Как минимизировать теплопотери
Доклад "Рациональные технологические и организационные решения при производстве работ по санации зданий", сделанный 26 июня аспирантом НИПТИС Д. Дубовиком на организованном и проведенном институтом семинаре "Опыт и перспективы комплексного решения проблем энергосбережения при строительстве и реконструкции жилого фонда" - это и краткое описание разработанного в НИПТИС системного подхода к повышению комфортности зданий, и сведение воедино ряда положений и, если угодно, озвученная технологическая карта.
Известно, что жилищный фонд РБ, возведенный в основном в послевоенное время, имеет низкую энергоэффективность по сравнению с жильем, построенным в ряде развитых стран с аналогичными климатическими условиями. Основными причинами столь разительного отличия являются низкая теплозащита ограждающих конструкций (речь идет и о столярных изделиях), нерациональные архитектурно-планировочные решения жилых домов, большие и непроизводительные потери в сетях теплоснабжения и отопления, отсутствие регулирования теплопотребления, недостаток приборов учета расхода газа, холодной и горячей воды, все еще низкие тарифы на энергоресурсы, не стимулирующие экономного их расхода, а также несовершенство инженерного оборудования.
Жилищный сектор является одним из крупнейших потребителей энергии, и решение проблем энергосбережения позволит существеннно снизить потребление первичного топлива в стране.
В странах Западной Европы уже более 20 лет ведется непрерывная работа по энергосбережению в жилищно-комунальном хозяйстве. Там решение этой проблемы является одним из основных направлений повышения эффективности экономики и возведено в ранг государственной политики. Поэтому там сложилась специальная подотрасль стройиндустрии, связанная с производством элементов утепления зданий, а также соответственно специальные подразделения, выполняющие эти работы.
В результате проделанной в течение последних 20 лет работы по утеплению существующих зданий в целом в странах Западной Европы расход на их отопление сократился на 40-50% и составляет около 45-50 кВт•ч/м 3 в год, в то время как удельное потребление тепла на обогрев жилых зданий в РБ составляет от 80 до 120 кВт•ч/м 3 в год.
Тепловая энергия, поступающая в систему отопления, теряется через ограждения, проемы и с вентиляцией помещений. Теплопотери через стены составляют 42-49% от общего количества, через окна - 32-35%, через подвальные и чердачные перекрытия - 11-18%, через входные двери - 5-8%.
Таким образом, для того, чтобы реально сократить потери тепла в здании, необходимо выполнить комплекс мероприятий по утеплению всех видов ограждающих конструкций, а не отдельных их видов.
Расчеты показали, что проведение комплекса энергосберегающих мероприятий в существующих зданиях при их модернизации и утеплении обеспечивает снижение расходов энергоресурсов в среднем на 45- 50% по сравнению с исходным уровнем.
Организация работ по утеплению зданий
Подход к утеплению зданий, разработанный в НИПТИС, основывается на разработке организационно-технических мероприятий по утеплению здания в целом и доведению его энергетических параметров до расчетных, определяемых проектом.
При этом основное внимание обращается на разработку ресурсосберегающих технологий, применимых в стесненных условиях жилых микрорайонов городов, и методов работ, выполняемых без нарушения функционирования утепляемых объектов.
Организация работ по утеплению может быть разделена на три вида работ: утепление жилых и общественных зданий без выселения жильцов и прекращения их эксплуатации на время ремонта, утепление жилых и общественных зданий с выселением жильцов и прекращением их эксплуатации, утепление строящихся зданий, энергетические характеристики которых не соответствуют требуемым.
Методы утепления фасадов
Основная масса стен эксплуатируемых зданий подразделяется на кирпичные, блочные, панельные и монолитные.
Толщина наружных кирипичных стен чаще всего составляет 51 см. Коэффициент теплопередачи составляет около 1 Вт/(м 2•°К).
