оценить текущее потребление энергии зданием и выявить недостатки в оболочке здания или механических системах.В некоторых областях местная коммунальная компания может предложить бесплатный простой аудит, однако более глубокий аудит должен быть проведен профессиональным энергоаудитором. Цель аудита — установить базовый уровень данных о характеристиках здания, который будет служить ориентиром при оценке эффективности будущих улучшений энергопотребления. Важно нанять независимого аудитора, который не имеет финансовой заинтересованности в результатах, например продавца продукции.

Энергоаудитор сначала документирует текущие модели использования энергии в здании, чтобы установить историю использования энергии.Этот начальный шаг включает в себя получение истории выставления счетов от местной коммунальной компании за период в один или два года, а также документирование количества людей, проживающих в здании, того, как оно используется, и типа потребляемого топлива. Регистрируется местоположение любой существующей изоляции и рассчитывается приблизительная R-ценность различных компонентов оболочки здания, включая стены, потолки, полы, двери, окна и световые люки. Облицовка здания проверяется на предмет проникновения и потери воздуха.Также регистрируются тип и возраст механических систем и основных устройств.

Такие инструменты, как проверка двери с вентилятором или инфракрасная термография, полезны для выявления конкретных областей проникновения, отсутствия изоляции и тепловых мостов. Механический сброс давления вместе с инфракрасной термографией чрезвычайно полезен для определения мест утечки воздуха и потери тепла с последующим использованием трассирующего дыма для изоляции конкретных утечек воздуха. Эти тесты часто сложно выполнять на зданиях, и их должны проводить опытные профессионалы, чтобы избежать вводящих в заблуждение или неточных результатов.Существуют профессиональные стандарты аудита, из которых наиболее широко используются стандарты Building Performance Institute (BPI).

Рис. 7. На левом тепловом изображении показаны стены этого здания до утепления. После того, как была добавлена ​​изоляция, более холодные и, следовательно, более темные внешние стены свидетельствуют о том, насколько уменьшились потери тепла. Фотографии: EYP Architecture & Engineering.

Затем энергоаудитор составляет подробный отчет, в котором документируются результаты аудита и включаются конкретные рекомендации по обновлениям, таким как воздушное уплотнение, добавление изоляции, общий ремонт, освещение, а также улучшения или замена механических систем или основных устройств.Для каждого усовершенствования приводится смета, включая стоимость внедрения, потенциальную экономию эксплуатационных расходов и, что важно, ожидаемый период окупаемости. Вооружившись этой информацией, владельцы исторических зданий могут начать принимать обоснованные решения о том, как улучшить характеристики своих зданий. Обычно аудитор находит несколько мест, где есть большая утечка воздуха; большие «дыры», которые уникальны для конкретного здания и требуют оборудования для их поиска. Эти аномалии часто невидимы для людей, которые регулярно используют здание.Важно повторно проверить работоспособность здания после выполнения любых обновлений, предпринятых в результате энергоаудита, чтобы убедиться, что обновления выполняются, как ожидалось.

Рис. 8. Куда улетает воздух из дома (в процентах) — Изображение основано на данных Energy Savers, Министерство энергетики США. Иллюстрация: ООО «Бланк Спейс».

Приоритет обновления энергии

При проведении модернизации энергопотребления следует сосредоточить усилия на улучшениях, которые обеспечат максимальную окупаемость затраченных денег и наименьший компромисс с историческим характером здания.Некоторые усовершенствования, рекомендованные в ходе энергоаудита, не могут быть осуществлены в историческом здании без повреждения исторической ткани или изменения внешнего вида важных элементов. Удаление исторического сайдинга и замена его новым сайдингом для изоляции полости стены каркасного здания или замена поддающихся ремонту исторических окон являются примерами обработки, которую не следует предпринимать в отношении исторических зданий.

Распространенное заблуждение состоит в том, что замена окон сама по себе приведет к значительной экономии энергии.Этот аргумент, часто используемый для продажи окон на замену, просто не соответствует действительности. Министерство энергетики США (DOE) задокументировало, что потери воздуха из-за окон в большинстве зданий составляют лишь около 10% от общей потери воздуха. Исследования показали, что замена окон не окупается за счет экономии энергии в разумные сроки. Более того, есть способы улучшить эксплуатационные качества исторических окон, не требующие их замены. Кроме того, исторические окна обычно можно отремонтировать, и поэтому они являются экологически безопасными, в то время как большинство новых окон не подлежат ремонту или даже переработке и могут оказаться на свалках.

При рассмотрении вопроса об обновлении энергии крайне важно получить четкое представление о том, сколько будет стоить улучшение на начальном этапе и сколько времени потребуется, чтобы окупить затраты за счет экономии энергии. Следовательно, необходимо учитывать стоимость жизненного цикла усовершенствования, а также его влияние на историческую структуру. Уменьшение инфильтрации вокруг существующих окон и дверей, герметизация проемов в оболочке здания и добавление изоляции — особенно на чердаке, где она мало влияет на историческую ткань — может привести к значительным улучшениям при относительно небольших затратах.Обновление механических систем или изменение способа их эксплуатации также может быть экономически эффективным вмешательством. Например, установка более эффективной механической системы может окупиться за десять лет.

Снижение потребности в энергии для обогрева и охлаждения можно осуществить в два этапа. Во-первых, внесите эксплуатационные изменения и обновления в механические системы и основные устройства — меры, которые не требуют внесения изменений или добавления новых материалов — чтобы обеспечить максимально эффективное функционирование здания.После того, как все эти меры будут реализованы, могут быть рассмотрены корректирующие работы или обработки, такие как утепление, которые требуют других изменений в здании.

Рисунок 9. Энергоаудитор проверяет эффективность котла.

Интенсивность использования энергии в жилых домах по возрасту
Год постройки	КБТЕ / кв. Фут / год
До 1950 года	74.5
1950-1969	66,0
1970-1979	59,4
1980 по 1989	51,9
1990-1999	48,2
с 2000 по 2005 год	44,7
Источник: Исследование потребления энергии в жилищном секторе, 2005 г.

Установление реалистичных целей

Данные о потреблении энергии, собранные U.S. Energy Information Administration (см. Диаграмму) показывает, что жилые дома, построенные до 1950 года (наибольшая доля исторического фонда зданий), примерно на 30-40 процентов менее энергоэффективны, чем здания, построенные после 2000 года. процентное повышение энергоэффективности исторического здания может быть реальной целью. Повышение энергоэффективности на 40 процентов, конечно, было бы более достижимой целью для зданий, которые подверглись минимальной модернизации с момента их первоначального строительства, т.е.е., дополнительная изоляция, уплотнение внешней оболочки или более эффективное механическое оборудование. С другой стороны, достижение энергетических целей «чистого нуля», как это делается в настоящее время с некоторыми новыми постройками, может оказаться гораздо более сложной задачей при исторической модернизации. Попытка достичь такой цели с помощью исторического здания, скорее всего, приведет к значительным изменениям и потере исторических материалов. [Данные по коммерческим зданиям подтверждают, что здания в 2003 году использовали примерно такую ​​же энергию, что и до 1920 года, после достижения пика в 1980-х годах.]

Операционные изменения

Одним из самых значительных факторов, влияющих на потребление энергии, является поведение пользователей. После того, как энергоаудит установил базовый уровень для текущего использования энергии в здании, следует определить эксплуатационные изменения, чтобы контролировать, как и когда используется здание, чтобы свести к минимуму использование энергопотребляющего оборудования. Эти изменения могут варьироваться от простых мер, таких как регулярная очистка и техническое обслуживание механического оборудования, до установки сложных элементов управления, которые циклически включают и выключают оборудование через определенные интервалы для достижения максимальной производительности.Следующие изменения рекомендуются для снижения затрат на отопление и охлаждение.

• Установить программируемые термостаты.
• Закройте неиспользуемые помещения и отрегулируйте температуру в них.
• Не кондиционируйте помещения, которые не нужно кондиционировать, тем самым уменьшая тепловую оболочку.
• Используйте утепленные шторы и занавески, чтобы контролировать приток и отвод тепла через окна.
• Используйте открываемые окна, ставни, навесы и вентиляционные отверстия, как изначально предполагалось, для контроля температуры и вентиляции.
• Воспользуйтесь естественным освещением.
• Установить компактные люминесцентные (КЛЛ) и светодиодные (LED) лампы.
• Установите датчики движения и таймеры для освещения и местной вентиляции, например, вытяжные вентиляторы в ванной.
• Уменьшайте «фантомные» электрические нагрузки, выключая оборудование, когда оно не используется.
• Регулярно очищайте и обслуживайте механическое оборудование.

Эти меры должны быть предприняты в первую очередь для экономии энергии в любом существующем здании и особенно подходят для исторических зданий, поскольку они не требуют изменения исторических материалов.

Модернизация оборудования и техники

Помимо максимального повышения энергоэффективности существующих систем здания, существенной экономии можно добиться за счет модернизации оборудования и приборов. Тем не менее, следует сопоставить операционную экономию с первоначальной стоимостью нового оборудования, особенно если срок службы существующего оборудования еще не истек.

В Интернете доступны калькуляторы, учитывающие эффективность как существующего, так и нового оборудования, которые помогают определить окупаемость.Заблаговременное планирование даст время, чтобы найти наиболее эффективный блок, а также изучить доступность каких-либо государственных и федеральных энергетических кредитов. Поскольку цены на энергию продолжают расти, а технологии развиваются, такие варианты, как установка солнечного водонагревателя, геотермального грунтового источника или тепловых насосов источника воды, становятся более экономически целесообразными. Рекомендации по модернизации оборудования и приспособлений включают:

• Модернизировать систему отопления. Важно установить новые печи, которые используют наружный воздух для горения, чтобы уменьшить количество воздуха, попадающего в здание из-за неконтролируемой инфильтрации.[Все печи и котлы теперь измеряются их годовой эффективностью использования топлива или AFUE.] Отопительное оборудование теперь более эффективно, и газовые печи, которые раньше имели рейтинг 60% (AFUE), теперь могут работать с КПД от 90 до 97%. .
• Модернизировать систему кондиционирования.
• Заменить водонагреватель. Высокоэффективные водонагреватели потребляют гораздо меньше энергии, чем предыдущие модели, а высокоэффективные водонагреватели без резервуаров нагревают воду по запросу и предлагают еще большую экономию.Тепло воды в точке использования также может снизить затраты и потребление воды за счет сокращения времени, необходимого для забора горячей воды.
• Апгрейд техники. Приборы Energy Star, особенно холодильники, стиральные и посудомоечные машины, могут снизить потребление электроэнергии и дополнительную нагрузку на отопление помещений.

