|
Тезисы выступления на открытии конференции
"Проблемы качества фасадов зданий"
Доклад посвящен решению проблемы энергосбережения в зданиях России путем разработки и внедрения соответствующей нормативной базы по тепловой защите зданий. Известно, что по действующему законодательству любое строительство новых и реконструкция (капитально ремонтируемых) старых зданий осуществляется в России только по утвержденным нормативным документам. Разработанные новые принципы и нормативные требования обеспечивают в среднем около 45% сбережения потребности в тепловой энергии на отопление.
В практике строительства и эксплуатации отечественных зданий и сооружений в недалеком прошлом был узаконен непроизводительный расход энергетических ресурсов на поддержание необходимых параметров микроклимата их внутренних объемов, а также при производстве строительных материален и изделий.
Фонд построенных в прошлом жилых и общественных зданий в России, с точки зрения энергоиспользования, оказался неэффективным. Достаточно сказать, что при высоком в целом уровне энергопотребления на отопление зданий и России расходуется около 34% произведенной и стране тепловой энергии, тогда как в западных странах эта доля составляет 20-22%.
Поэтому в основу новых нормативов в 1995 году был положен принцип поэтапного снижения потребности в тепловой энергии на отопление зданий с тем, чтобы к началу 2000 г. снизить уровень энергопотребления строящихся и реконструируемых (капитально ремонтируемых) зданий не менее, чем на одну треть. Исходя из поставленной задачи снижения потерь тепла, были установлены нормы для различных районов страны с учетом продолжительности отопительного периода и средней температуры наружного воздуха за этот период введением показателя суровости климата. Именно эти климатические характеристики, выраженные в градусо-сутках отопительного периода, определяют общий расход тепла на отопление здания. Из планируемого снижения уровня энергопотребления были рассчитаны новые требования по сопротивлению теплопередаче для отдельных элементов ограждающих конструкций, величины которых были увязаны с градусе-сутками отопительного периода, а не с расчетной температурой наружного воздуха в зимний период (таблицы 1а* для первого этапа и 1б* для второго этапа СНиП II-3-79*). Причем, эти требования касались так называемых приведенных сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций.
| Изменение энергопотребления qh многоэтажного жилого здания в зависимости от Roreq наружных стен | |
 | (Ряд 1) 9-этажное трехсекционное, серии 121; (Ряд 2) 5-этажное четырехсекционное, серии 85; (Ряд 3) 10-этажное трехсекционное, серии 97
Рис. 1. Зависимость удельного энергопотребления на отопление миогоэтажных жилых зданий or сопротивления теплопередаче наружных стен |
В 1999 г. НТС Госстроя России рассмотрел и одобрил результаты работы институтов ОАО ЦНИИЭПжилища и НИИ Строительной Физики РААСН по оценке экономической обоснованности принятых нормативных требований. Эти результаты свидетельствуют о том, что введенные в новой редакции упомянутого СНиП повышенные требования к теплозащитным качествам наружных ограждений зданий с применением эффективных утеплителей экономически обоснованы и практически реализуемы. При этом стоимость стен изменяется незначительно.
Расчеты удельного энергопотребления на отопление многоэтажных жилых зданий, запроектированных в центральном регионе страны по нормам 1986 г. (при требуемом сопротивлении теплопередаче наружных стен Roreq=1 м2·°C/Вт), 1 и 2 этапов повышения уровня теплозащиты 1995 (при Roreq=2) и 2000 гг. (при Roreq=3) соответственно показывают (см. графики на рис.1), что удельное энергопотребление зданий, запроектированных по требованиям первого этапа, на 18-20% ниже, чем зданий, запроектированных до 1995 г. и еще на 14-18% при переходе к требованиям второго этапа. Заметим, что это данные расчетов, проведенных для конкретных серий жилых домов массового строительства. Что касается одноквартирных малоэтажных жилых домов, то этот эффект еще выше - на 24-28% и 18-23% соответственно (см. графики на рис.2).
| Изменение энергопотребления qh одноквартирных жилых домов в зависимости от Roreq наружных стен | |
 | (Ряд 1) 1-этажный, проект 181-25-44.85; (Ряд 2) 2-этажный, проект К38; (Ряд 3) 1-этажный, проект 181-135-258.86
Рис. 2. Зависимость удельного знергопотреблеиня на отопление одноквартирных жилых домов от сопротивления теплопередаче наружных стен |
Снижение энергопотребления зависит от региона строительства и объемно-планировочных решений зданий и в среднем составляет около 40% по сравнению с нормами до внесения изменений.
