1. Информация по ограждающим конструкциям

1.1. Многослойные ограждающие конструкции

Анализируя современную ситуацию на строительном рынке приходится признать, что за последние 10–15 лет существенным образом изменился перечень строительных материалов, используемых при возведении ограждающих стеновых конструкций. Подтолкнуло к этому процессу в первую очередь введение изменений № 3 к СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» и последующая его замена на СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

 

После внедрения новых нормативов требование к значению сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций возросло в 2,5–3 раза. Как следствие, многие традиционные, проверенные временем и климатическими условиями нашей страны, материалы и изделия (керамический и силикатный кирпич, керамзитобетон, полистиролбетон, деревянный брус и бревно, вермикулит и др.) и конструкции на их основе перестали удовлетворять современным требованиям к уровню тепловой защиты.

Для увеличения теплотехнических показателей вместо однородных стеновых конструкций (каменных, кирпичных, блочных керамзитобетонных) стали активно использоваться многослойные неоднородные конструкции.

 

Повсеместно стали применяться  системы вентилируемых фасадов . В качестве облицовочных плит в них используется широкий спектр различных как природных, так и искусственных материалов, имеющих широкую цветовую гамму.  

 

Многослойные фасадные теплоизоляционные системы с тонким штукатурным слоем как на полимерной, так и на цементной основе по утеплителю (WDVS), также нашли свое применение в нашей стране. В связи с проникновением на российский рынок новых технологий и фирм, а также с открытием новых производств (URSA, «Пеноплекс», Dow Corning, Rockwall), широкое распространение получили новые теплоизоляционные материалы.

 

На сегодняшний день накоплен определенный опыт эксплуатации зданий с комбинированными стеновыми конструкциями. Основным структурным теплоизоляционным элементом этих стен являются утеплители из минеральной ваты и пенополистирола.

 

 Данный вид материалов и конструкций обладает явными достоинствами, но при этом необходимо отметить опасность упрощенного подхода к их применению и отсутствие достаточного опыта их эксплуатации. Приходиться признать, что многие конструктивные решения с применением этих утеплителей были использованы в России по принципу неконструктивного копирования зарубежных вариантов. В них, в частности, не учитывались различия в климатических условиях эксплуатации ограждающих конструкций в странах Европы и в России. Эти различие касаются не только температурных, но и влажностных условий в различных климатических зонах.

 

На основании наблюдений отмечаются существенные недостатки таких конструкций, что и послужило материалом для ряда критических публикаций.

В них авторы отмечают, что среди основных проблем при строительстве следует выделить:

– применение низкокачественных материалов;

– низкое качество выполняемых монтажных работ;

– низкую долговечность применяемых в конструкциях материалов;

– сложность и недостаточную надежность многослойных систем.

 

По заключению специалистов, многослойные теплоизоляционные фасадные системы (WDVS), возведенные с нарушениями требований при монтаже, а также в результате применения дешевых, но низкокачественных материалов, уже в первые годы эксплуатации требуют проведения ремонтных работ.

 

Основными недостатками самих многослойных ограждающих конструкций являются:

– значительная теплотехническая неоднородность;

– наличие теплопроводных включений в виде анкерных креплений;

– наличие стыков между плитами утеплителя;

– наличие влаги в порах материала и ее замерзание при отрицательных температурах.

 

Перечисленные факторы приводят к повышению коэффициента теплопроводности и, как следствие, к уменьшению расчетного сопротивления теплопередаче.

 

Данное несоответствие исходит из-за различия методик при определении теплотехнических характеристик различных материалов и конструкций.

 Проследить данную тенденцию можно на следующем примере. Коэффициенты теплопроводности кирпича и легкобетонных блоков определяются в кладке стены по ГОСТ 26254 с учетом реальных или приближенных к ним условий эксплуатации стеновой конструкции, расчетные же значения коэффициентов теплопроводности теплоизоляционных материалов получают в лабораторных условиях по ГОСТ 7076 на мелких образцах размером 250×250×50 мм при температуре +25 °С без учета вышеперечисленных эксплуатационных факторов. Полученные таким образом значения коэффициентов теплопроводности оказываются ниже на 20–40% реальных значений. К сожалению, именно эти заниженные значения коэффициента теплопроводности используются при расчете термического сопротивления ограждающей конструкции; на основании этих же расчетов составляется энергетический паспорт. На практике получается, что фактическое значение сопротивления теплопередаче многослойной стены оказывается меньше расчетного.