Обновление компонентов здания

В дополнение к эксплуатационным и механическим обновлениям, можно обновить многие компоненты здания таким образом, чтобы не подвергать опасности исторический характер здания и это можно сделать по разумной цене.Цель этих обновлений — улучшить тепловые характеристики здания, что приведет к еще большей экономии энергии. Меры по модернизации исторических зданий должны быть ограничены теми, которые позволяют достичь по крайней мере разумной экономии энергии при разумных затратах, с наименьшим влиянием на характер здания.

Следующий список включает наиболее распространенные меры, предлагаемые для улучшения тепловых характеристик существующего здания; некоторые меры настоятельно рекомендуются для исторических зданий, но другие менее полезны и могут даже нанести вред историческому зданию.

Рис. 10. Схема движения воздуха, называемая «эффектом суммирования». Иллюстрация: ООО «Бланк Спейс».

Требуется минимальная переделка

• Уменьшите утечку воздуха.
• Добавить изоляцию чердака.
• Установить штормовые окна.
• Изолируйте подвалы и подъезды.
• Уплотнить и изолировать воздуховоды и трубы.
• Дверцы с уплотнителями и штормовые двери.
• При необходимости добавить навесы и затеняющие устройства.

Требуется дополнительная переделка

• Добавить внутренние тамбурные.
• Заменить стеклоподъемники.
• Добавить теплоизоляцию к деревянным каркасным стенам.
• Добавить теплоизоляцию в кладку стен.
• Установите прохладные крыши и зеленые крыши.

Способы обработки, перечисленные первыми, имеют меньший потенциал негативного воздействия на историческую ткань здания. Они, как правило, менее навязчивы, часто обратимы и предлагают самый высокий потенциал экономии энергии.Однако проведение любых обработок из второй группы может вызвать технические проблемы и повредить исторические строительные материалы и архитектурные особенности. Затраты на их установку могут также перевесить ожидаемую экономию энергии и должны оцениваться в каждом конкретном случае с советами профессионалов, имеющих опыт сохранения исторических памятников и повышения эффективности зданий.

Требуется минимальная переделка

Уменьшите утечку воздуха. Уменьшение утечки воздуха (инфильтрации и эксфильтрации) должно быть первым приоритетом плана модернизации для консервации.Утечка воздуха в здание может составлять от 5 до 40 процентов затрат на кондиционирование помещения, что может быть одним из самых больших эксплуатационных расходов для зданий. ¹ Кроме того, нежелательная утечка воздуха в здание и из него может привести к проблемам с комфортом пассажиров из-за сквозняков. Проникновение воздуха может быть особенно проблематичным в исторических зданиях, поскольку оно тесно связано с повышенным перемещением влаги в системы зданий.

Рис. 11. Проникновение и эксфильтрация воздуха.Иллюстрация: ООО «Бланк Спейс».

Поток воздуха в здания и из них управляется тремя основными силами: давлением ветра, механическим давлением и эффектом трубы. Холодный наружный воздух, который проникает в здание через большие отверстия, а также через незакрепленные окна, двери и трещины во внешней оболочке здания, заставляет систему отопления работать сильнее и потреблять больше энергии. В многоэтажном здании холодный воздух, который поступает в здание на нижних уровнях, включая подвал или подползти, поднимается вверх через здание и выходит из дырявых окон, щелей вокруг окон и чердака в результате перепада температуры и давления.Такой характер движения воздуха называется «эффектом суммирования». Не только теряется ценный кондиционированный воздух, но и вредная влага может попадать в полости стен и чердачные помещения. Чтобы остановить эффект стека, верхняя и нижняя часть внешних стен, межэтажных переходов и любые существующие выемки или шахты должны быть герметизированы или защищены от сквозняков. Использование герметиков из аэрозольной пены в трещинах подвала и чердака — особенно полезный метод уменьшения проникновения воздуха.

Добавление уплотнителей к дверям и окнам, герметизация открытых трещин и стыков в основании стен и вокруг окон и дверей, герметизация утопленных осветительных приборов сверху и герметизация пересечения стен и чердака существенно снизят утечку воздуха.При использовании внешнего герметика для герметизации пересечения сайдинга и дверей или окон, не уплотняйте нижнюю сторону обшивки или под окнами, чтобы позволить жидкости вытекать. Когда инфильтрация и, следовательно, эксфильтрация уменьшаются, может потребоваться механическая вентиляция для удовлетворения потребностей людей в свежем воздухе.

Добавьте изоляцию чердака или крыши. Потери и усиление тепла, вызванные увеличением разницы температур внутри / снаружи, в первую очередь из-за эффекта дымовой трубы и солнечного излучения, наиболее высоки в верхней части здания.Поэтому снижение теплопередачи через крышу или чердак должно быть одним из главных приоритетов в снижении энергопотребления. Добавление теплоизоляции в незанятые, недостроенные чердаки не только очень эффективно с точки зрения энергосбережения, но также, как правило, проста в установке и вызывает минимальный ущерб историческим материалам. Министерство энергетики США (DOE) предоставляет диаграмму рекомендованного R-значения, основанную на климатических зонах, чтобы помочь определить оптимальное количество изоляции, которое следует установить в конкретном проекте.В местных нормах и правилах могут также содержаться особые требования к изоляции. Не следует упускать из виду изоляционные люки или дверцы доступа. Несмотря на то, что они могут быть небольшими, чердачные двери могут нести значительную потерю тепла, и их следует рассматривать как часть любого проекта изоляции чердака.

Рис. 12. Карта климатической зоны Министерства энергетики США Рекомендуемые улучшения в области энергетики широко варьируются в зависимости от климата. Информация, содержащаяся в этом документе, основана в первую очередь на имеющихся данных по северо-восточному и среднеатлантическому регионам.

На чердаках без отделки и без обогрева изоляционный материал обычно помещается между балками перекрытий с использованием вдува, войлока или жесткого пенопласта. При использовании войлока из стекловолокна, покрытого замедлителем парообразования, этот замедлитель парообразования должен быть направлен вниз в сторону обогреваемого помещения. Однако на чердаках использование замедлителя парообразования не обязательно. Если дополнительная изоляция из войлока добавляется к существующей изоляции, которая находится рядом или выше верхней части балок, новые необлицованные войлоки должны быть размещены перпендикулярно старым, чтобы покрыть верх балок и уменьшить тепловые мосты через элементы каркаса.На крышах с низким скатом или там, где установка утеплителя из войлока затруднена, более полное покрытие чердачного этажа может быть достигнуто за счет использования утеплителя с выдуванием. Незаконченные чердаки необходимо хорошо проветривать, чтобы отводить излишки тепла.

Излучающие барьеры могут использоваться на чердаках для уменьшения теплового излучения в воздушном пространстве между крышей и чердаком, чтобы уменьшить приток тепла летом. Они наиболее полезны для снижения охлаждающей нагрузки в жарком климате и состоят из листа или покрытия с высокой отражающей способностью, обычно алюминия, нанесенного на одну или обе стороны гибкого материала.Они эффективны только тогда, когда поверхность фольги обращена к воздушному пространству и пока поверхность остается блестящей, то есть без грязи, пыли, конденсата и окисления. Излучающие барьеры не следует устанавливать непосредственно над изоляцией на чердаке, поскольку они могут действовать как замедлители парообразования и задерживать влагу в изоляции, если они не перфорированы. Их размещение должно вентилироваться с двух сторон.

Изоляция нижней стороны крыши, а не мансардного этажа увеличивает объем тепловой оболочки здания, что делает эту обработку менее энергоэффективной.Однако, когда механическое оборудование и / или воздуховоды размещаются на чердаке, настоятельно рекомендуется разместить изоляцию под крышей и обращаться с чердаком как с кондиционированным помещением. Такая обработка позволяет оборудованию работать более эффективно и может предотвратить проблемы, связанные с влажностью, вызванные конденсацией на механическом оборудовании.

Рисунок 13. Пример установки лучистого барьера.

Рис. 14. Пример установки изоляции из жесткого пенопласта, сужающейся по краю, чтобы избежать изменения внешнего вида крыши.

При размещении утеплителя под крышей необходимо заделать все форточки на чердаке и пересечение стен и стропил. Жесткая изоляция из пенопласта или войлока, помещенная между стропилами крыши, является распространенным методом изоляции нижней стороны крыши. Распылительная пена с открытыми ячейками (0,5 фунта / куб. Фут) может иногда применяться под настилом крыши только в том случае, если в обшивке нет зазоров, которые могут позволить пене расширяться под сланцами или черепицей, предотвращая повторное использование кровельного материала.Кроме того, протечки в крыше могут остаться незамеченными до тех пор, пока не произойдет серьезное повреждение. Также необходимо учитывать необратимость этой процедуры, поскольку пена проникает в поры древесины. Возможно, будет более целесообразным установить дышащий слой материала, который позволит удалить его в будущем, не оставляя следов.

Когда из-за износа требуется полная замена крыши, установка жесткого пенопласта поверх настила крыши перед укладкой нового кровельного материала может быть простой и эффективной, особенно на низких или плоских крышах.Однако дополнительная толщина крыши, вызванная установкой жесткого пенопласта, может изменить внешний вид выступающих карнизов, слуховых окон и других элементов. Если это приложение может значительно изменить внешний вид этих функций, рассмотрите другие методы.

Установить штормовые окна. Добавление металлических или деревянных наружных или внутренних штормовых окон может быть целесообразным для увеличения тепловых характеристик окон, которые не могут быть устранены при герметизации и уплотнении.Одностороннее штормовое окно может только увеличить тепловое сопротивление одинарного окна до R2, однако это вдвое лучше, чем одинарное окно. Это внесет заметный вклад в уровень комфорта жильцов здания с дополнительным преимуществом защиты исторического окна от атмосферных воздействий. Использование прозрачного, не тонированного стекла с низким энергопотреблением в штормовом окне может еще больше повысить тепловые характеристики оконного блока без потери исторической ткани. Исследования показали, что характеристики традиционного деревянного окна с добавлением штормового окна могут приблизиться к характеристикам заменяемого окна с двойным остеклением. ² Некоторые штормовые окна доступны с теплоизоляционным стеклом с низким энергопотреблением, обеспечивающим еще более высокие тепловые характеристики без потери исторического окна. Кроме того, штормовое окно позволяет избежать проблемы непоправимого нарушения герметичности стеклопакетов (IGU), используемых в современных сменных окнах. Хотя срок службы стеклопакета зависит как от качества уплотнения, так и от других факторов, ожидать более 25 лет неразумно. Как только уплотнение выходит из строя, саму створку обычно необходимо полностью заменить.