Коэффициент теплопередачи стен полносборных крупнопанельных зданий первых массовых серий в зависимости от конструкции панели и года строительства составляет от 0,65 до 1,0 Вт/(м 2•°К).
Конструктивно-технологичес-кие методы утепления стен подразделяются на три группы.
Облицовка фасадов плитами утеплителя с последующим оштукатуриванием - метод, наиболее широко применяемый на сегодняшний день как в странах дальнего зарубежья, так и на постсоветстком пространстве. Технологический процесс включает подготовку фасада специальными очищающими и штукатурными составами, приклеивание минераловатных или полистирольных плит, нанесение армирующих паст с заделкой в слой пасты армирующих сеток и выполнение защитно-декоративных штукатурных работ. Особенностью метода являются жесткие требования, предъявляемые к используемым материалам по их совместимости и взаимодействию в конструкции. При выполнении работ заказчик обязательно должен использовать комплекты материалов, предоставляемые ему поставщиком системы. Следует помнить, что разработчики подобных систем, как правило, комплектуют их маловажными, на первый взгляд, деталями (выравнивающие и уплотняющие прокладки, армирующие и угловые накладки, декоративно-конструктивные столики, карнизы, сливы). Замена отдельных элементов часто ведет к ухудшению характеристик самих конструкций, утепления в целом. Одним из минусов данной группы методов является неприменимость их при температуре наружного воздуха ниже +5 оС. Непрерывность таких процессов, как мокрое оштукатуривание, обусловливает значительную площадь средств подмащивания и необходимость возведения лесов по всему периметру здания. Не рекомендуется в данном случае применение локальных средств подмащивания в виде люлек и вышек. Развертывание санационных фасадных работ широким фронтом определенным образом воздействует на инфраструктуру городских районов. Обостряются проблемы охраны имущества жильцов и организаций. Поэтому данные работы лучше совмещать с капитальным ремонтом объектов, на время которого эксплуатация их прекращается.
Облицовка фасадов "на относе" менее распространена в РБ, чем за рубежом. В этом случае утеплитель крепится к стене механическим способом, а применяемая жесткая облицовка устраивается на специальных каркасах с образованием зазора между плитой утеплителя и облицовкой. Образовавшийся зазор позволяет избежать увлажнения утеплителя за счет интенсификации воздухообмена. Наиболее проработанным на сегодняшний день является вариант с облицовкой мелкоштучными бетонными плитами. Все необходимые компоненты выпускаются на территории РБ; Достоинствами данной группы методов являются простота, доступность применяемых материалов, долговечность (в случае применения металлокаркасов) и относительно низкая стоимость. Данный вид утепления может выполняться в любое время года и, что также немаловажно, в условиях РБ. Отсутствие клеевых соединений позволяет избегать особо тщательной подготовки поверхности фасада и делает срок службы утепляющих конструкций сопоставимым со сроком службы здания. Особенно незаменимы подобные методы при облицовке фасадов сложных форм. С организационно-технологической точки зрения методы привлекательны отсутствием мокрых процессов, а также возможностью разбивки фронта работ на участки любых размеров и организации поточных методов производства работ. Утепление может выполняться силами небольших звеньев с применением люлек и вышек, что позволяет избегать выгораживания больших площадей и создания приобъектных складов и городков.
Нанесение монолитного утеплителя способом торкретирования предусматривает предварительное крепление к стенам здания металлических сеток или каркасов. Наиболее целесообразно применять данную группу методов при толщине утеплителя до 120 мм. Толщина эта определяется прежде всего теплотехническим расчетом, а также характеристиками самого утеплителя. При толщине до 120 мм нет необходимости в устройстве стальных каркасов или опалубки. При большей толщине возрастают трудоемкость и, следовательно, стоимость работ. Данная технология должна развиваться в направлении применения более эффективных утеплителей. Сегодня НИПТИС совместно с НИИСМ активно ведет исследования возможности применения в качестве монолитного утеплителя вспененного пенополиуретана. Характеристики полученного материала позволяют говорить о дальнейшем развитиии данной группы методов на территории РБ.
