В первую очередь ограждение должно быть энергоэффективным
Сообщение заведующего отделом физики и ресурсосбережения НИИ строительных конструкций (Киев) к. т. н. Геннадия Фаренюка "Современные конструктивные решения энергосберегающих ограждений жилых и общественных зданий", сделанное им на международной научно-практической конференции "Новое поколение энергоэффективного инженерного оборудования жилых зданий "
Здание, как объект деятельности человека, должно отвечать следующим трем основным критериям: надежности, определяющей степень защиты человека, комфортности, устанавливающей параметры тепловой, акустической, световой, газовой среды, и экономичности, определяющей затраты на обеспечение первых двух критериев. Кроме того, здание должно отвечать определенным архитектурным требованиям, определяющимся национальными традициями, принадлежностью к тому или иному историческому периоду, промышленными возможностями.
Все эти параметры зданий полностью определяются характером их наружных стен. Поэтому от конструктивных решений стен зависит эффективность здания, под которой следует подразумевать комплексную оценку экономических, социальных и эстетических показателей.
Проектирование современных зданий характеризуется строгим соблюдением функционального назначения каждого элемента.
Это относится как к зданию в целом, так и к ограждающим конструкциям. Ушли в прошлое однослойные конструкции, которые выполняли и несущие, и ограждающие функции. Причем несущие характеристики обеспечивались при достаточно незначительной толщине конструкций, а выполнение ограждающих функций требовало существенных материальных вложений. Поэтому удешевление строительства в силу известных причин априори шло по пути занижения энергоэффективности конструкций.
На сегодняшнем этапе определяющим является энергоэффективность сооружения и его элементов. Поэтому необходимо пересматривать сложившиеся принципы проектирования как зданий в целом, так и ограждающих конструкций как основы их энергоэффективности.
Можно выделить следующие блоки, определяющие энергосберегающие параметры ограждающих конструкций.
В-первых, это нормативные требования к уровню сопротивления теплопередачи.
Во-вторых, обеспечение нормального влажностного режима конструкций, при котором не происходит потерь теплозащитных характеристик с течением времени.
В-третих, оптимизация конструктивных параметров ограждений по общим принципам обеспечения теплового комфорта помещений.
Блок нормативных требований устанавливает общие принципы проектирования и создания ограждающих конструкций. В этом блоке должна учитываться специфика современного этапа отечественной отрасли жилищного строительства - реальное энергосбережение в масштабах государства достигается в основном за счет повышения уровня теплоизоляции зданий, спроектированных и построенных в советские годы.
Поэтому нормы должны ориентироваться не только на новое строительство, но и на реконструкцию существующих зданий.
Следовательно, при установлении необходимого уровня теплоизоляции конструкций следует тщательно анализировать сложившуюся систему формирования теплового режима зданий, реальную структуру тепловых балансов. Принцип определения уровня теплоизоляции конструкций по приведенным затратам, положенный в основу СНиП II-3-79**, не позволяет на данном этапе экономических отношений проводить оптимизационные расчеты.
Слепое следование опыту стран, в которых нормативные значения сопротивления теплопередаче высоки (например, для стен этот параметр превышает 3,5 м 2°С/Вт), является неверным, так как общая структура формирования теплового режима в отечественных зданиях и в зданиях западных стран совершенно иная.
Конструкция наружных ограждений должна обеспечивать теплоизоляцию здания на протяжении всего срока его эксплуатации, поэтому долговечность ограждающих конструкций в целом и теплоизоляционных материалов в частности должна быть соизмерима с общей долговечностью здания. Одним из условий обеспечения долговечности является отсутствие конструктивных причин фазовых превращений влаги в толще ограждений. В этом отношении принцип оценки по ненакоплению влаги, заложенный в СНиП-3-79**, не обеспечивает надежность выбора конструктивных решений в климатических условиях стран Центральной Европы, к которым относится Украина. В этих странах не бывает слишком жестких зим, но количество переходов через 0°С в течение отопительного периода достаточно велико. Поэтому обязательным пунктом разработки ограждающих конструкций здания является оценка возможности конденсации влаги в толще конструкции и влиянии этого процесса на изменение физических характеристик материалов. Только при условии отсутствия зоны конденсации можно обеспечивать неизменность во времени начальных теплоизоляционных свойств конструкции.