Если при проектировании покрытий, чердачных и цокольных перекрытий трудностей в реализации новых нормативных требований не возникает, то новые требования при проектировании наружных стен достигаются за счет разработки новых технических решений нового поколения. Как известно, с теплотехнической точки зрения условно различают три основных вида наружных стен по числу основных слоев: однослойные, трехслойные и двухслойные. Причем возможность применения тех или иных конструкций ограничивается наибольшим количеством градусо-суток, при которых эта конструкция обеспечивает необходимый уровень теплозащиты и целесообразна к применению.
Однослойные стены наиболее привычны для российских проектировщиков и строителей и наиболее просты в исполнении, а при обеспечении необходимых теплозащитных свойств - и в эксплуатации. Однослойные стены выполняют из конструкционно-теплоизоляционных материалов и изделий, совмещающих несущие и теплозащитные функции. При соответствующем качестве материалов они обеспечивают требуемые параметры микроклимата в здании, формирующие комфортные условия в помещениях. Например, однослойные стены из легкобетонных блоков плотностью 600 кг/м3 и облицовкой в полкирпича при толщине легкобетонного слоя 500 мм могут применяться в регионах, где показатель градусо-суток меньше 2400 °C·сут, а при применении ячеистого бетона плотностью 400 кг/м3 - уже в районах с показателем градусо-суток меньше 6400 °C·сут.
Трехслойные стены в России применяются довольно давно, но с более низким, по сравнению с современными требованиями, приведенным сопротивлением теплопередаче. По конструктивным возможностям трехслойные стены толщиной 400 мм с утеплителем из пенополистирола и минеральной ваты на гибких связях или шпонках могут применяться в регионах, где показатель градусо-суток меньше 6850 °C·сут и 5700 °C·сут соответственно. Основным недостатком этих стен является плохая ремонтопригодность.
В настоящее время имеются многочисленные примеры по изготовлению трехслойных ограждающих конструкций, отвечающих требованиям второго этапа СНиП II-3-79*. Так, например, московские ДСК и предприятия промышленности строительных материалов успешно освоили производство с учетом применения энергосберегающих проектных решений серий жилых домов П44Т, ПЗМ, КОПЭ, П46М, Пд4 в объеме более 2,2 млн. м2 общей площади в год. Причем все московские ДСК изготавливают стеновые панели с приведенным сопротивлением теплопередаче в пределах 3,16 - 3,28 м2·°C/Вт, что выше требований 3,15 м2·°C/Вт BT для второго этапа. Аналогичные трехслойные панели применяют при возведении зданий домостроительные комбинаты в Подольске и ДСК "Седо", Щелково, Тучкове, Электростали и Орехово-Зуево, Челябинске, Республике Татарстан, Бурятии, Карелии, Хабаровском крае, Свердловской, Ленинградской, Архангельской, Орловской, Псковской, Новгородской, Томской и Самарской областях.
Двухслойные стены содержат несущий и теплоизоляционные слои. В двухслойных стенах теплоизоляция может быть расположена как снаружи, так и изнутри. Внутренняя теплоизоляция требует специального теплотехнического расчета на предмет защиты от увлажнения и накопления влаги в толще утеплителя и тщательного изготовления. Применение двухслойных стен по градусо-суткам не ограничено.
Наиболее перспективным способом повышения теплозащиты как вновь строящихся, так и реконструируемых зданий является наружная теплоизоляция стен. Распространение в строительной практике получили конструкции наружной теплоизоляции, которые условно можно разделить на "мокрые" системы с оштукатуриванием плитного утеплителя и "сухие" вентилируемые системы с облицовкой на относе от слоя теплоизоляции. Оба конструктивных решения позволяют осуществлять замену теплоизолирующего слоя и его ремонт. Госстрой РФ уже выдал более 20 технических свидетельств на ее различные виды. При правильном конструировании и монтаже негативных явлений как в защитном наружном слое, так в во всей конструкции не наблюдается.
Следует констатировать, что большинство предприятий индустриального домостроения уже перешли на выпуск стеновых конструкций и материалов, отвечающих требованиям второго этапа повышения уровня теплозащиты. По данным Госстроя РФ, 72% российских предприятий выпускают стеновые конструкции и материалы, отвечающие чтим требованиям. Что касается конструктивных систем зданий, то по тем же данным повышенным требованиям второго этапа по сопротивлению теплопередаче отвечают проекты 68% полносборных зданий, 87% кирпичных и из мелких блоков и 92% зданий, выполненных в каркасных и смешанных системах.