Обеспечивая дополнительное изолирующее воздушное пространство и добавляя барьер для проникновения, штормовые окна повышают комфорт и снижают вероятность образования конденсата на стекле. Чтобы штормовые окна были эффективными и совместимыми, они должны плотно прилегать; включить уплотнительную прокладку вокруг стекла; совместить с направляющей главной створки; соответствовать цвету створки; и быть заделанным вокруг рамы, чтобы уменьшить проникновение, не создавая никаких просачивающихся отверстий.

Будь то штормовое окно или само историческое окно, внутреннее окно должно быть более плотным из двух, чтобы избежать конденсации между окнами, которая может возникнуть в холодном климате, требующем отопления помещений.Конденсат вызывает особую озабоченность, если он скапливается на историческом окне, что может легко произойти с незакрепленным штормовым окном. Хотя внутренние штормовые окна могут быть такими же термически эффективными, как и наружные штормовые окна, необходимо использовать соответствующие прокладки, чтобы на внутренней стороне исторического окна не образовывалась конденсация, вызывающая повреждения. Открытие или снятие межкомнатных штормовых окон в ненагреваемые месяцы также помогает избежать негативных последствий накопления влаги.

Рисунок 15. Оригинальные стальные окна были сохранены и приведены в действие во время восстановления этого исторического мельничного комплекса. Для повышения энергоэффективности во внутренней части были добавлены изолированные раздвижные окна.

Для больших стальных промышленных окон добавление внутренних изолированных раздвижных стеклянных окон, которые выравниваются с основными вертикальными стойками, оказалось успешным решением, позволяющим главному окну оставаться в рабочем состоянии.

Изолируйте подвалы и подвалы. Первый шаг в решении проблемы изоляции подвалов и подвалов — решить, должны ли они быть частью кондиционируемого пространства и, следовательно, внутри тепловой оболочки здания. Если эти участки находятся за пределами тепловой оболочки здания и рассматриваются как участки без кондиционирования, обычно рекомендуется изоляция между балками пола на нижней стороне чернового пола. В качестве альтернативы также может использоваться изоляция из жесткого пенопласта, установленная на нижней части балок пола в подвале или на стороне подполья.Все зазоры между некондиционируемыми и кондиционируемыми частями здания, включая ленточные балки, должны быть герметизированы для предотвращения проникновения воздуха в верхние уровни здания.

Если пространство для обхода содержит механическое оборудование или если в течение летних месяцев в пространство для обхода через вентиляционные отверстия попадает высокий уровень влажного воздуха, рекомендуется включить пространство для обхода в тепловую границу здания. Как и на чердаках, водяной пар может конденсироваться на воздуховодах и другом оборудовании, расположенном в некондиционных подвалах и подпольях.В прошлом строительные нормы и правила обычно требовали, чтобы пространства для ползания рассматривались как некондиционируемые помещения и вентилировались. Однако не во всех случаях это оказалось лучшей практикой. Вентиляция через вентиляционные отверстия не сохраняет сухость во время влажного лета. Все вентиляционные отверстия должны быть закрыты, а люки — герметичными. Жесткая изоляция из пенопласта, установленная на внутренней стороне стены, рекомендуется для стен подвала и фундамента подвала только после того, как будут решены все проблемы с дренажем.Особое внимание следует уделить тому, чтобы все стыки между изоляционными плитами были герметичны.

Настоятельно рекомендуется установить влагозащитный барьер на незащищенной грязи в подвесном пространстве, чтобы предотвратить попадание грунтовой влаги в ограждающую конструкцию здания. По возможности следует рассмотреть возможность заливки бетонной плиты поверх гидроизоляции в подпольях или подвалах с незащищенными грунтовыми полами.

Герметизируйте и изолируйте воздуховоды и трубы. На удивление огромное количество энергии тратится впустую, когда нагретый или охлажденный воздух выходит из приточных каналов или когда горячий воздух чердака попадает в обратные каналы системы кондиционирования.На основании данных, собранных в ходе энергоаудита, до 35 процентов кондиционированного воздуха в средней центральной системе кондиционирования воздуха может выходить из воздуховодов. ³ Необходимо соблюдать осторожность, чтобы полностью герметизировать все соединения в системе воздуховодов и должным образом изолировать воздуховоды, особенно в некондиционных помещениях. Эта потеря энергии — еще одна причина относиться к чердакам, подвалам и подпольям как к кондиционированным помещениям. Воздуховоды, расположенные в безусловных помещениях, должны быть утеплены с учетом рекомендаций для соответствующей климатической зоны.Трубы с горячей водой и водонагреватели должны быть изолированы в некондиционных помещениях для сохранения тепла, а все водопроводные трубы должны быть изолированы, чтобы предотвратить замерзание в холодном климате.

Двери с уплотнителями и штормовые двери. Исторические деревянные двери часто являются важной особенностью и всегда должны быть сохранены, а не заменены. В то время как у изолированной сменной двери может быть более высокое значение R, двери представляют собой небольшую площадь от общей оболочки здания, и разница в экономии энергии после замены будет незначительной.Однако двери и рамы должны проходить надлежащий уход, включая регулярную покраску, а также добавление или обновление уплотнительных прокладок. Двери Storm могут улучшить тепловые характеристики исторических ворот в холодном климате и могут быть особенно рекомендованы для дверей с остеклением. Дизайн штормовой двери должен соответствовать характеру исторической двери. Полностью застекленная штормовая дверь с рамой, соответствующей цвету исторической двери, часто является подходящим выбором, поскольку она позволяет исторической двери оставаться видимой.Штормовые двери рекомендуются в первую очередь для жилых домов. Они не подходят для коммерческих или промышленных зданий. В этих зданиях никогда не было штормовых дверей, потому что они часто открывались или оставались открытыми в течение длительного времени. Также может оказаться нецелесообразным установка штормовой двери на очень важную входную дверь. В некоторых случаях установка штормовой двери может привести к значительному притоку тепла при определенных условиях воздействия или в жарком климате, что может ухудшить материал или отделку исторической двери.

Добавьте навесы и затеняющие устройства. Навесы и другие затеняющие устройства могут значительно снизить проникновение тепла через окна и витрины. Сохранение существующих навесов или их замена, если они были сняты ранее, — это относительно простой способ повысить энергоэффективность здания. Навесы следует устанавливать только в том случае, если они совместимы с типом и характером здания. В типах зданий, в которых исторически не было навесов, следует рассматривать внутренние шторы, жалюзи или ставни.

Доступен широкий спектр оттенков, жалюзи и ставней для использования во всех типах зданий, чтобы контролировать приток или потерю тепла через окна, а также уровни освещения. При правильной установке жалюзи являются простым и экономичным средством экономии энергии. Некоторые затененные ткани блокируют только часть входящего света, позволяя использовать естественный свет, в то время как другие блокируют весь или большую часть света. Светлая или отражающая сторона шторы должна быть обращена к окну, чтобы уменьшить приток тепла.Стеганые рулонные шторы имеют несколько слоев волоконного ватина и герметизированные края, и эти шторы действуют как изоляция и воздушный барьер. Они контролируют инфильтрацию воздуха более эффективно, чем другие средства для обработки мягких окон. Плиссированные или ячеистые шторы создают мертвые воздушные пространства внутри ячеек для повышения изоляционных свойств. Эти оттенки, однако, не контролируют проникновение воздуха в ощутимой степени.

Выдвижные навесы и внутренние шторы летом следует держать опущенными, чтобы предотвратить нежелательное поступление тепла, но поднятыми зимой, чтобы воспользоваться преимуществами тепла.Шторы в салоне, особенно те, которые обладают некоторой изоляционной способностью, следует опускать на ночь в зимние месяцы.

Световые полки — это архитектурные устройства, предназначенные для максимального использования дневного света, проникающего через окна, путем его более глубокого отражения в здании. Эти горизонтальные элементы обычно устанавливаются в интерьере над уровнем головы в зданиях с высокими потолками. Хотя они могут обеспечить экономию энергии, они несовместимы с большинством исторических зданий. В целом, световые полки, скорее всего, будут уместны в некоторых промышленных зданиях или зданиях в стиле модерн, или там, где историческая целостность внутренних пространств была утрачена, и их можно установить так, чтобы их не было видно снаружи.

Требуется дополнительная переделка

Рисунок 16. Исторические вестибюли сохраняют кондиционированный воздух в жилых помещениях.

Добавьте внутренние вестибюли. Вестибюли, которые создают вторичное воздушное пространство или «воздушный шлюз», эффективно уменьшают проникновение воздуха, когда внешняя дверь открыта. Внешние и внутренние вестибюли являются общими архитектурными особенностями многих исторических зданий и должны быть сохранены там, где они существуют. Добавление внутреннего вестибюля также может быть уместным в некоторых исторических зданиях.Например, новые застекленные внутренние вестибюли могут быть совместимыми изменениями с историческими коммерческими и промышленными зданиями. Новые внешние вестибюли обычно приводят к слишком сильному изменению характера основных входов, но могут быть приемлемы в очень ограниченных случаях, например, у задних входов. Даже в таких случаях новые вестибюли должны соответствовать архитектурному характеру исторического здания.

Заменить окна. Окна определяют характер большинства исторических зданий.Как обсуждалось ранее, замена исторического окна на современное изолированное окно обычно не является рентабельным выбором. Исторические деревянные окна имеют гораздо более длительный срок службы, чем заменяемые изолированные окна, которые нелегко отремонтировать. Таким образом, рациональный выбор — отремонтировать исторические окна и улучшить их тепловые характеристики. Однако, если исторические окна вышли из строя и не подлежат ремонту, если ремонт нецелесообразен из-за плохой конструкции или плохих характеристик материала, или если ремонт экономически нецелесообразен, тогда могут быть установлены запасные окна, которые соответствуют историческим окнам по размеру, дизайну, количеству стекол, профиль мунтина, цвет, отражающие качества стекла и такое же отношение к оконному проему.

Перед полной заменой окон также следует рассмотреть другие варианты. Если только створка сильно изношена и рама подлежит ремонту, то может потребоваться замена только створки. Если ограниченный срок службы стеклопакета не вызывает беспокойства, в новой створке можно разместить двойное остекление.

