Энергоаудит и мероприятия по улучшению теплофизических свойств строительных конструкций.

Анализ опыта различных стран в решении проблемы энергосбережения свидетельствует, что одним из наиболее эффективных путей ее решения является сокращение потерь тепла через ограждающие конструкции зданий и сооружений. Расчеты показывают, что потребность только жилищного сектора строительства в эффективных утеплителях в 2010 году может составить 25-30 млн. м³ и должна быть удовлетворена , в основном, за счет отечественных материалов.

Независимо от основного материала стен, их конструкция должна быть слоистой с использованием эффективного утеплителя для теплозащиты. Для строящихся зданий можно применять эффективные утеплители, как на минеральной основе, так и на синтетической основе.

Говоря о панельных конструкциях, следует отметить, что новым теплотехническим требованиям в полной мере соответствую только трехслойные панели с гибкими связями или с железобетонными шпонками.

В многоэтажных зданиях рекомендуется применять трехслойные кирпичные стены с поэтажно навесным фасадным слоем, либо целиком навесные наружные стены.

Проблему существующих зданий технически можно решать путем их утепления либо с наружной, либо с внутренней стороны. Устройство дополнительной теплоизоляции зданий защищает стену от попеременного замерзания, оттаивания и других атмосферных воздействий; выравнивает температурные колебания основного массива стены, благодаря чему исключается появление в нем трещин вследствие неравномерных температурных деформаций, что особенно актуально для наружных стен из крупных панелей; благоприятствует увеличению долговечности несущей части наружной стены; сдвигает точку росы во внешний теплоизоляционный слой, благодаря чему исключается отсыревание внутренней стены, создает благоприятный режим работы стены по условиям ее проницаемости, исключающей необходимость устройства специальной пароизоляции, в том числе на оконных откосах, что требуется в случае внутренней теплоизоляции; не уменьшает площадь помещений; обеспечивает возможность утепления зданий без создания дискомфортных условий проживания жильцов.

Переход на новые теплотехнические нормативы не сопряжен со значительным удорожанием стен вновь строящихся зданий. В панельных конструкциях это достигается за счет замены дорогого керамзитобетона более дешевым тяжелым бетоном, а в кирпичных стенах - за счет уменьшения их толщины. При этом имеет место небольшое удорожание наружных стен на 0,5-1,5%. Однако экономия тепла составляет 30-35%.

Стоимость утепления наружных стен существующих зданий в значительной степени зависит от принятого конструктивного варианта. Наиболее дешевым является вариант утепления с оштукатуриванием фасадных поверхностей (19 у.е./м² общей площади), при облицовке же кирпичом стоимость работ по утеплению возрастает на 30 %, а при применении декоративных экранов («вентилируемый фасад») стоимость увеличивается в 1,8-2 раза.

Расчеты показывают, что за счет экономии тепла повышение единовременных затрат во вновь строящихся зданиях окупается в течение 7-8 лет, а в существующих домах - в течение 12-15 лет.

При эксплуатации жилого здания потери тепла составляют примерно через наружные стены - 40%, окна - 18, подвал - 10, крышу - 18, вентиляцию - 14. Понятно, что при строительстве и реконструкции зданий проблему теплосбережения необходимо решать комплексно, уделяя особое внимание ограждающим конструкциям.

При рассмотрении энергосберегающей конструкции стен ясно, что основным элементом в повышении сопротивления теплопередаче стен являются сама стена и утеплитель, которые в настоящее время могут быть выполнены из разных материалов.

Основой промышленности теплоизоляционных материалов является производство теплоизоляционных изделий из минеральной ваты.

Наиболее широко применяются в тепловой изоляции зданий такие волокнистые утеплители, как плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем, а также изделия из стеклянного волокна.

Важным элементом волокнистых утеплителей является качественное и экологически безопасное связующее.

К новым волокнистым теплоизоляционным материалам следует отнести пластмигран. Пластмигран представляет собой материал, в составе которого находятся минераловатные гранулы и пыль полистирола. Эта смесь помещается в перфорированную металлическую форму любой конфигурации и продувается паром. Вспенивающаяся полистирольная пыль прочно стягивает стекловолокно. К волокнистым теплоизоляционным материалам, получаемым развитие в России в последние годы, следует отнести стекловолокно и рулонные материалы – термозвукоизол.

Пенопластыпредставляют собой вторую основную группу теплоизоляционных материалов. Сюда относят пенополистирол, пенополиуретаны, фенолформальдегидные и карбомидформальдегидные пенопласты.

