Вот вопрос, который возникает сейчас у любого человека, вкладывающего деньги в строительство.
На протяжении последних десятилетий в условиях низких цен на топливо строители обращали основное свое внимание на прочностные характеристики возводимого сооружения и на его внешний вид.
А почему бы и нет? Централизованное теплоснабжение, постоянный рост числа районных котельных покрывали все потребности в отоплении, плата за которое взималась исходя лишь из отапливаемой площади, независимо от потерь. Лозунг архитекторов тех лет - сталь, стекло, бетон - вызывает сейчас легкий озноб.
Ситуация изменилась в считанные годы из-за появления в стране новых отношений между потребителем и производителем: они стали отношением между продавцом и покупателем. И если продавцом энергоресурсов по большому счету является все тоже государство, то покупатель резко ощутил эти изменения. И не просто по увеличению стоимости такого доступного ранее товара - тепла, а по полной зависимости и непредсказуемости цены на него от воли продавца-монополиста.
Поэтому никто не может прогнозировать уровень цен на энергоносители вообще, а в нашей стране особенно. Но в том, что они будут расти, не сомневается наверно никто.
Вот поэтому и целесообразнее потратить средства один раз - сегодня на теплосберегающие материалы и технологии и быть защищенным от затрат на отопление в неизвестно каком завтра. Впрочем, почему только на отопление? Системы кондиционирования в летнее время также требуют в этом случае гораздо меньше затрат, дольше сохраняя прохладу внутри здания. В связи с этим хочется привести некоторые цифры, чтобы не быть голословным.
1июня 1996 года вступили в силу новые требования к теплотехническим показателям ограждающих конструкций (это стены, кровля, окна - все то, что ограждает нас от перепадов температур, влаги, ветра и т.д.). Насколько же выполнение этих требований снизит затраты на отопление? И на сколько превосходят эти требования старые нормативы? Из приведенных таблиц № 3 и № 4 видно, что соблюдая новые правила, нам удается на примере изменения конструкции стен уменьшить общее количество кирпича в полтора раза. При этом величина теплопотерь снижается более чем в три раза. На примере таблицы № 1 и № 2 видно, что устройство хорошей теплозащиты позволяет экономить до 50% энергии, расходуемой на отопление и обогрев здания площадью около 200м2 , затратив 15кВт вместо 30кВт.
Итак, мы выяснили, что уменьшить затраты на отопление можно изменив конструкцию стены. Так какой же она должна быть? Сначала немного теории.
Теплозащитные свойства ограждающей конструкции зависят от ее толщины и коэффициента теплопроводности материала, из которого она построена. Если стена состоит из нескольких слоев (например, кирпич-утеплитель- кирпич), то ее термическое сопротивление будет складываться из коэффициентов теплопроводности, которые приведены в таблице № 3.
Однослойные кирпичные или шлакобетонные стены толщиной 500-650 мм обеспечивают уровень теплозащиты, как выяснилось, приблизительно в три раза меньше требуемой. Высокими характеристиками, соответствующими современным требованиям, обладают трехслойные ограждения, где между наружными и внутренними стенами, соединенными гибкими связями в виде защищенных от коррозии арматурных или стеклопластиковых стержней или каркасов, уложенные в горизонтальные швы кладки, помещен слой теплоизолирующего материала.
Если материал стенок, обеспечивающих прочность конструкции, вопросов не вызывает и достаточно традиционен (кирпич, стеновые панели, шлакоблоки). То материал, идущий на утепление, весьма разнообразен как по виду (маты, плиты, рулоны) так и по названиям, изготовителю и цене. Мягкий пористый утеплитель из минеральной ваты или стекловолокна удобен при заполнении полостей сложной конфигурации, а твердые утеплители, в виде плит определенных размеров (пенопласт, пеноизол, пенополиуретан), более технологичны. Все подобные материалы не горючи, пожаробезопасны, высокогигиеничны. Различаются пористые теплоизоляционные материалы и по назначению: одни больше подходят для утепления трубопроводов и резервуаров в промышленном строительстве. Другие - для внутренних перегородок здания или изготовленные с элементами парозащиты для использования в вентилируемых фасадах. Помимо того, что подобные материалы хорошо сохраняют нужную температуру внутри помещений, они являются отличным звукоизолятором, повышая комфортность и качество жилья. Что касается коэффициента теплопроводности, то он у всех материалов подобного рода аналогичен (таблица № 4). Необходимо лишь заметить, что коэффициенты теплопроводности пористых минеральных утеплителей, даны для их сухого состояния и при эксплуатации в районах средней полосы при естественной влажности их значение необходимо увеличивать примерно в полтора раза.
В помещении, где колебания температуры нечасты и невелики (жилой дом), утеплитель располагают ближе к наружной поверхности, защищая его от атмосферной влаги пленками, а от осадков - сайдингом, вагонкой или другими покрытиями, обеспечивающими защиту стены.