Если створки прочные, но желательны улучшенные тепловые характеристики без использования штормового окна, некоторые окна можно дооснастить изолированным стеклом.Если имеющаяся створка имеет достаточную толщину, ее можно направить для установки изолированного прозрачного низкоэмиссионного стекла без значительных потерь исторического материала или исторического характера. Когда изоляционное стекло добавляется в новую или модернизированную створку, любые веса должны быть изменены, чтобы приспособиться к значительному дополнительному весу.

Утепление стен

Добавление теплоизоляции стен должно рассматриваться как часть общей цели по повышению термической эффективности здания и рассматриваться только после установки изоляции чердака и подвала.Можно ли достичь этой цели без использования утеплителя стен? Можно ли добавить изоляцию, не вызывая значительных потерь исторических материалов или ускоренного разрушения конструкции стены? Будет ли это рентабельно? Это основные вопросы, на которые необходимо ответить до принятия решения об утеплении стен, и они могут потребовать профессиональной оценки.

Рис. 17. Иллюстрация изоляции из торгового каталога 1889 года «Использование минеральной ваты в архитектуре, автомобилестроении и паростроении».Центр коллекции Canadien d’Architecture / Канадский центр архитектуры, Монреаль, Канада.

Добавьте теплоизоляцию к деревянным каркасным стенам. Дерево особенно подвержено повреждениям из-за высокого уровня влажности; поэтому важно решить существующие проблемы с влажностью до добавления изоляции. Неизолированные исторические деревянные здания имеют более высокий уровень инфильтрации воздуха, чем современные здания; Хотя это снижает тепловую эффективность старых зданий, это помогает рассеивать нежелательную влагу и, таким образом, сохраняет строительные конструкции сухими.Климат, геометрия здания, состояние строительных материалов, детали конструкции и многие другие факторы затрудняют оценку влияния добавления изоляции на уменьшение воздушного потока и, следовательно, скорости высыхания в конкретном здании. По этой причине трудно спрогнозировать влияние добавления теплоизоляции на стены с деревянным каркасом.

Изоляция , установленная в полость стены : Когда обшивка является частью стенной сборки и после решения любых проблем, связанных с влажностью, можно рассмотреть вопрос о добавлении изоляции во внутреннюю полость стены с деревянным каркасом.Добавление теплоизоляции в стену, где нет обшивки между сайдингом и стойками, является более проблематичным, поскольку влага, попадающая в полость стены через трещины и стыки из-за ветрового дождя или капиллярного воздействия, будет смачивать изоляцию при контакте с задней стороной стены. сайдинг.

Установка выдувной изоляции , плотно упакованной целлюлозы или стекловолокна, в полость стены вызывает наименьший ущерб историческим материалам и отделке, когда есть доступ к стенам полости, и поэтому это распространенный метод изоляции дерева. -каркасные стены в существующих постройках.В большинстве случаев для вдувания изоляционного материала в полость стены требуется доступ через внешнюю или внутреннюю поверхность стены. При наличии исторической штукатурки, деревянных панелей или других исторических декоративных элементов интерьера рекомендуется получить доступ к полости снаружи, удалив отдельные сайдинговые доски в верхней части каждой полости. Таким образом можно переустановить доски без неприглядных отверстий снаружи. Если штукатурка испортилась и потребует ремонта, то доступ в полость стены возможен изнутри через отверстия, просверленные в недекоративной штукатурке.

Из доступных материалов чаще всего используется плотно упакованное целлюлозное волокно. Его R-ценность, способность поглощать и рассеивать влагу, препятствие для воздушного потока, относительно простая установка и низкая стоимость делают его популярным выбором. Целлюлозная изоляция от большинства производителей доступна как минимум двух классов, которые характеризуются типом антипирена, добавляемого в изоляцию. Антипирены обычно: (1) смесь сульфата аммония и борной кислоты или (2) только борная кислота (называемая «только борат»).Рекомендуемый тип целлюлозной изоляции для исторических зданий — это изоляция «только борат», поскольку целлюлоза, обработанная сульфатами, вступает в реакцию с влагой воздуха и образует серную кислоту, которая разъедает многие металлы.

Оптимальные условия для установки изоляции внутри стеновой полости возникают в зданиях, в которых были утеряны внешние материалы или внутренняя отделка, или где материалы вышли из строя и не подлежат ремонту и необходима их полная замена. Однако массовое удаление исторических материалов с внешней или внутренней стороны исторической стены для облегчения изоляции не рекомендуется.Даже когда внешние материалы, такие как деревянный сайдинг, потенциально могут быть переустановлены, этот метод, независимо от того, насколько тщательно он выполняется, обычно приводит к повреждению или потере исторических материалов.

Рис. 18. Плотная целлюлозная изоляция вдыхается через отверстия, просверленные в оболочке. После завершения операции черепица будет переустановлена. Фото: Эдвард Минч.

Если полость стены открыта, есть возможность правильно установить ватный утеплитель .Плотное прилегание изоляции к прилегающим элементам здания имеет решающее значение для характеристик изоляции. Утеплитель необходимо обрезать точно по длине полости. Слишком короткий войлок создает воздушные пространства над и под войлоком, обеспечивая конвекцию. Слишком длинный ватин скомкается, образуя воздушные карманы. Воздушные карманы и конвекционные токи значительно снижают тепловые характеристики изоляции. Каждая полость стены должна быть полностью заполнена. Рекомендуется использовать гладкую фрикционную ватную изоляцию, взбитую до заполнения всей полости стены.Следует избегать любых воздушных зазоров между изоляцией и каркасом или другими компонентами сборки. Батареи следует разделять вокруг проводки, труб, каналов и других элементов в стене, а не толкать или сжимать вокруг препятствий.

При добавлении изоляции к боковым стенам, зона ленточных балок между этажами в многоэтажных зданиях с платформенным каркасом должна быть включена в модернизацию изоляции боковых стен. R-значение изоляции, установленной в зоне ленточных балок, должно быть как минимум равным R-значению изоляции в соседних полостях стены.В зданиях с баллонным каркасом полость стены непрерывна между этажами, за исключением тех мест, где установлены противопожарные заграждения.

Использование аэрозольной пены или вспененной изоляции , по-видимому, имеет большой потенциал для применения в исторических зданиях с деревянным каркасом из-за их способности проникать в полости стен и вокруг неровных препятствий. Их высокое значение R и функция воздушного барьера делают их заманчивым выбором. Однако их использование создает несколько проблем.Впрыскиваемый материал плотно связывается с историческими материалами, что затрудняет его удаление, особенно если он заключен в существующую стену. Давление, вызванное скоростью расширения этих пен в стене, также может повредить исторический материал, в том числе сломать гипсовые шпонки или потрескать существующую штукатурку.

Рисунок 19. Ленточная балка. Обрамление платформы.

Изоляция, устанавливаемая с обеих сторон стены : Войлок, жесткий пенопласт и изоляция из распыляемой пены обычно добавляются к внутренней стороне стен в существующих зданиях путем обшивки стен для обеспечения дополнительной толщины.Однако для этого часто требуется разрушение или изменение важных архитектурных элементов, таких как карнизы, плинтусы и оконная отделка, а также удаление или покрытие штукатурки или другой исторической отделки стен. Уложенная таким образом изоляция рекомендуется только в зданиях, в которых внутреннее пространство и элементы лишены архитектурных отличий или утратили свою значимость из-за предыдущих изменений.

Рис. 20. Стены были неправильно отделаны мехом вокруг исторической оконной рамы, создавая вид, которого раньше никогда не было в интерьере.

Добавление изоляции из жесткого пенопласта на внешнюю поверхность деревянных каркасных зданий, хотя и является обычной практикой в ​​новом строительстве, никогда не является подходящей обработкой для исторических зданий. Наружная установка пенопласта требует удаления существующего сайдинга и отделки для установки одного или нескольких слоев панелей из полиизоцианурата или пенополистирола. В зависимости от количества утеплителя, добавленного для конкретного климата, толщина стены может быть значительно увеличена за счет перемещения сайдинга на 4 дюйма от обшивки.Даже если бы исторический сайдинг и отделку можно было бы удалить и снова установить без значительного ущерба, историческое отношение окон к стенам, стен к карнизу и карниза к крыше было бы изменено, что поставило бы под угрозу архитектурную целостность и внешний вид исторического здания.

Сплошные стены из каменной кладки : Как и в случае каркасных зданий, следует избегать установки изоляции на внутренних стенах исторической каменной конструкции, если это потребует покрытия или удаления важных архитектурных элементов и отделки, или когда добавленная толщина может значительно изменить исторический характер здания. интерьер.Добавление теплоизоляции к сплошным стенам из кирпичной кладки в холодном климате приводит к снижению скорости высыхания, увеличению частоты циклов замораживания-оттаивания и длительным периодам повышения и понижения температуры кладки. Эти изменения могут иметь прямое влияние на долговечность материалов.

Рисунок 21. На внутренней стороне кирпичной стены видны повреждения, возникшие в результате установки пароизоляции (фольга) и теплоизоляции. Фотография: Simpson Gumpertz & Heger.

В зависимости от типа кладки наружные каменные стены могут впитывать значительное количество воды во время дождя. Кладка стен сохнет как снаружи, так и внутри. Когда изоляция добавляется к внутренней стороне кирпичной стены, изоляционный материал снижает скорость высыхания стены по направлению к внутренней части, заставляя стену оставаться влажной в течение более длительных периодов времени. В зависимости от местного климата это может привести к повреждению исторической каменной кладки, повреждению внутренней отделки и порче деревянных или стальных конструктивных элементов, встроенных в стену.Кладка стен зданий, которые отапливаются зимой, выигрывает от передачи тепла изнутри на внешнюю поверхность стен. Такая теплопередача защищает внешнюю поверхность стены, уменьшая возможность замерзания воды во внешних слоях стены, особенно в холодном и влажном климате. Добавление утеплителя на внутреннюю часть стены не только продлевает скорость высыхания наружной кирпичной стены, но также сохраняет ее холоднее, тем самым увеличивая вероятность повреждения из-за циклов замораживания-оттаивания. ⁶

Резкие перепады температуры также могут иметь негативные последствия для исторической каменной стены. Добавление изоляционных материалов к исторической кирпичной стене снижает ее способность передавать тепло; таким образом, стены имеют тенденцию оставаться теплыми или холодными в течение более длительных периодов времени. Кроме того, стены, подвергающиеся продолжительному воздействию солнечного излучения в зимние месяцы, также могут подвергаться более сильным колебаниям температуры поверхности в течение дня. Это может привести к пагубным последствиям из-за напряжения, вызванного расширением и сжатием компонентов сборки здания.