Методы утепления покрытий (имеются в виду как утепление чердачных перекрытий, так и утепление кровли), а также методы утепления зданий ниже нулевой отметки (утепление наружной стороны цоколя, утепление полов первого этажа и утепление низа подвального перекрытия) принципиально мало чем отличаются от вышеизложенных методов утепления фасадов (те же термошуба, относ и торкретирование).
Методы утепления столярных изделий включают ремонт и замену окон. Необходимо помнить, что нормативное значение термического сопротивления окон не должно быть менее 0,6 м 2•°К/Вт. Если термическое сопротивление оконных блоков, которые долгое время находились в эксплуатации, недостаточно, необходимо их менять.
Утепление балконов и лоджий предусматривает реконструк цию балконов с преобразованием их в теплые остекленные лоджии. Существующие архитектурно-конструкторские решения предусматривают возведение боковых стен и являются достаточно громоздкими. Реконструкция балконов должна быть выполнена до начала цикла работ по общему утеплению фасадов. Вновь полученные ограждающие конструкции балконов утепляются совместно с фасадами. Для наиболее рационального решения утепления балконов должны быть разработаны легкие, эффективные, негорючие и быстромонтируемые ограждающие конструкции. Должны быть решены узлы сопряжения и технологии, использующие несущую способность консольных балконных плит.
Работы по утеплению лоджий в основном не представляют затруднений. Проемы закрываются стеклопакетами, наружные стены утепляются при производстве цикла работ по общему утеплению фасадов.
Особое внимание должно уделяться утеплению входных дверей.
Входные тамбуры должны утепляться по внутренней поверхности стены оклеечной теплоизоляцией с обязательным армированием двумя слоями стеклосетки. Декоративная отделка должна гармонировать с общей внутренней отделкой подъездов.
В случаях, если такое утепление невозможно, следует создавать дополнительные наружные тамбуры с наружным утеплением. Существующие входные двери должны обеспечивать воздухопроницаемость в установленных пределах, в противном случае необходима их замена. Выбор толщины и вида утеплителя для тамбуров определяется отдельным теплотехническим расчетом.
Известно, что жилищный фонд РБ, возведенный в основном в послевоенное время, имеет низкую энергоэффективность по сравнению с жильем, построенным в ряде развитых стран с аналогичными климатическими условиями. Основными причинами столь разительного отличия являются низкая теплозащита ограждающих конструкций (речь идет и о столярных изделиях), нерациональные архитектурно-планировочные решения жилых домов, большие и непроизводительные потери в сетях теплоснабжения и отопления, отсутствие регулирования теплопотребления, недостаток приборов учета расхода газа, холодной и горячей воды, все еще низкие тарифы на энергоресурсы, не стимулирующие экономного их расхода, а также несовершенство инженерного оборудования.
Жилищный сектор является одним из крупнейших потребителей энергии, и решение проблем энергосбережения позволит существеннно снизить потребление первичного топлива в стране.
В странах Западной Европы уже более 20 лет ведется непрерывная работа по энергосбережению в жилищно-комунальном хозяйстве. Там решение этой проблемы является одним из основных направлений повышения эффективности экономики и возведено в ранг государственной политики. Поэтому там сложилась специальная подотрасль стройиндустрии, связанная с производством элементов утепления зданий, а также соответственно специальные подразделения, выполняющие эти работы.
В результате проделанной в течение последних 20 лет работы по утеплению существующих зданий в целом в странах Западной Европы расход на их отопление сократился на 40-50% и составляет около 45-50 кВт•ч/м 3 в год, в то время как удельное потребление тепла на обогрев жилых зданий в РБ составляет от 80 до 120 кВт•ч/м 3 в год.
Тепловая энергия, поступающая в систему отопления, теряется через ограждения, проемы и с вентиляцией помещений. Теплопотери через стены составляют 42-49% от общего количества, через окна - 32-35%, через подвальные и чердачные перекрытия - 11-18%, через входные двери - 5-8%.
