ВОПРОСЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ.

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

УТЕПЛЕНИЕ КАРКАСНЫХ СТЕН

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ В КОЛОДЦЕВОЙ КЛАДКЕ

УТЕПЛЕНИЕ ШТУКАТУРНЫХ ФАСАДОВ

УТЕПЛЕНИЕ ВЕНТИЛИРУЕМЫХ ФАСАДОВ

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ СКАТНЫХ КРОВЕЛЬ

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ПЛОСКИХ КРОВЕЛЬ

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ФУНДАМЕНТОВ

Реализация мероприятий по повышению энергоэффективности неразрывно связана в первую очередь с учетом затрат на потребляемые энергоресурсы (электроэнергию, мазут, газ, керосин), разработку новых энергосберегающих технологий, строительных материалов и т.д. 

Однако решить проблемы энергоэффективного домостроения только за счет применения традиционных пассивных энергосберегающих технологий и осуществления мероприятий, предусматривающих увеличение теплозащитных свойств наружных ограждающих конструкций зданий, невозможно, поскольку этот ресурс экономии энергоресурсов практически исчерпан. 

Сегодня трансмиссионные теплопотери (потери через наружные ограждающие конструкции) многоэтажных зданий составляют по разным данным примерно одну четверть от общего теплопотребления здания. Оставшиеся три четверти приходятся на вентиляцию и горячее водоснабжение. Приказом Минрегион России от 28.05.2010 г. №262 с 1 января 2011 года установлен уровень энергоэффективности зданий по классу «В» («высокий») за счет применения окон с приведенным сопротивлением теплопередаче 0,56-0,8 м2 °С/Вт. Начиная с 2016 года стройкомплекс должен перейти на использование окон, обладающих еще большей энергоэффективностью (с сопротивлением теплопередаче 1,0-1,05 м2 °С/Вт). 

Программой энергосбережения, принятой Правительством Москвы, установлены новые требования к теплозащите наружных ограждающих конструкций многоквартирных домов: показатели приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен и окон должны составлять 3,5 и 0,8 м2 °С/Вт соответственно. 

 В настоящей статье рассматриваются наиболее распространенные варианты систем наружного утепления фасадов и светопрозрачные конструкции. 

Стены с теплоизоляционными фасадами с тонким штукатурным слоем («мокрые фасады»).

Чаще всего подобные ограждающие конструкции представляют собой стены (основания), выполненные из монолитного железобетона или штучных материалов (ячеистобетонных блоков или кирпича). К стене при помощи клеевого раствора и тарельчатых дюбелей прикрепляют пенополистирольные или минераловатные плиты, на которые после предварительной обработки специальными грунтовками наносят клеевой состав и устанавливают стеклосетку. Подготовленную таким образом поверхность оштукатуривают (толщина штукатурного слоя не превышает 5 мм) и при необходимости производят окраску ПК материалами. В отечественной практике строительства технологии «мокрых» фасадов применяются с конца 90-х годов прошлого столетия. В Германии, откуда они к нам пришли, системы наружного утепления с тонким штукатурным слоем известны около 40 лет. 

С точки зрения теплофизики проблемы рассматриваемых конструкций можно разделить на две группы: связанные с теплозащитой и связанные с влажностным режимом. Проблемы теплозащиты обусловлены наличием теплопроводных включений и воздушной прослойки между стеной и утеплителем, которая может существенно снизить сопротивление теплопередаче конструкции. Теплопроводными включениями являются дюбели, крепящие утеплитель к стене, оконные откосы, балконные плиты, стыки плит утеплителя между собой, зазоры между кладкой и межэтажными плитами (деформационные швы). Влажностный режим рассматриваемых конструкций оказывает существенное влияние на их долговечность. 

Проблемы, обусловленные нарушением влажностного режима, могут возникнуть в местах стыков плит утеплителя, в зоне оконных откосов, около головки дюбеля. В местах переувлажнения штукатурного слоя могут наблюдаться трещинообразование и изменение цвета. Увеличение влажности утеплителя приводит к некоторому снижению теплозащитных свойств конструкции. Приведенное сопротивление теплопередаче рядовой стены (железобетонная стена, на которой при помощи дюбелей с металлическими распорными элементами закреплены минераловатные плиты толщиной 150 мм) с учетом оконных откосов и балконных плит составляет R0np=2,30—2,50 м2 °С/Вт. Коэффициент теплотехнической однородности таких конструкций составляет 0,65-0,70. Данное значение R0np для таких конструкций существенно меньше нормируемого, которое для условий г. Москвы составляет 3,13 м2 °С/Вт, но немного больше минимального, равного для условий г. Москвы 1,97 м2 °С/Вт (СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»). 

Увеличение толщины теплоизоляционного слоя в подобных фасадных системах повлечет за собой изменения всех конструктивных узлов, что вряд ли позволит обеспечить существенное увеличение теплозащиты, в то время как стоимость и трудоемкость конструкции значительно возрастут, а надежность и долговечность снизятся. 