Здания с кирпичной кладкой с более высокой пористостью, например из кирпича с низким обжигом или из некоторых мягких камней, особенно подвержены циклам замораживания-оттаивания и должны быть тщательно оценены перед добавлением теплоизоляции. Осмотр кладки в неотапливаемых областях, таких как парапеты, открытые стены крыльев или другие части здания, особенно важен. Заметная разница в количестве отслаиваний или шлифовки кладки на этих участках может предсказать, что после утепления стен во всем здании будет наблюдаться такой же тип разрушения.Кирпич, который обжигали при более низких температурах, часто использовали на внутренней стороне стены или на второстепенных фасадах. Даже каменные стены, облицованные более прочными материалами, такими как гранит, могут иметь основу из кирпича, щебня, раствора или других менее прочных материалов.

Пена для распыления используется для утепления многих каменных зданий. Их способность наноситься на неровные поверхности, обеспечивать хорошую воздухонепроницаемость и непрерывность на пересечениях стен, потолков, полов и окон по периметру делает их хорошо подходящими для использования в существующих зданиях.Однако долговременные эффекты добавления пенопластов с открытыми или закрытыми порами для изоляции исторических каменных стен, а также эксплуатационные характеристики этих продуктов не были должным образом задокументированы. Следует избегать использования пенопласта в зданиях с некачественной кладкой или неконтролируемым повышением влажности.

Настоятельно рекомендуется периодический контроль состояния утепленных каменных стен независимо от добавленного изоляционного материала.

Рисунок 22. Установка как прохладных, так и зеленых крыш в городских условиях.

Установите холодные крыши и зеленые крыши: Холодные крыши и «зеленые крыши» с растительностью помогают уменьшить приток тепла от крыши, тем самым охлаждая здание и окружающую его среду. К классным крышам относятся отражающие металлические крыши, светлые или белые крыши и черепица из стекловолокна с покрытием из отражающих кристаллов. Все эти кровельные материалы отражают солнечное излучение от здания, что снижает приток тепла, что приводит к снижению охлаждающей нагрузки.Холодные крыши, как правило, не практичны в северном климате, где здания получают дополнительный приток тепла от темной крыши в более холодные месяцы. Холодные и зеленые крыши подходят для использования на исторических зданиях только в том случае, если они совместимы с их архитектурным характером, например плоские крыши без видимости. Хорошо видимая крыша белого цвета не подходит для исторических металлических крыш, которые традиционно окрашивались в темный цвет, например, в зеленый или красный оксид железа. Белая светоотражающая крыша лучше всего подходит для исторических зданий с плоской крышей.Например, если у исторического здания шиферная крыша, удаление шифера для установки металлической крыши не подходит. Никогда не следует снимать историческую крышу, если материал находится в хорошем или ремонтопригодном состоянии, чтобы установить прохладную крышу. Однако, если раньше крыша была заменена на крышу из битумной черепицы, черепица из стекловолокна со специальными светоотражающими гранулами может быть подходящей заменой.

Зеленая крыша состоит из тонкого слоя растительности, посаженной над системой гидроизоляции или в лотках, установленных поверх существующей плоской или слегка наклонной крыши.Зеленые крыши в первую очередь полезны в городских условиях, чтобы уменьшить эффект теплового острова в городах и контролировать ливневые стоки. Зеленая крыша также снижает охлаждающую нагрузку на здание и помогает охлаждать окружающую городскую среду, фильтрует воздух, собирает и фильтрует ливневую воду и может обеспечить городские удобства, включая огороды, для жителей здания. Перед установкой зеленой крыши необходимо учитывать влияние повышенных структурных нагрузок, повышенной влажности и возможности утечек.Зеленая крыша совместима с историческим зданием только в том случае, если насаждения не видны над линией крыши, если смотреть снизу.

Вопрос о влажности в изолированных сборках является предметом многочисленных дискуссий. Хотя нет убедительного способа предсказать все проблемы с влажностью, особенно в исторических зданиях, эксперты, похоже, согласны с несколькими основными арендаторами. Наружные материалы в утепленных зданиях становятся холоднее зимой и дольше остаются влажными после дождя. Хотя влажность может не создавать проблемы для прочных материалов, она может ускорить разрушение некоторых строительных материалов и привести к более частому уходу, например, к перекрашиванию древесины или перекрашиванию кирпичной кладки.Проблемы с влажностью летом чаще всего связаны с чрезмерным охлаждением в помещении и использованием внутренней отделки стен, которая действует как замедлитель парообразования (скопление краски или виниловые покрытия для стен). Хорошая герметичность в плоскости потолка обычно контролирует влажность на утепленных чердаках.

Большинство проблем вызвано плохим управлением влажностью, плохой детализацией, которая не позволяет зданию отводить воду, или недостаточным дренажем. Поэтому перед добавлением новых изоляционных материалов необходимо провести тщательную оценку способности здания удерживать нежелательную влагу.Обратитесь к справке по сохранению № 39: Держать линию: контроль нежелательной влаги в исторических зданиях для получения дополнительной информации. Из-за всех неопределенностей, связанных с изоляцией стен, в частности кирпичных стен, может быть целесообразно нанять профессионального консультанта, который специализируется на многих факторах, влияющих на поведение влаги в здании, и может применить этот опыт к уникальным характеристикам здания. особая структура. Сложные инструменты, такие как компьютерное моделирование, полезны для прогнозирования характеристик строительных сборок, но они требуют интерпретации со стороны опытного специалиста, а результаты будут настолько хороши, насколько хороши введенные данные.Важно помнить, что не существует надежных рецептурных мер по предотвращению проблем с влажностью. ⁴

Замедлители образования пара (барьеры): Замедлители пара обычно используются в современном строительстве для управления диффузией влаги в полости стен и на чердаках. Однако для правильной работы пароизоляции они должны быть непрерывными, что затрудняет их установку в существующих зданиях и поэтому, как правило, не рекомендуется. Даже в новом строительстве не всегда показана установка пароизоляции.Раньше рекомендовалось установить пароизоляцию по направлению к нагретой стороне стены (по направлению к внутреннему пространству в холодном климате и по направлению к внешней стороне в жарком климате). Министерство энергетики теперь рекомендует, чтобы, если влага перемещается как внутрь, так и снаружи здания в течение значительной части года, лучше вообще не использовать замедлитель образования пара. ⁵

Альтернативные источники энергии, хотя и не являются предметом внимания данной публикации, более подробно рассматриваются в документе Министра внутренних дел «Стандарты реабилитации и иллюстрированные руководящие принципы устойчивого восстановления исторических зданий » и других публикациях NPS.Устройства, использующие солнечную, геотермальную, ветровую и другие источники энергии для снижения потребления энергии, вырабатываемой ископаемым топливом, часто могут быть успешно включены в реконструкцию исторических зданий. Однако, если изменения или затраты, необходимые для установки этих устройств, не делают их установку экономически целесообразной, покупка электроэнергии, вырабатываемой за пределами площадки, из возобновляемых источников также может быть хорошей альтернативой. Использование большинства альтернативных энергетических стратегий должно осуществляться только после того, как будут реализованы все другие обновления, чтобы сделать здание более энергоэффективным, поскольку их первоначальная стоимость установки обычно высока.

Рис. 23. Солнечные коллекторы, установленные совместимым образом на мониторах с малым наклоном пилообразной формы. Верхнее фото: Нил Мишалов, Беркли, Калифорния.

Солнечная энергия: На протяжении всей истории человек стремился использовать силу солнечной энергии для обогрева, охлаждения и освещения зданий. Строительные методы и стратегии проектирования, в которых используются строительные материалы и компоненты для сбора, хранения и отвода тепла от солнца, называются «пассивным солнечным дизайном».Как обсуждалось ранее, многие исторические здания включают в себя пассивные солнечные элементы, которые следует сохранить или улучшить. Совместимые дополнения к историческим зданиям также предлагают возможности для включения пассивных солнечных элементов. Активные солнечные устройства, такие как солнечные тепловые коллекторы и фотоэлектрические системы, могут быть добавлены к историческим зданиям, чтобы уменьшить зависимость от электроэнергии, поступающей из энергосистемы на ископаемом топливе. Включение активных солнечных устройств в существующие здания становится все более распространенным по мере развития технологий солнечных коллекторов.Однако добавление этой технологии к историческим зданиям должно осуществляться таким образом, чтобы оказывать минимальное влияние на исторические кровельные материалы и сохранять их характер, размещая их в местах с ограниченной видимостью или без нее, т. Е. На плоских крышах под небольшим углом или на вторичный скат крыши.

Солнечные коллекторы, используемые для нагрева воды, могут быть относительно простыми. Более сложные солнечные коллекторы нагревают жидкость или воздух, которые затем прокачиваются через систему для обогрева или охлаждения внутренних помещений.Фотоэлектрические панели (PV) преобразуют солнечную радиацию в электричество. Наибольший потенциал использования фотоэлектрических панелей в исторических зданиях находится в зданиях с большими плоскими крышами, высокими парапетами или конфигурациями крыш, которые позволяют устанавливать солнечные панели, не будучи заметными на видном месте. Возможность установки солнечных устройств в небольших коммерческих и жилых зданиях будет зависеть от затрат на установку, обычных тарифов на электроэнергию и имеющихся стимулов, которые будут меняться в зависимости от времени и местоположения.Те же факторы применимы к использованию солнечных коллекторов для нагрева воды, но установки меньшего размера могут удовлетворить потребности здания, и эта технология имеет значительный послужной список.

Геотермальная энергия: Использование тепла Земли является еще одним легко доступным источником чистой энергии. Наиболее распространенными системами, использующими эту форму энергии, являются геотермальные тепловые насосы, также известные как геообменные, земные, наземные или водные тепловые насосы. Появившиеся в конце 1940-х годов геотермальные тепловые насосы полагаются на тепло от постоянной температуры земли, в отличие от большинства других тепловых насосов, которые используют температуру наружного воздуха в качестве обменной среды.Это делает геотермальные тепловые насосы более эффективными, чем обычные тепловые насосы, поскольку они не требуют резервного электрического источника тепла в течение продолжительных периодов холодной погоды.

Есть много причин, по которым геотермальные тепловые насосы хорошо подходят для использования в исторических зданиях. Они могут значительно снизить потребление энергии и выбросы по сравнению с системами воздухообмена или электрическим резистивным обогревом обычных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Они требуют меньше места для оборудования, имеют меньше движущихся частей, обеспечивают лучшее кондиционирование пространства в зоне и поддерживают более высокий уровень внутренней влажности.Геотермальные тепловые насосы также работают тише, поскольку им не требуются внешние воздушные компрессоры. Несмотря на более высокие затраты на установку, геотермальные системы предлагают долгосрочную экономию при эксплуатации и адаптируемость, что может сделать их выгодным вложением в некоторые исторические здания.