Таким образом, для того, чтобы реально сократить потери тепла в здании, необходимо выполнить комплекс мероприятий по утеплению всех видов ограждающих конструкций, а не отдельных их видов.
Расчеты показали, что проведение комплекса энергосберегающих мероприятий в существующих зданиях при их модернизации и утеплении обеспечивает снижение расходов энергоресурсов в среднем на 45- 50% по сравнению с исходным уровнем.
Организация работ по утеплению зданий
Подход к утеплению зданий, разработанный в НИПТИС, основывается на разработке организационно-технических мероприятий по утеплению здания в целом и доведению его энергетических параметров до расчетных, определяемых проектом.
При этом основное внимание обращается на разработку ресурсосберегающих технологий, применимых в стесненных условиях жилых микрорайонов городов, и методов работ, выполняемых без нарушения функционирования утепляемых объектов.
Организация работ по утеплению может быть разделена на три вида работ: утепление жилых и общественных зданий без выселения жильцов и прекращения их эксплуатации на время ремонта, утепление жилых и общественных зданий с выселением жильцов и прекращением их эксплуатации, утепление строящихся зданий, энергетические характеристики которых не соответствуют требуемым.
Методы утепления фасадов
Основная масса стен эксплуатируемых зданий подразделяется на кирпичные, блочные, панельные и монолитные.
Толщина наружных кирипичных стен чаще всего составляет 51 см. Коэффициент теплопередачи составляет около 1 Вт/(м 2•°К).
Коэффициент теплопередачи стен полносборных крупнопанельных зданий первых массовых серий в зависимости от конструкции панели и года строительства составляет от 0,65 до 1,0 Вт/(м 2•°К).
Конструктивно-технологичес-кие методы утепления стен подразделяются на три группы.
Облицовка фасадов плитами утеплителя с последующим оштукатуриванием - метод, наиболее широко применяемый на сегодняшний день как в странах дальнего зарубежья, так и на постсоветстком пространстве. Технологический процесс включает подготовку фасада специальными очищающими и штукатурными составами, приклеивание минераловатных или полистирольных плит, нанесение армирующих паст с заделкой в слой пасты армирующих сеток и выполнение защитно-декоративных штукатурных работ. Особенностью метода являются жесткие требования, предъявляемые к используемым материалам по их совместимости и взаимодействию в конструкции. При выполнении работ заказчик обязательно должен использовать комплекты материалов, предоставляемые ему поставщиком системы. Следует помнить, что разработчики подобных систем, как правило, комплектуют их маловажными, на первый взгляд, деталями (выравнивающие и уплотняющие прокладки, армирующие и угловые накладки, декоративно-конструктивные столики, карнизы, сливы). Замена отдельных элементов часто ведет к ухудшению характеристик самих конструкций, утепления в целом. Одним из минусов данной группы методов является неприменимость их при температуре наружного воздуха ниже +5 оС. Непрерывность таких процессов, как мокрое оштукатуривание, обусловливает значительную площадь средств подмащивания и необходимость возведения лесов по всему периметру здания. Не рекомендуется в данном случае применение локальных средств подмащивания в виде люлек и вышек. Развертывание санационных фасадных работ широким фронтом определенным образом воздействует на инфраструктуру городских районов. Обостряются проблемы охраны имущества жильцов и организаций. Поэтому данные работы лучше совмещать с капитальным ремонтом объектов, на время которого эксплуатация их прекращается.