Стены здания, используемого от случая к случаю (мастерские, подсобные помещения, бани) для уменьшения количества тепла и времени, затрачиваемого на его обогрев, требует иного расположения утеплителя — как можно ближе к внутренней стороне. В этом случае уменьшается количество энергии, идущей на прогрев основного массива стены, материала который потребляет тепла в 15 — 20 раз больше, чем тонкий слой утеплителя. В случае подобной конструкции следует обязательно предусмотреть хорошую внутреннюю пароизоляцию утеплителя, так как влажность внутри помещения всегда выше, чем снаружи. В любом случае во всех помещениях здания необходимо предусмотреть вентиляцию, обеспечивающую достаточный воздухообмен в объемах не меньших, чем требуют санитарные нормы.
Однако многослойным ограждающим конструкциям присущи и некоторые недостатки, снижающие их эффективность.
Поэтому, применение многослойных конструкций в строительстве целесообразно именно при реконструкции существующих зданий и сооружений, не отвечающих возросшим требованиям теплотехнических норм.
И тем не менее для многослойных ограждающих конструкций характерна большая трудоемкость возведения и малая воздухопроницаемость, теплотехническая неоднородность и, наконец, возможность конденсации влаги между разнородными слоями такой стены — все это серьезный недостаток многослойных композиций.
Теплотехническая однородность однослойных ограждений в 1.3-1.5 раз больше, чем в многослойных.
Кроме того, проблема долговечности различных типов утеплителей в многослойных ограждающих конструкциях недостаточно изучена.
Поэтому современное капитальное строительство развивается именно по пути возведения не многослойных, а однослойных ограждающих конструкций.
Из современных строительных материалов, имеющих высокие показатели теплосопротивления, малый объемный вес и, поэтому являющихся оптимальным материалом для возведения теплоэффективных однослойных ограждающих конструкций, можно отметить ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон) и бетоны на легких заполнителях (полистиролбетон, вермикулитобетон). Для этих материалов характерно, что при средней плотности 600кг/м3 коэффициент теплопроводности в среднем составляет 0.14-0.145 Вт/ (м*Со), что позволяет создавать ограждающие конструкции, обеспечивающие требуемое теплосопротивление при умеренной толщине наружных стен.
Итак, рассмотрев основные виды энергосберегающих материалов, применяемых в современном строительстве, можно выделить наиболее целесообразную область применения этих видов. При реконструкции существующих зданий, несмотря на значительные трудозатраты, наиболее перспективным представляется использование утеплителей на основе пенополистирола и волокнистых минеральных плит. Однако при капитальном строительстве, либо при сложных реконструкциях зданий (например надстройка дополнительного этажа, устройство мансарды и т.д.), целесообразно применение однослойных ограждающих конструкций на основе теплоэффективных строительных материалов (пенобетон, газобетон, полистиролбетон).
|
Элементы | Стены | Окна | Кровля | Пол | Двери | Затраты тепла на вентиляцию | Требуемая мощность системы отопления |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Теплопотери Ст |
12400 | 6734 | 4164 | 1917 | 1144 | 3655 | 29945 |
Элементы конструкции здания | Стены | Окна | Кровля | Пол | Двери | Затраты тепла на вентиляцию | Требуемая мощность системы отопления |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Теплопотери Ст |
3517 | 5142 | 1116 | 1154 | 830 | 3656 | 14345 |
| Наименование конструкции | Сопротивление теплопередачи R, м Со/Вт | Величина теплопотерь, Вт/м, через ограждения при t = 20оС и t = - 28оС |
|---|---|---|
| Стена из обыкновенного глиняного кирпича толщиной 510 мм на цементно-песчаном растворе с внутренней и наружной штукатуркой |
0.85 | 56.5 |
| Деревянная стена толщиной 200мм |
1.27 | 37.8 |
| Трехслойная кирпичная стена из обычного глиняного кирпича толщиной 380 мм с утеплением плитами из минеральной ваты «Лайт баттс» толщиной 120 мм |
3.2 | 15 |
|
Материал | Плотность, кг/м3 | Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, Вт/м оС |
|---|---|---|
| Кладка из глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе | 1800 | 0.55 |
| Железобетон | 2500 | 1.69 |
| Древесина | 500 | 0.09 |
| Плиты из минеральной ваты | 40 - 110 | 0.038 - 0.047 |
| Полистиролбетон | 150 - 600 | 0.055 — 0.145 |
| Неавтоклавный пенобетон |
300 - 1200 | 0.08 — 0.38 |
Авторы серии статей «Строительная лоция» сотрудники МП «ТЕХПРИБОР» Векслер М.В.
Липилин А.Б.