Характерной особенностью современного градостроительства является все более широкое применение фасадных остекленных систем. При этом фасады могут быть как полностью светопрозрачными (за исключением участков стен, где расположены несущие элементы каркаса здания), так и комбинированными - сочетающими светопрозрачные участки и глухие участки стен, закрытые с фасадной стороны здания поверхностями из стекла. Подобные комбинированные системы по их теплотехническим параметрам можно отнести к так называемым пассивным гелиоконструкциям.
То есть к конструкциям, которые выполняют функции не только теплоизолирующие (препятствуя удалению тепла из помещений), но и теплоснабжающие (проводя в помещение тепловую энергию солнца).
Исследования комбинированных систем, проведенные в лаборатории, показали, что в морозный солнечный день при падении температуры воздуха до -17°С тепловой поток может стремиться к внутренней поверхности ограждающей конструкции.
Использование конструкций со светопрозрачными элементами позволяет принципиально изменять систему вентиляции зданий, подавая в помещения уже нагретый воздух из прослойки между светопрозрачными и светонепрозрачными элементами наружных стен.
В практику отечественного строительства уверенно вошли так называемые каркасно-монолитные здания. В этих зданиях прочностные функции выполняет монолитный каркас, на долю же наружных стен остаются лишь ограждающие (тепло- и звукоизоляционные) функции. Это позволяет применять для наружных стен эффективные теплоизоляционные материалы и обеспечивать высокие значения термического сопротивления конструкций по их площади.
Однако при этом возникают вопросы обеспечения равномерности температурных полей по площади внутренней поверхности ограждающих конструкций.
Этот аспект имеет большое значение не только по энергосберегающим характеристикам, но и по гигиеническим показателям.
Именно от равномерности температурного поля на внутренней поверхности ограждения зависит ощущение теплового комфорта. Поэтому так важна тщательная оценка этого параметра при проектировании зданий.Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
Здание, как объект деятельности человека, должно отвечать следующим трем основным критериям: надежности, определяющей степень защиты человека, комфортности, устанавливающей параметры тепловой, акустической, световой, газовой среды, и экономичности, определяющей затраты на обеспечение первых двух критериев. Кроме того, здание должно отвечать определенным архитектурным требованиям, определяющимся национальными традициями, принадлежностью к тому или иному историческому периоду, промышленными возможностями.
Все эти параметры зданий полностью определяются характером их наружных стен. Поэтому от конструктивных решений стен зависит эффективность здания, под которой следует подразумевать комплексную оценку экономических, социальных и эстетических показателей.
Проектирование современных зданий характеризуется строгим соблюдением функционального назначения каждого элемента.
Это относится как к зданию в целом, так и к ограждающим конструкциям. Ушли в прошлое однослойные конструкции, которые выполняли и несущие, и ограждающие функции. Причем несущие характеристики обеспечивались при достаточно незначительной толщине конструкций, а выполнение ограждающих функций требовало существенных материальных вложений. Поэтому удешевление строительства в силу известных причин априори шло по пути занижения энергоэффективности конструкций.
На сегодняшнем этапе определяющим является энергоэффективность сооружения и его элементов. Поэтому необходимо пересматривать сложившиеся принципы проектирования как зданий в целом, так и ограждающих конструкций как основы их энергоэффективности.
Можно выделить следующие блоки, определяющие энергосберегающие параметры ограждающих конструкций.
В-первых, это нормативные требования к уровню сопротивления теплопередачи.
Во-вторых, обеспечение нормального влажностного режима конструкций, при котором не происходит потерь теплозащитных характеристик с течением времени.
В-третих, оптимизация конструктивных параметров ограждений по общим принципам обеспечения теплового комфорта помещений.