Облицовка фасадов "на относе" менее распространена в РБ, чем за рубежом. В этом случае утеплитель крепится к стене механическим способом, а применяемая жесткая облицовка устраивается на специальных каркасах с образованием зазора между плитой утеплителя и облицовкой. Образовавшийся зазор позволяет избежать увлажнения утеплителя за счет интенсификации воздухообмена. Наиболее проработанным на сегодняшний день является вариант с облицовкой мелкоштучными бетонными плитами. Все необходимые компоненты выпускаются на территории РБ; Достоинствами данной группы методов являются простота, доступность применяемых материалов, долговечность (в случае применения металлокаркасов) и относительно низкая стоимость. Данный вид утепления может выполняться в любое время года и, что также немаловажно, в условиях РБ. Отсутствие клеевых соединений позволяет избегать особо тщательной подготовки поверхности фасада и делает срок службы утепляющих конструкций сопоставимым со сроком службы здания. Особенно незаменимы подобные методы при облицовке фасадов сложных форм. С организационно-технологической точки зрения методы привлекательны отсутствием мокрых процессов, а также возможностью разбивки фронта работ на участки любых размеров и организации поточных методов производства работ. Утепление может выполняться силами небольших звеньев с применением люлек и вышек, что позволяет избегать выгораживания больших площадей и создания приобъектных складов и городков.
Нанесение монолитного утеплителя способом торкретирования предусматривает предварительное крепление к стенам здания металлических сеток или каркасов. Наиболее целесообразно применять данную группу методов при толщине утеплителя до 120 мм. Толщина эта определяется прежде всего теплотехническим расчетом, а также характеристиками самого утеплителя. При толщине до 120 мм нет необходимости в устройстве стальных каркасов или опалубки. При большей толщине возрастают трудоемкость и, следовательно, стоимость работ. Данная технология должна развиваться в направлении применения более эффективных утеплителей. Сегодня НИПТИС совместно с НИИСМ активно ведет исследования возможности применения в качестве монолитного утеплителя вспененного пенополиуретана. Характеристики полученного материала позволяют говорить о дальнейшем развитиии данной группы методов на территории РБ.
Методы утепления покрытий (имеются в виду как утепление чердачных перекрытий, так и утепление кровли), а также методы утепления зданий ниже нулевой отметки (утепление наружной стороны цоколя, утепление полов первого этажа и утепление низа подвального перекрытия) принципиально мало чем отличаются от вышеизложенных методов утепления фасадов (те же термошуба, относ и торкретирование).
Методы утепления столярных изделий включают ремонт и замену окон. Необходимо помнить, что нормативное значение термического сопротивления окон не должно быть менее 0,6 м 2•°К/Вт. Если термическое сопротивление оконных блоков, которые долгое время находились в эксплуатации, недостаточно, необходимо их менять.
Утепление балконов и лоджий предусматривает реконструк цию балконов с преобразованием их в теплые остекленные лоджии. Существующие архитектурно-конструкторские решения предусматривают возведение боковых стен и являются достаточно громоздкими. Реконструкция балконов должна быть выполнена до начала цикла работ по общему утеплению фасадов. Вновь полученные ограждающие конструкции балконов утепляются совместно с фасадами. Для наиболее рационального решения утепления балконов должны быть разработаны легкие, эффективные, негорючие и быстромонтируемые ограждающие конструкции. Должны быть решены узлы сопряжения и технологии, использующие несущую способность консольных балконных плит.
Работы по утеплению лоджий в основном не представляют затруднений. Проемы закрываются стеклопакетами, наружные стены утепляются при производстве цикла работ по общему утеплению фасадов.
Особое внимание должно уделяться утеплению входных дверей.
Входные тамбуры должны утепляться по внутренней поверхности стены оклеечной теплоизоляцией с обязательным армированием двумя слоями стеклосетки. Декоративная отделка должна гармонировать с общей внутренней отделкой подъездов.
В случаях, если такое утепление невозможно, следует создавать дополнительные наружные тамбуры с наружным утеплением. Существующие входные двери должны обеспечивать воздухопроницаемость в установленных пределах, в противном случае необходима их замена. Выбор толщины и вида утеплителя для тамбуров определяется отдельным теплотехническим расчетом.
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 25 за 1998 год в рубрике энергетика