По сравнению с волокнистыми утеплителями, пенопласты применяются в значительно меньших объемах. Однако в последние годы в связи с изменением требований к термическому сопротивлению ограждающих конструкций объем производства пенопластов значительно возрос и продолжает расти. Это, в первую очередь, обусловлено значительно меньшими в сравнении с другими утеплителями удельными капитальными затратами на реализацию их производства.

Наиболее широко применяемый в отечественном строительстве пенопластом являются пенополистирол.

Кроме заливочных пенополиуретанов заводского изготовления достаточно широко применяются напыляемые композиции.С их помощью производят теплоизоляцию ограждающих конструкций жилых и общественных зданий.

Продукция наиболее высокого качества представлена на российском рынке зарубежными производителями: «Thermaflex» (вспененный полиэтилен). «Armstrong» (вспененный синтетический каучук). Такой теплоизоляционный материал поставляется в виде полых труб, готовых для монтажа или в виде листового материала, свернутого в рулоны. Основными достоинствами этой продукции являются низкая теплопроводность (0,033-0,039 Вт/(м К) при 10 С), высокое сопротивление проникновению пара и стабильность всех теплофизических характеристик в период эксплуатации.

В отечественной и зарубежной промышленности, а также в строительстве все большее развитие получают теплоизоляционные материалы с отражающим покрытием (отражающая изоляция). Среди них наибольшее применение получили следующие материалы: пенофол, армофол, самоклеющаяся алюминиевая лента и др.

Пенофол – это тепло-, шумо- и пароизоляционный материал с высоким коэффициентом отражения излучаемой тепловой энергии. Он состоит из одного или двух слоев алюминия толщиной 12-30 мкм и слоя вспененного полиэтилена. Плотность материала – 44 кг/м³, толщина – 3-10 мм, ширина – 600 и 1200 мм, теплопроводность – 0,038 Вт/(м К). Пенофол повышает теплозащитные свойства конструкции без увеличения их объема. Он используется как в качестве самостоятельной теплозвукоизоляции, так и совместно с другими теплоизоляционными материалами.

Эффективный утеплитель марки фольмапредставляет собой комбинированный материал на основе вспененного полиэтилена, стеклохолста или стеклоткани с покрытием из алюминиевой фольги. Материал характеризуется экологической чистотой, минимальными теплопотерями при небольшой толщине, устойчивостью к воздействию солнечного излучения, звукопоглощаемой способностью, не подвержен коррозии и гниению.

Результаты обследования и эксплуатации теплоизолированных объектов показывают, что срок службы изоляции, в первую очередь, зависит от того, насколько надежна защищена сама тепловая изоляция от внешних воздействий, как решена вся теплоизоляционная конструкция.

В настоящее время в изоляционных конструкциях применяются различные виды защитных покрытий. Это листовые покрытия из оцинкованной стали, алюминиевых сплавов, рулонные и листовые стеклопластики, стеклоцемент и др.

Применение того или иного вида защитного покрытия определяется условиями эксплуатации утеплителя. Вместе с тем, необходимо учитывать безопасность зданий, их долговечность, стабильность теплотехнических и физических свойств во всем периоде их эксплуатации. Массовое применение теплоизоляционных материалов в гражданском, сельском и промышленном строительстве резко уменьшает потребность в традиционных строительных материалах, сокращает грузопотоки, энергозатраты на строительно-монтажные операции.

Так, 1 м³ минераловатного утеплителя в конструкции стены равноценны по теплоизолирующим свойствам 3000 штукам глиняного кирпича. На реализацию производства равного по теплозащитным свойствам кирпича капвложения в 7 раз больше, чем для утеплителя, а масса готовой продукции больше в 20 раз. В пересчете на условное топливо для производства 1 м³ минераловатных изделий требуется 50 кг условного топлива, для производства 1 т цемента - 250 кг, 1 м³ керамзита - 150 кг, для 3000 штук кирпича - 1000 кг.

Мировой опыт подтверждает, что наращивание объемов производства и применение теплоизоляционных материалов ведет к значительному сокращению потребления тепла как в сфере производства строительных материалов и в строительных работах, так и в сфере эксплуатации объектов гражданского и промышленного строительства.

Организация производства достаточного количества теплоизоляционных материалов для всех видов зданий может в значительной степени снизить объем инвестиций в развитие производства строительных материалов, строительство и развитие топливно-энергетической базы.

Расчеты показывают, что энергоэффективное строительство с использованием современных теплоизоляционных материалов, включая затраты на разработку и строительство заводов, в три-четыре раза эффективнее, чем традиционное строительство, ведущее к энергоемкому производству строительных материалов, освоению новых месторождений топлива, его добыче, транспортировке, переработке и сжиганию.