Блок нормативных требований устанавливает общие принципы проектирования и создания ограждающих конструкций. В этом блоке должна учитываться специфика современного этапа отечественной отрасли жилищного строительства - реальное энергосбережение в масштабах государства достигается в основном за счет повышения уровня теплоизоляции зданий, спроектированных и построенных в советские годы.
Поэтому нормы должны ориентироваться не только на новое строительство, но и на реконструкцию существующих зданий.
Следовательно, при установлении необходимого уровня теплоизоляции конструкций следует тщательно анализировать сложившуюся систему формирования теплового режима зданий, реальную структуру тепловых балансов. Принцип определения уровня теплоизоляции конструкций по приведенным затратам, положенный в основу СНиП II-3-79**, не позволяет на данном этапе экономических отношений проводить оптимизационные расчеты.
Слепое следование опыту стран, в которых нормативные значения сопротивления теплопередаче высоки (например, для стен этот параметр превышает 3,5 м 2°С/Вт), является неверным, так как общая структура формирования теплового режима в отечественных зданиях и в зданиях западных стран совершенно иная.
Конструкция наружных ограждений должна обеспечивать теплоизоляцию здания на протяжении всего срока его эксплуатации, поэтому долговечность ограждающих конструкций в целом и теплоизоляционных материалов в частности должна быть соизмерима с общей долговечностью здания. Одним из условий обеспечения долговечности является отсутствие конструктивных причин фазовых превращений влаги в толще ограждений. В этом отношении принцип оценки по ненакоплению влаги, заложенный в СНиП-3-79**, не обеспечивает надежность выбора конструктивных решений в климатических условиях стран Центральной Европы, к которым относится Украина. В этих странах не бывает слишком жестких зим, но количество переходов через 0°С в течение отопительного периода достаточно велико. Поэтому обязательным пунктом разработки ограждающих конструкций здания является оценка возможности конденсации влаги в толще конструкции и влиянии этого процесса на изменение физических характеристик материалов. Только при условии отсутствия зоны конденсации можно обеспечивать неизменность во времени начальных теплоизоляционных свойств конструкции.
Характерной особенностью современного градостроительства является все более широкое применение фасадных остекленных систем. При этом фасады могут быть как полностью светопрозрачными (за исключением участков стен, где расположены несущие элементы каркаса здания), так и комбинированными - сочетающими светопрозрачные участки и глухие участки стен, закрытые с фасадной стороны здания поверхностями из стекла. Подобные комбинированные системы по их теплотехническим параметрам можно отнести к так называемым пассивным гелиоконструкциям.
То есть к конструкциям, которые выполняют функции не только теплоизолирующие (препятствуя удалению тепла из помещений), но и теплоснабжающие (проводя в помещение тепловую энергию солнца).
Исследования комбинированных систем, проведенные в лаборатории, показали, что в морозный солнечный день при падении температуры воздуха до -17°С тепловой поток может стремиться к внутренней поверхности ограждающей конструкции.
Использование конструкций со светопрозрачными элементами позволяет принципиально изменять систему вентиляции зданий, подавая в помещения уже нагретый воздух из прослойки между светопрозрачными и светонепрозрачными элементами наружных стен.
В практику отечественного строительства уверенно вошли так называемые каркасно-монолитные здания. В этих зданиях прочностные функции выполняет монолитный каркас, на долю же наружных стен остаются лишь ограждающие (тепло- и звукоизоляционные) функции. Это позволяет применять для наружных стен эффективные теплоизоляционные материалы и обеспечивать высокие значения термического сопротивления конструкций по их площади.
Однако при этом возникают вопросы обеспечения равномерности температурных полей по площади внутренней поверхности ограждающих конструкций.
Этот аспект имеет большое значение не только по энергосберегающим характеристикам, но и по гигиеническим показателям.
Именно от равномерности температурного поля на внутренней поверхности ограждения зависит ощущение теплового комфорта. Поэтому так важна тщательная оценка этого параметра при проектировании зданий.Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 47 за 2001 год в рубрике энергетика