Стены с теплоизоляционными навесными фасадными системами с воздушной прослойкой.

Данная конструкция состоит из стены, утепленной минераловатными плитами, защитно-декоративную отделку которых обеспечивают навесные облицовочные элементы, монтируемые при помощи металлического каркаса. Проблемы обеспечения теплозащитных свойств данных конструкций обусловлены, прежде всего, наличием теплопроводных включений в виде кронштейнов, дюбелей для крепления кронштейнов и утеплителя, оконных откосов, балконных плит, зазоров между плитами на стыках и воздушных прослоек между плитами утеплителя при двухслойном способе утепления. 

Приведенное сопротивление тепло-передаче типовой конструкции, состоящей из кирпичной стены с утеплителем из минераловатных плит толщиной 150 мм и стальными кронштейнами составляет R0np=2,10-2,30 м2 °С/Вт (с кронштейнами из алюминиевого сплава R0 P немного более 2,00 м2 °С/Вт). В обоих случаях R0np меньше нормируемого (3,13 м2 °С/ Вт). Повышение R0: таких конструкций возможно при использовании кронштейнов из коррозионностойкой стали с площадью поперечного сечения не более 1 см2. 

Увеличение же толщины теплоизоляционного слоя сопряжено со значительными сложностями — увеличением числа кронштейнов, увеличением длины кронштейнов и их сечения и т.д., что скажется на повышении стоимости, снижении надежности и долговечности, поэтому представляется нецелесообразным. Для всех рассматриваемых выше конструкций характерным является то, что даже расчетное значение по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» меньше нормируемого. Для достижения нормируемых значений R0 следует не увеличивать толщину теплоизоляции, а уделять основное внимание совершенствованию узлов ограждающих конструкций с целью снижения теплопотерь, а также значительному повышению качества строительных работ, применяемых строительных материалов и технологий. 

Светопрозрачные конструкции.

 К их числу можно отнести окна, витражи, навесные фасадные светопрозрачные конструкции (конструкции, монтируемые на относе от стеновых проемов), атриумы, зенитные фонари и т.д. Значительная часть перечисленных конструкций, кроме окон и витражей, характеризуется тем, что нормативная документация на их производство, монтаж и эксплуатацию отсутствует. 

Потери теплоты через светопрозрачные конструкции по разным данным составляют от 60 до 80% от общих потерь через ограждающие конструкции. Снижения теплопотерь можно добиться, используя конструкции, имеющие достаточно высокие показатели приведенного сопротивления теплопередаче. Однако эти показатели, как правило, имеют пределы, превышение которых нецелесообразно по причине резкого удорожания самих конструкций. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» (п. 5.11) определяет, что в жилых зданиях коэффициент остекленности фасада должен быть не более 18% для жилых и не более 25% для общественных зданий. Приведенное сопротивление теплопередаче окон (кроме мансардных) в этом случае в г. Москве равен 0,54 м2 °С/Вт. Однако очень часто в строительной практике встречаются проекты строительства объектов, коэффициенты остекленности которых достигают 90%. Расчет обоснования повышения R0np для снижения теплопотерь, как правило, не предоставляется и таким образом в проект заведомо закладываются значительные теплопотери на этапе эксплуатации здания. 

Чтобы отсутствие нормативных документов на проектирование, производство, монтаж и эксплуатацию светопрозрачных конструкций не сдерживало процесс их внедрения в российскую строительную практику, Мосгосстройнадзором совместно с другими организациями (Департаментом строительства города Москвы, Москомэкспертизой, Москомархитектурой, ЦНИИЭП жилища, ГУ «Центр «ЭНЛАКОМ», НИИСФ и другими институтами) были разработаны МГСН 4.19-2005 «Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве», а в 2007 году подготовлено и утверждено Положение о технических условиях на проектирование и строительство уникальных высотных и экспериментальных объектов капитального строительства в городе Москве, в которых помимо прочих основных требований, предъявляемых к фасадным конструкциям, установлены минимальные значения R0np =0,65 м2 °С/Вт. Повышение R0np до 0,8 м2 °С/Вт с 1 января 2011 года в г. Москве представляется весьма проблематичным. 

Стремление достичь таких значений приведет к значительному повышению массы готовых конструкций, прежде всего стеклопакетов и кронштейнов крепления готовых конструкций, а в конечном итоге к значительному повышению стоимости готовой продукции. В связи с тем, что навесные фасадные светопрозрачные конструкции монтируются на относе от стеновых проемов, от проектировщиков требуется при разработке узлов примыкания таких конструкций к зданию особое внимание уделять проблеме герметичности. Высокие показатели RQr,p изделия достигаются применением теплого многокамерного профиля и энергоэффективного стеклопакета, в составе которого используются стекла с энергосберегающим покрытием (i-стекпо), а полости между стеклами заполняются инертным газом (аргоном или криптоном). Следует отметить, что при нарушении герметичности вакуумной упаковки, в которой i-стекла поставляются потребителю, характеристики нанесенного на них энергосберегающего покрытия заметно ухудшаются. Через 5-6 дней хранения в цехе в открытом виде эффективность та-кого слоя снижается. Повышение теплотехнических характеристик стеклопакета достигается использованием аргона и криптона в его составе. Однако эффективность инертного газа (долговечность) зависит от качества производства стеклопакетов и в первую очередь от качества герметизирующего слоя. 