Энергия ветра: Для исторической собственности в сельской местности, где энергия ветра использовалась исторически, установка ветряной мельницы или турбины может быть подходящей для исторической обстановки и экономически эффективной.Прежде чем выбрать установку ветроэнергетического оборудования, необходимо проанализировать потенциальную выгоду и влияние на исторический характер здания, места и окружающей исторической местности. Для эффективной работы турбин необходима средняя скорость ветра 10 миль в час или выше. Эта технология может оказаться непрактичной в более густонаселенных районах, защищенных от ветров, или регионах, где ветры непостоянны. В городах с высокими зданиями есть потенциал для установки относительно небольших турбин на крышах, которые не видны с земли.Однако из-за первоначальной стоимости и размера некоторых турбин, как правило, более практично покупать энергию ветра от ветряной электростанции за пределами площадки через местную коммунальную компанию.

При тщательном планировании можно оптимизировать энергоэффективность исторических зданий без ущерба для их исторического характера и целостности. Нельзя упускать из виду измерение энергоэффективности зданий после завершения улучшений, поскольку это единственный способ проверить, оказали ли обработки желаемый эффект.Постоянный мониторинг зданий и их компонентов после завершения изменений в исторических конструкциях зданий может предотвратить непоправимый ущерб историческим материалам. Это, наряду с регулярным обслуживанием, может обеспечить долгосрочное сохранение нашей исторической застроенной среды и рациональное использование наших ресурсов.

Конечные заметки

1. Джон Криггер и Крис Дорси, «Утечка воздуха», в «Энергия в жилых домах: экономия затрат и комфорт для существующих зданий», .Хелена, Монтана: Управление ресурсами Сатурна, 2004 г., стр. 73.

2. Измерения зимней производительности штормовых окон . Исследование 2002 года, проведенное Национальной лабораторией Лоуренса Беркли.

3. Полевой справочник по передовым методам климатизации Среднего Запада . Подготовлено для Программы помощи Министерства энергетики США по утеплению, май 2007 г., стр. 157.

4. На основе комментариев, предоставленных Уильямом Б. Роузом, архитектором-исследователем, Университет Иллинойса, апрель 2011 г.

5. Министерство энергетики США, Информационный бюллетень по изоляции , DOE / CE-0180, 2008 г., стр.14.

6. Брэдфорд С. Карпентер, P.E., LEED AP и др., Дилемма дизайнера: современные ожидания производительности и исторические каменные стены (доклад, представленный на симпозиуме RCI 2010 по технологии ограждающих конструкций зданий, Сан-Антонио, Техас).

Благодарности

Джо Эллен Хенсли, , старший историк архитектуры, LEED Green Associate, и Антонио Агилар, , старший исторический архитектор, Отдел службы технической консервации, Служба национальных парков, пересмотренный Краткое изложение 3: Сохранение энергии в исторических зданиях , написано Бэрдом М. .Smith, FAIA, опубликовано в 1978 году. Пересмотренное краткое изложение содержит расширенную и обновленную информацию по вопросу энергоэффективности в исторических зданиях. Ряд людей и организаций вложили свое время и опыт в разработку этого краткого обзора, начиная с участников симпозиума за круглым столом «Повышение энергоэффективности в исторических зданиях», Вашингтон, округ Колумбия, 2002 г. Особая благодарность Майку Джексон, FAIA, Агентство по охране исторического наследия Иллинойса; Эдвард Минч, Energy Services Group; Уильям Б.Роуз, архитектор-исследователь, Иллинойский университет; Брэдфорд С. Карпентер, P.E., LEED AP; и Марка Талера, AIA, за технические советы. Рукопись прокомментировали члены Консультативного совета по вопросам устойчивости сохранения исторического наследия, Центр управления историческими зданиями Управления общих служб и наши коллеги из Национального центра технологий сохранения и обучения. Кроме того, профессиональные сотрудники Службы технической консервации, в частности Энн Э. Гриммер, Майкл Дж.Ауэр и Джон Сандор предоставили критическую и конструктивную оценку публикации.

Настоящая публикация подготовлена ​​в соответствии с Законом о сохранении национального исторического наследия 1966 года с внесенными в него поправками, который предписывает министру внутренних дел разрабатывать и предоставлять информацию об исторических объектах. Комментарии к этой публикации следует направлять: Чарльзу Э. Фишеру, менеджеру программы публикаций по технической сохранности, Служба технической сохранности, Служба национальных парков, 1201 Eye Street, NW, 6th Floor, Washington, DC 20005.Эта публикация не защищена авторским правом и может быть воспроизведена без штрафных санкций. Приветствуются обычные процедуры зачисления авторов и Службы национальных парков. Фотографии, использованные в этой публикации, не могут быть использованы для иллюстрации других публикаций без разрешения владельцев.

Декабрь 2011 г.

Карпентер, Брэдфорд С. и др., Дилемма дизайнера: современные ожидания производительности и исторические стены из каменной кладки. Документ, представленный на симпозиуме RCI 2010 по технологии ограждающих конструкций зданий, Сан-Антонио, Техас.

Кавалло, Джеймс. «Использование возможностей энергоэффективности в исторических домах». Бюллетень APT: Журнал Консервационной Технологии. Т. 36, № 4: 19-23, 2005.

ДеВитт, Крейг. Мифы о космосе. ASHRAE Journal, ноябрь 2003 г.: 20–26.

Энергосбережение в традиционных зданиях , English Heritage, март 2008 г.

Джулиано, Мэг, с Энн Стивенсон. Энергоэффективность, возобновляемые источники энергии и сохранение исторического наследия: руководство для комиссий по историческим районам. Портсмут, Нью-Гэмпшир: Планета чистого воздуха-прохлады, 2009.

Гриммер, Энн Э., с Джо Эллен Хенсли, Лиз Петрелла и Одри Т. Теппер. «Стандарты реабилитации и иллюстрированные рекомендации министра внутренних дел по реабилитации исторических зданий». Вашингтон, округ Колумбия: Служба технической сохранности, Служба национальных парков, Министерство внутренних дел США, 2011 г.

Холладей, Мартин. Утепление старых кирпичных построек. Отправлено на сайте Green Building Advisor 12 августа 2011 г.

Информационный бюллетень по изоляции, DOE / CE-0180. Подготовлено для Министерства энергетики США Окриджской национальной лабораторией, 2008 г., по состоянию на 21 февраля 2013 г. http://www.ornl.gov/sci/roofs+walls/insulation/ins_08.html.

Kohler, Christian, et al. Полевая оценка штормовых окон с низким энергопотреблением. Исследование, проведенное Национальной лабораторией Эрнеста Орландо Лоуренса в Беркли, представленное на X Международной конференции «Тепловые характеристики внешних ограждающих конструкций целых зданий», Клируотер-Бич, Флорида, 2-7 декабря 2007 г.

Криггер, Джон и Крис Дорси. «Утечка воздуха» в Энергетика в жилых домах: экономия средств и комфорт для существующих зданий. Хелена, Монтана: Saturn Resource Management, 2004.

Ландсберг, Деннис Р. и Мичел Р. Лорд со Стивеном Карлсоном и Фредериком С. Голднером. Руководство по энергоэффективности для существующих коммерческих зданий: экономическое обоснование для владельцев и менеджеров зданий. Атланта, Джорджия: Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc., 2009.

Лстибурек, Иосиф. Building Science Insights BSI-047: Толстый, как кирпич. Соммервилл, Массачусетс: Building Science Corporation, 2011. По состоянию на 21 февраля 2013 г. http://www.buildingscience.com/documents/insights.

Лстибурек, Джозеф и Джон Кармоди. Справочник по контролю влажности: принципы и практика для жилых и малых коммерческих зданий. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 1994.

Измерения зимней производительности штормовых окон. Исследование 2002 года, проведенное Национальной лабораторией Лоуренса Беркли.

Справочник по погодным условиям Среднего Запада. Подготовлено для Программы помощи Министерства энергетики США по защите от атмосферных воздействий, май 2007 г. По состоянию на 21 февраля 2013 г. http://waptac.com/Technical -Tools / Field Standards-and-Guides.aspx.

Роуз, Уильям Б. Вода в зданиях: Руководство архитектора по влажности и плесени. Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc., 2005.

Роуз, Уильям Б.«Следует ли утеплять стены исторических зданий?» Бюллетень APT: Журнал Консервационной Технологии. Т. 36, № 4: 13-18, 2005.

Седович, Уолтер и Джилл Х. Готхельф. «То, что замена Windows не может заменить: реальная цена удаления старых Windows». Бюллетень APT: Журнал Консервационной Технологии. Т. 36, № 4: 25-29, 2005.

Уэно, Кохта. Моделирование встроенных балок для модернизации внутренней теплоизоляции кирпичной стены: исследовательский отчет — 1201 .Соммервилл, Массачусетс: Building Science Corporation, 2012.

Изоляционные материалы | Министерство энергетики

Полиуретан — это вспененный изоляционный материал, в ячейках которого содержится газ с низкой проводимостью. Изоляция из пенополиуретана доступна в формулах с закрытыми и открытыми ячейками. В пене с закрытыми порами ячейки с высокой плотностью закрываются и заполняются газом, который помогает пене расширяться и заполнять пространства вокруг нее. Ячейки пенопласта с открытыми порами не такие плотные и заполнены воздухом, что придает изоляции губчатую текстуру и более низкую R-ценность.

Как и пенополиизо, R-значение полиуретановой изоляции с закрытыми порами может со временем упасть, поскольку часть газа с низкой проводимостью уходит, а воздух заменяет его, что является явлением, известным как термический дрейф или старение. Наибольший тепловой дрейф происходит в течение первых двух лет после изготовления изоляционного материала, после чего значение R остается неизменным, если только пена не повреждена.

Покрытие из фольги и пластика на панелях из жесткого пенополиуретана может помочь стабилизировать R-значение, замедляя тепловой дрейф.Светоотражающая пленка, если она установлена ​​правильно и обращена к открытому пространству, также может действовать как лучистый барьер. В зависимости от размера и ориентации воздушного пространства это может добавить еще один R-2 к общему тепловому сопротивлению.

Полиуретановая изоляция доступна в виде вспененного жидкого вспененного материала и жесткого пенопласта. Из него также могут быть изготовлены ламинированные изоляционные панели с различными покрытиями.