Появившиеся в последнее время публикации, критикующие принятые в 1995 г. решения Госстроя РФ по повышению уровня теплозащиты зданий, выражают корпоративные интересы некоторых производителей строительных материалов и изделий. Они выступают против развития строительной отрасли в направлении повышения энергоэффективности строящихся и эксплуатируемых зданий, отрицают приведенные выше отечественные достижения и результаты мирового опыта по энергосбережению и, ничего не предлагая по существу, призывают к отмене принятых Госстроем РФ решений и идут вразрез с энергосберегающей политикой государства. К сожалению, в этом стремлении затормозить развитие энергоэффективного строительства в России их поддерживают некоторые консервативные научные работники, демонстрируя свою неспособность разработки технических решений нового поколения.
С точки зрения современных требований, предъявляемых к нормативным документам законом "Об энергосбережении" и СНиП 10-01-94*, действующий СНиП II-3-79* имеет следующие три принципиальных недостатка:
- отсутствуют в явном виде требования по энергопотреблению на отопление и энергетической эффективности зданий;
- не учитываются при выборе уровня теплозащиты объемно-планировочные параметры здания и возможность использования более эффективных отопительно-вентиляционных систем и систем теплоснабжения;
- построен на устаревших предписывающих принципах выбора уровня теплозащиты зданий.
Для устранения приведенных недостатков в 25 регионах РФ, от Калининградской области на западе до Сахалинской области на востоке и от Краснодарского края на юге до республики Коми на севере, включая Сибирь, уже апробировано проектирование теплозащиты отапливаемых зданий на новом нормативном требовании - комплексном показателе удельной потребности на отопление здания, приходящейся на одни градусо-сутки отопительного периода. При этом апробация предложенных нормативных значений удельной потребности на отопление зданий впервые в России проводилась на региональном уровне путем проектирования конкретных зданий. На основе этого положительного опыта и требований СНиП 10-01-94* был разработан раздел "Энергосбережение" для недавно утвержденного нового СНиП 31-02-2001 "Дома жилые одноквартирные" и проект нового СНиП "Энергосберегающая тепловая защита в зданиях" и свода правил к нему СП "Строительная теплотехника. Проектирование зданий и сооружений", находящиеся в настоящее время на утверждении в Госстрое РФ.
Сохраняя преемственность со СНиП II-3-79*, нормативы в этом проекте нового СНиП установлены на основе расчетов зданий-представителей, запроектированных по второму этапу повышения теплозащиты из условий энергосбережения. Если при конкретном проектировании использованы следующие резервы - влияние объемно-планировочных и архитектурных решений, учет естественного и принудительного воздухообмена, бытовых тепловыделений и солнечной радиации, влияние эффективности и регулируемости систем отопления и эффективности систем теплоснабжения, то требования к отдельным элементам теплозащиты могут быть снижены по сравнению с требованиями второго этапа. При этом конечный результат в части энергосбережения достигается за счет повышения качества проектирования, а проектировщику предоставляется большая свобода в выборе проектных решений при теплотехническом проектировании.
Следует отметить, что на этот путь нормирования уже перешли в Германии, Дании, Нидерландах, Франции, Испании, Польше и в ряде штатов США. Европейская Комиссия в апреле 2001 г. одобрила предложение по стандартизации энергетической эффективности зданий в Европейском Союзе, в основу которого положен указанный принцип.
Более подробные материалы, разъясняющие эти новые основные положения, опубликованы в журналах БСТ N11 и "Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века", NN7 и 8 за этот год. См. также материал в "Строительной газете", N43 от 26.10.01 и N44 от 2.11.01.
В заключение следует отметить, что нормативные требования, утвержденные в 1995 г., повсеместно в российских регионах стимулировали широкие круги специалистов строительной отрасли на поиск и разработку новых прогрессивных решений ограждающих конструкций с повышенным уровнем теплозащиты, эффективных теплоизоляционных материалов и изделий, а внедрение в практику теплотехнического проектирования нового принципа нормирования по комплексному показателю удельной энергопотребности здания за отопительный период предоставило свободу выбора при проектировании практических решений совокупности ограждающих конструкций и инженерного оборудования для достижения необходимого энергосберегающего эффекта. Новый принцип нормирования впервые в российской практике был успешно апробирован в 25 субъектах РФ, что позволило включить его в упомянутый СНиП 31-02-2001 и в качестве основного и проект нового СНиП по тепловой защите зданий.
|