Установить факт наличия на поверхности стекла энергоэффективного покрытия, а также присутствия в камерах стеклопакета аргона или криптона можно лишь при помощи специальных приборов, которыми на сегодняшний день не располагают не только строители, но и большинство производителей стеклопакетов и конструкций. Проверить достоверность теплотехнических характеристик оконного блока или витражных конструкций с использованием таких стекол можно только в специализированных лабораториях. Однако контроль готовых блоков (модулей) путем отбора и отправки в лабораторию на объектах не осуществляется. Поэтому вероятность применения в процессе монтажа изделий, не отвечающих требованиям проекта по R0np, очень высока. Федеральным законом «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» установлено, что проверка соответствия вводимых в эксплуатацию зданий, строений, сооружений требованиям энергетической эффективности осуществляется органом государственного строительного надзора при осуществлении государственного строительного надзора (ст. 11, п. 8). Класс энергетической эффективности многоквартирного дома, построенного, реконструированного или прошедшего капитальный ремонт и вводимого в эксплуатацию, а также подлежащего государственному строительному надзору, определяется органом государственного строительного надзора в соответствии с утвержденными уполномоченным федеральным органом исполнительной власти правилами определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов (ст. 12, п.1). Но упомянутые правила на сегодняшний день отсутствуют. Показатель энергоэффективности здания в целом и в сравнении с нормируемым значением устанавливается в энергетическом паспорте по результатам энергетического обследования. Энергетическое обследование здания (ограждающих конструкций) проводится в добровольном порядке, за исключением случаев, оговоренных настоящим Федеральным законом (глава 4, п. 5). В этой связи следует отметить, что для получения более реальных показателей энергоэффективности ограждающих конструкций по результатам тепловизионного обследования следует доработать существующие методики испытаний (в зимний и летний периоды), так как погрешность таких испытаний в 15% является весьма значительной. 

Энергетические паспорта на здания, строения, сооружения, вводимые в эксплуатацию по окончании строительства, реконструкции, капитального ремонта, могут составляться на основании проектной документации (глава 4, п. 9), то есть на основании расчетов проектировщиков и представленных протоколов сертификационных испытаний светопрозрачных конструкций по основным техническим характеристикам (звукоизоляция, сопротивление теплопередаче, светопропускание и т.д.). В таком случае особо остро встает вопрос о достоверности и точности результатов натурных испытаний, проводимых в аккредитованных лабораториях, в связи с тем, что иногда встречаются протоколы разных испытательных лабораторий на однотипную продукцию, где результаты испытаний серьезно разнятся. В данном случае необходимо пересмотреть существующие методики испытаний, что позволит получать более точные и достоверные результаты с минимальной по-грешностью. 

Выводы.

Для решения вопросов энергосбережения зданий и сооружений при строительстве и эксплуатации необходимо: 

1. Основное внимание направить в первую очередь на разработку и реализацию мероприятий по снижению энергозатрат на отопление и вентиляцию. 

2. На федеральном уровне разработать и утвердить нормативно-техническую документацию (своды правил,технические регламенты) на проектирование, производство, монтаж и эксплуатацию фасадных систем теплоизоляции и светопрозрачных конструкций (с учетом высотного домостроения), отвечающих требованиям надежности, долговечности и безопасности, с указанием конкретных мер по решению вопросов энергосбережения при использовании таких конструкций. 

3. Усовершенствовать утвержденные методики испытаний стеновых и светопрозрачных конструкций в аккредитованных лабораториях с целью получения более достоверных показателей основных технических характеристик испытуемого изделия с минимальной погрешностью. 

4. Усовершенствовать существующие утвержденные методики тепловизионного обследования зданий и сооружений, существенно снижающие погрешность измерения (в настоящее время составляет 15%). 5. При проектировании фасадных конструкций разрабатывать узлы примыканий, исключающие (существенно снижающие) теплопотери. 

6. Существенным фактором, влияющим на снижение теплопотерь, является, высокое качество строительных работ. 

7. В целях усиления контроля качества строительных материалов, конструкций и технологий на этапе их использования в договорах должны быть предусмотрены мероприятия по отбору на строительных объектах образцов поставляемых материалов и конструкций с целью их дальнейшей отправки в независимую лабораторию для сравнения полученных показателей с требованиями проекта. 

8. Исключить случаи монтажа фасадов, в том числе светопрозрачных конструкций, при нарушении технологии и последовательности выполнения работ. 

Статья написана по материалам журнала Технологии строительства 1-2(77-78)/2011