Нанесение полиуретановой изоляции распылением или вспенением на месте обычно дешевле, чем установка пенопластов, и эти приложения обычно работают лучше, потому что жидкая пена формируется на всех поверхностях.Вся производимая сегодня изоляция из пенополиуретана с закрытыми порами производится с использованием газа, не содержащего ГХФУ (гидрохлорфторуглерод), в качестве вспенивающего агента.

Пенополиуретан низкой плотности с открытыми ячейками использует воздух в качестве вспенивателя и имеет значение R, которое не меняется с течением времени. Эти пены похожи на обычные пенополиуретаны, но более гибкие. В некоторых сортах с низкой плотностью в качестве пенообразователя используется двуокись углерода (CO2).

Пена низкой плотности распыляется в открытые полости стенок и быстро расширяется, герметизируя и заполняя полости.Также доступна медленно расширяющаяся пена, предназначенная для полостей в существующих домах. Жидкая пена расширяется очень медленно, что снижает вероятность повреждения стены из-за чрезмерного расширения. Пена проницаема для водяного пара, остается эластичной и устойчива к впитыванию влаги. Он обеспечивает хорошую герметичность, огнестойкость и не поддерживает пламя.

Также доступны жидкие пенополиуретаны на основе сои. Эти продукты могут применяться с тем же оборудованием, что и для пенополиуретанов на нефтяной основе.

Некоторые производители используют полиуретан в качестве изоляционного материала в конструкционных изоляционных панелях (СИП). Для изготовления СИП можно использовать пенопласт или жидкую пену. Жидкая пена может быть введена между двумя деревянными обшивками под значительным давлением, и после затвердевания пена создает прочную связь между пеной и обшивкой. Стеновые панели из полиуретана обычно имеют толщину 3,5 дюйма (89 мм). Толщина потолочных панелей составляет до 7,5 дюймов (190 мм). Эти панели, хотя и более дорогие, более устойчивы к возгоранию и диффузии водяного пара, чем EPS.Они также изолируют на 30-40% лучше при заданной толщине.

% PDF-1.4 % 4412 0 объект > эндобдж xref 4412 101 0000000016 00000 н. 0000002376 00000 н. 0000002636 00000 н. 0000002702 00000 н. 0000002857 00000 н. 0000004309 00000 н. 0000004862 00000 н. 0000004948 00000 н. 0000005049 00000 н. 0000005157 00000 н. 0000005287 00000 н. 0000005350 00000 н. 0000005412 00000 н. 0000005472 00000 н. 0000005523 00000 п. 0000005696 00000 п. 0000005873 00000 н. 0000006050 00000 н. 0000006081 00000 н. 0000006112 00000 н. 0000006726 00000 н. 0000007963 00000 н. 0000009149 00000 п. 0000009248 00000 н. 0000009283 00000 н. 0000009524 00000 н. 0000009547 00000 н. 0000010734 00000 п. 0000010984 00000 п. 0000012235 00000 п. 0000012448 00000 п. 0000012472 00000 п. 0000023270 00000 п. 0000023478 00000 п. 0000023633 00000 п. 0000023746 00000 п. 0000023770 00000 п. 0000023887 00000 п. 0000024004 00000 п. 0000024118 00000 п. 0000035340 00000 п. 0000135412 00000 н. 0000163126 00000 н. 0000163243 00000 н. 0000163360 00000 н. 0000163474 00000 н. 0000163587 00000 н. 0000163800 00000 н. 0000163954 00000 н. 0000164071 00000 н. 0000164188 00000 н. 0000164302 00000 н. 0000164415 00000 н. 0000164628 00000 н. 0000164782 00000 н. 0000164899 00000 н. 0000165016 00000 н. 0000165130 00000 н. 0000165243 00000 н. 0000165456 00000 н. 0000165610 00000 н. 0000165727 00000 н. 0000165844 00000 н. 0000165958 00000 н. 0000166071 00000 н. 0000166284 00000 н. 0000166438 00000 н. 0000166555 00000 н. 0000166672 00000 н. 0000166786 00000 н. 0000166899 00000 н. 0000167112 00000 н. 0000167266 00000 н. 0000167383 00000 н. 0000167500 00000 н. 0000167614 00000 н. 0000167727 00000 н. 0000167940 00000 н. 0000168094 00000 н. 0000168211 00000 н. 0000168328 00000 н. 0000168442 00000 н. 0000168555 00000 н. 0000168768 00000 н. 0000168922 00000 н. 0000169039 00000 н. 0000169156 00000 н. 0000169270 00000 н. 0000169383 00000 н. 0000169596 00000 н. 0000169750 00000 н. 0000169867 00000 н. 0000169984 00000 н. 0000170098 00000 н. 0000170211 00000 н. 0000170424 00000 н. 0000170578 00000 н. 0000170633 00000 н. 0000170690 00000 н. 0000003024 00000 н. 0000004285 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 4413 0 объект > / Контуры 4418 0 R >> эндобдж 4414 0 объект > эндобдж 4415 0 объект > / Кодировка> >> / DA (/ Helv 0 Tf 0 г) >> эндобдж 4416 0 объект > эндобдж 4511 0 объект > транслировать HUmhe’M_b% w $ w {2 (dRkg-tu) -i6˚rm-: aQ? (* ɆX / \ ׬ D, s

Soak Up the Rain: проницаемый тротуар

Альтернативы традиционному покрытию на наших мощеных поверхностях могут помочь уменьшить сток за счет проникновения дождевой воды и тающего снега.Эти альтернативные материалы, которые включают в себя проницаемый асфальт, проницаемый бетон, блокирующие брусчатку и пластиковую брусчатку, позволяют дождю и таянию снега просачиваться через поверхность в нижележащие слои почвы и гравия. Проницаемые тротуары не только уменьшают сток от дождя, но и помогают отфильтровывать загрязняющие вещества, способствующие загрязнению воды. Проницаемые тротуары также могут снизить потребность в дорожной соли и снизить затраты на строительство жилых и коммерческих зданий за счет уменьшения потребности в некоторых традиционных дренажных устройствах.

Информация о проницаемом покрытии

Проницаемые тротуары, зеленая инфраструктура, Агентство по охране окружающей среды США

Tech Brief: Пористые асфальтовые покрытия с каменными резервуарами, Федеральное управление автомобильных дорог США, 2015 г. (PDF) (11 стр., 963 K, About PDF)
Дает обзор преимуществ, ограничений и применений пористых асфальтовых покрытий с каменными резервуарами. Также обсуждаются соображения по проектированию, строительству и обслуживанию.

---

Местные ресурсы

Коннектикут

Путеводитель для жителей Коннектикута, Департамент энергетики и охраны окружающей среды Коннектикута (PDF) (2 стр., 562 K, о PDF) .

Руководство по ливневым водам Коннектикута, Министерство энергетики и охраны окружающей среды Коннектикута.
Глава 11 содержит информацию о проницаемом покрытии (PDF) (4 стр., 890 K, о PDF).

---

Массачусетс

Пористое покрытие, Набор инструментов для чистой воды, Массачусетс, Руководство по управлению загрязнением из неточечных источников, Департамент охраны окружающей среды Массачусетса

---

Нью-Гэмпшир

Pervious Walkways & Patios Информационный бюллетень «Сделай сам», Руководство домовладельца Нью-Гэмпшира по управлению ливневыми водами, Самостоятельные решения для ливневых вод для вашего дома, Soak Up the Rain Нью-Гэмпшир, март 2016 г. (PDF) (66 стр., 4 МБ , о PDF)
Информационный бюллетень с информацией о размерах, дизайне, установке и обслуживании проходящей пешеходной дорожки или патио см. на стр. 29.

Центр ливневых вод при университете Нью-Гэмпшира
Здесь вы найдете разнообразную информацию о водопроницаемых покрытиях, включая технические характеристики, преимущества качества воды и характеристики в холодном климате.

---

Род-Айленд

Проекты проницаемого покрытия вокруг Род-Айленда, инвентаризация LID, Университет Род-Айленда, Решения для ливневых вод Род-Айленда

Руководство по управлению ливневыми водами штата Род-Айленд для индивидуальной застройки жилого участка на одну семью (PDF) (15 стр., 719 K, о PDF)

---

Вермонт

Pervious Pavement, Департамент охраны окружающей среды штата Вермонт
Иллюстрации и фотографии, а также некоторая основная информация о различных материалах.

Информационный бюллетень о прежнем покрытии, Агентство природных ресурсов Вермонта (PDF) (2 стр., 1,2 МБ, о PDF)
Включает в себя важные компоненты и рекомендации, затраты и техническое обслуживание

Вермонт Руководство по маловоздушной застройке жилых и малых территорий, Департамент охраны окружающей среды штата Вермонт (PDF) (54 стр., 4,7 МБ, о PDF)
Включает обзор преимуществ и ограничений водопроницаемого покрытия.

South Burlington Stormwater Utility Руководство по развитию с низким уровнем воздействия, 2009 (PDF) (78 стр., 4.7 МБ, о PDF)
Руководство включает введение в пористое покрытие, включая критерии проектирования и техническое обслуживание.

Вода | Бесплатный полнотекстовый | Влияние пористых перегородок на энергетические характеристики контактных резервуаров при очистке воды

1. Введение

Из-за урбанизации, увеличения населения и использования энергоемких методов очистки наблюдается тенденция к увеличению стоимости очистки воды в городах. населенные пункты. Последний этап процесса очистки на водоочистной станции — обеззараживание воды химическими веществами в системе контактных резервуаров.Требования к дозам энергии и химикатов в процессе дезинфекции пропорциональны эффективности конструкции контактного резервуара. Использование вертикальных перегородок в резервуаре является распространенной альтернативой конструкции для увеличения времени контакта. На практике традиционные конструкции резервуаров страдают от сильного короткого замыкания и низкого перемешивания из-за образования мертвых зон и областей с высокой скоростью потока в контактной системе. В течение последнего десятилетия исследователи сосредоточили свое внимание на повышении эффективности контактных резервуаров, чтобы снизить не только необходимую дозировку химикатов, которые используются при лечении по соображениям общественного здравоохранения, но и уровень потребления энергии при очистке питьевой воды в городских центрах. .

Гидравлическую эффективность и эффективность перемешивания контактного резервуара можно оценить с помощью индексов, полученных из графиков распределения времени пребывания (RTD) в исследованиях с использованием индикаторов. Коэффициент отражения t ₁₀ / τ может использоваться для оценки гидравлического КПД контактных резервуаров, где t ₁₀ — период времени, в течение которого 10% введенного индикатора необходимо наблюдать на выходе из резервуара, а τ — теоретическое среднее время пребывания, основанное на предположении о поршневом потоке. Для оценки гидравлического КПД контактных резервуаров Демирель и Арал [1] предложили коэффициент объемного КПД, который определяется как отношение объема зоны струи к объему зоны рециркуляции в камере.Было обнаружено, что объемный коэффициент полезного действия, рассчитанный из поля завихренности, можно использовать в качестве индикатора гидравлического КПД без проведения трассерных исследований, что может потребовать трудоемкого вычислительного процесса. Индекс Моррилла (Mo = t90 / t10) и индекс дисперсии (σ¯) также могут использоваться для оценки эффективности перемешивания контактной системы, где t ₉₀ — период времени, в течение которого 90% введенного индикатора наблюдается на выходе из бака. Демирель и Арал [2] предложили индекс AD для систематической оценки как гидравлической эффективности, так и эффективности перемешивания контактной системы, поскольку существующие индексы могут иметь некоторые недостатки и давать запутанные результаты для конкретных условий.Индекс AD определяется как отношение отклонений t90 по отношению к среднему времени пребывания tg. Сравнение характеристик индекса AD с индексом Mo на различных конструкциях резервуаров показало, что индекс AD может быть лучшим индикатором общих характеристик контактного резервуара [3]. Эффективность контактного резервуара можно повысить, изменив перегородку. расстояние [4,5,6,7,8,9,10,11] и конфигурация впуска [5,6,10,11], размещение поворотных лопаток по углам камер [6] и создание тонких прорезей над перегородки [12,13].Как гидравлические характеристики, так и характеристики перемешивания, которые являются двумя прочно связанными механизмами в контактной системе, должны приниматься во внимание при оценке общих характеристик контактной системы. Хотя новая концепция конструкции может повысить гидравлический КПД, эффективность смешивания может быть снижена, а потери энергии, вызванные потоком, могут быть увеличены, что считается общим недостатком для конструкций контактных резервуаров, которые используются на практике. Это создает дилемму для повышения общей эффективности контактной системы.Как также предположили Zhang et al. [14], смешение, полученное за счет увеличения количества перегородок внутри контактного резервуара, было компенсировано потерями на трение из-за дополнительных эффектов стенки. Кроме того, включение поворотных лопаток возле углов и добавление горизонтальных перегородок внутри контактного резервуара снижает эффективный объем смешивания контактной системы. Таким образом, исследователи сосредоточились на разработке идеальной контактной системы, насколько это возможно, для повышения гидравлической эффективности и эффективности смешивания при одновременном сокращении потерь энергии.В последние годы развитие компьютерных технологий позволило более точно анализировать вызванное турбулентностью перемешивание дезинфицирующего средства в контактном резервуаре с использованием методов вычислительной гидродинамики (CFD). Wang et al. [11] выполнили моделирование потока и трассера для различных конструкций контактных резервуаров с использованием различных моделей турбулентности, таких как k-ε, моделирование больших вихрей Смагоринского (LES) и средняя вихревая вязкость. Они сравнили численные результаты с экспериментальными, чтобы показать точность численной модели.Гуальтьери [7] использовал двумерную численную модель для исследования влияния количества перегородок на эффективность различных конструкций резервуаров с одинаковыми размерами и разным количеством перегородок в диапазоне от 5 до 11. Графики RTD, полученные из трассерных исследований. предполагают, что эффективность перемешивания контактного резервуара увеличивается с увеличением количества перегородок. Kim et al. [9] исследовали влияние расстояния перегородки на гидродинамические условия, используя модель LES для моделирования потока и переноса пассивного индикатора.Уилсон и Венаягамурти [15] проанализировали эффективность различных систем дезинфекции, таких как трубопроводная петля, резервуар под давлением и резервуар с перегородками, на основе исследований с использованием индикаторов. Тейшейра и Сикейра [10] изучили пять различных условий потока в диапазоне режимов потока от поршневого потока до полностью смешанной системы, чтобы определить влияние контактной системы на короткое замыкание и смешивание. Angeloudis et al. [5] провели как численные, так и экспериментальные исследования в контактной емкости. Сценарий дезинфекции хлором, описанный кинетической моделью первого порядка, был использован для исследования влияния гидродинамики на процессы дезинфекции.Amini et al. [4] выполнили численное моделирование различных конструкций контактных резервуаров, имеющих разное количество перегородок, чтобы изучить влияние количества перегородок на гидродинамические характеристики системы. Моделирование по шкале Навье-Стокса с усреднением по Рейнольдсу (RANS), проведенное Zhang et al. [16], показали, что увеличение количества перегородок не только улучшает характеристики перегородки контактной системы, но также увеличивает потери энергии из-за эффектов трения. Angeloudis et al. [6] экспериментально и численно исследовали влияние различных конфигураций перегородок на эффективность дезинфекции контактных резервуаров.Арал и Демирель [12] предложили новую конструкцию перегородки для повышения эффективности контактной системы. Результаты численного моделирования показали, что предложенная конструкция перегородки повысила эффективность перемешивания на 51% и снизила энергию, необходимую для движения потока через систему и короткого замыкания, на 51% и 57% соответственно. Ян и др. [17] недавно предложили новую конструкцию контактного резервуара, включающую горизонтальную пористую зону на входе в камеру, и экспериментально показали, что пористая зона может значительно повысить гидравлический КПД контактного резервуара.Трассирующие исследования, проведенные Янгом и соавт. [17] показали, что новый контактный резервуар требует на 33–50% меньше дозы озона для поддержания того же логарифмического уровня инактивации. Однако подробный анализ поля потока, индуцированного пористой перегородкой, не был представлен в экспериментальном исследовании Yang et al. [17]. CFD моделирование потока через пористую среду было новой темой в прибрежной инженерии, мембранных технологиях и разработке систем возобновляемой энергии. Исследователи использовали разные модели для моделирования потока через пористую среду, поскольку универсальный и уникальный подход отсутствует в литературе.Higuera et al. [18] разработали вычислительную модель, основанную на OpenFOAM, для моделирования потока через пористую среду. Численная модель была применена к проблемам прорыва плотины и колебательного потока, и численные результаты были сопоставлены с экспериментальными результатами для оценки точности численной модели. Брито и др. [19] описал растительность поймы как пористую среду и выполнил трехмерное (3D) численное моделирование свободного потока с помощью RANS. Результаты показывают, что предлагаемый подход с использованием пористой среды является подходящим способом моделирования потоков с затопленной растительностью в поймах рек.Domaingo et al. В [20] основное внимание уделялось источникам в уравнениях Эйлера и Навье-Стокса для представления эффектов сопротивления в пористой зоне. Они исследовали соотношение Дарси-Форхгеймера как исходный член в уравнениях Навье-Стокса и разработали метод численной обработки этого члена, который не зависит от схемы пространственной дискретизации. San et al. [21] использовали три различные модели закрытия турбулентности: RNG k-ε, SST k-ω и RSM для исследования характеристик потока вокруг двумерного изолированного пористого ограждения.Они добавили источник импульса к стандартным уравнениям потока жидкости для моделирования ветровой заслонки в соответствии с законом Дарси, чтобы определить оптимальную пористость для минимизации отношения пиковых скоростей. Пак и др. [22] разработали двумерную численную модель, объединяющую уравнения Навье-Стокса, закон Дарси и уравнение массопереноса в моделировании мембранной фильтрации. Они исследовали влияние размеров, пористости и числа Рейнольдса на характеристики мембраны. Целью настоящего исследования является численное исследование влияния пористых перегородок на характеристики потока и транспортировки в широко используемой геометрии контактного резервуара, о которой сообщается в литература.Как показано на рисунке 1, горизонтальные пористые перегородки реализованы на входе в каждую камеру в традиционной конструкции резервуара. Численная модель второго порядка точности используется для моделирования потока и переноса трассера при использовании общедоступного программного обеспечения CFD OpenFOAM [23]. Модель LES используется для моделирования перемешивания консервативного индикатора с жидкостью, вызванного турбулентностью. Горизонтальные пористые перегородки с тремя различными значениями пористости используются для исследования влияния пористости на характеристики перемешивания.Соотношение Дарси-Форхгеймера используется для характеристики потока через пористую среду. На основе исследований индикаторов, которые были проведены для консервативных индикаторов, гидравлическая эффективность и эффективность перемешивания оцениваются с использованием различных индикаторов для каждой пористости. Характеристики пористой зоны, обеспечивающей наилучший КПД, сравниваются с характеристиками недавно разработанной конструкции щелевой перегородки. Потери энергии рассчитываются на основе безразмерного индекса энергоэффективности для оценки эффективности проточной системы, и результаты подробно обсуждаются.

пористых пород | AMNH

Говорят, кровь нельзя получить из камня, и это правда. Но вы, безусловно, можете получить воду через камни — по крайней мере, через некоторые виды камней — и это очень хорошо. Если бы вода не могла течь через скалы, у нас не было бы грунтовых вод, этого бесценного и хрупкого природного ресурса, на который опираются миллиарды людей.

Многие горные породы состоят из крошечных частиц, которые медленно, медленно уплотняются по мере захоронения. Но промежутки — еще более мелкие поры и каналы между частицами — остаются.Вода может течь через эти пространства и задерживаться там. Когда это происходит, горная порода становится частью системы грунтовых вод, или водоносного горизонта , что в переводе с латыни означает «носитель воды».

Rock Solid?

Промежутки между частицами горных пород видны только при большом увеличении; невооруженным глазом камень будет смотреться. . . Скала. Камни, из которых состоят хорошие водоносные горизонты, имеют не только поры, но и взаимосвязанные поры. Эти соединения позволяют грунтовым водам проходить через скалу.

Песчаник: Мелкозернистые породы, такие как песчаник, являются хорошими водоносными горизонтами. Они могут удерживать воду, как губка, и благодаря своим крошечным порам они хорошо фильтруют поверхностные загрязнители.

Доломит: Этот тип породы легко растворяется в слабокислой воде. Подземные пещеры могут развиваться в регионах, где распространены доломит или известняк — вода разъедает скалу.

Гранит: Эта порода состоит из нескольких различных типов кристаллов, которые образуются в расплавленной породе при высоком давлении и температуре.Кристаллы плотно соединены между собой, поэтому гранит не очень пористый.

Когда идет дождь, он осушает

В последнее время инженеры разрабатывают типы бетона и асфальта с порами, имитирующие естественные поверхности.