 

Отклонения от нормируемых и соответствующих расчетам значений сопротивления теплопередачи инструментально фиксировалось на ряде зданий С.-Петербурга, ограждающие конструкции которых выполнены по многослойной схеме. Данные этих испытаний подтверждают необходимость создания единого ГОСТа на испытания стеновых конструкций с целью определения их сопротивления теплопередаче. При этом предпочтение, конечно, необходимо отдавать испытаниям цельных форматных фрагментов стен, испытываемых в климатических камерах. В камерах можно также проводить испытания на стойкость стеновых конструкций климатическим воздействиям. Примером таких испытаний может служить, в частности методика МВИ 23-5117-2005, разработанная и уже аппробированная на примере стеновой конструкции из газобетона, облицованного силикатным кирпичом, в С.-Петербурге.

Расхождения в расчетных и фактических показателях теплозащиты ограждающих конструкций зданий также может быть связано с отсутствием в действующих нормативных документах по тепловой защите обоснованных и удобных для проектировщиков расчетов паро- и воздухопроницаемости современных многослойных стеновых конструкций, а также расчетов коэффициентов их теплотехнической однородности.

 

Поэтому для того, чтобы перспектива широкого применения новых стеновых конструкций стала более реальной и обоснованной, требуется создать надежный массив данных эксплуатационных характеристик и надежные методики их расчета. Эти данные помогут осуществлять выбор наиболее экономически целесообразной стеновой конструкции для тех или иных климатических условий.

 

Опыт и исследования отечественных специалистов позволяют сделать выводы, на основании которых можно с уверенностью говорить о том, что критерии энергетической эффективности, применимые для развитых стран Западной Европы и Северной Америки не всегда оказываются экономически целесообразными для России. Этому способствуют высокая стоимость теплоизоляционных материалов в нашей стране и низкая (по сравнению со странами Европы и Америки) стоимость электроэнергии. При стоимости теплоизоляционных материалов и электроэнергии, установившихся в нашей стране на сегодня, период окупаемости средств на дополнительное утепление стеновых ограждающих конструкций часто превышает прогнозируемый срок службы теплоизоляционных материалов.

 

Увы, если ситуация коренным образом не изменится (а это не стимулируется положениями действующих нормативов по тепловой защите), то поиск энергоэффективных, экономически целесообразных стеновых конструкций в нашей стране будет сильно затруднен.

 

Необходимо отметить, что тепловые потери современных зданий в отдельные периоды отопительного сезона до 50–60% могут состоять из затрат на расходы по подогреву вентиляционных и инфильтрационных потоков воздуха. При этом энергоэффективные технологии в сфере инженерного обеспечения используются в крайне малом и недостаточном количестве. Наличие предписывающего подхода (показатели «а» и «б» СНиП 23-02) упрощают выбор конструктивных решений зданий. Потребительский подход (показатели «б» и «в») в основном используется, когда необходимо обосновать энергоэффективность зданий со стенами (окнами) из стекла и металла с сопротивлением теплопередаче, например 0,65. В этом случае учитывается и попадание солнечной энергии через окна, и работа оргтехники и сам работающий персонал рассматривается в качестве источников тепла, а также предусматриваются различные энергосберегающие, автоматизированные, теплоаккумулирующие устройства. В обычном жилом строительстве для проектировщика главное – получить требуемое сопротивление теплопередаче 3,08 (для С.-Петербурга).

 

Приведенные примеры показывают, что энергоэффективность современных зданий далеко не всегда соответствует навязанным агрессивной рекламой представлениям.

 

Все вышеизложенное доказывает необходимость внедрения комплексного подхода к сокращению теплопотерь зданий. В связи с этим более эффективным представляется потребительский подход к уровню теплозащиты ограждающих конструкций, а именно нормирование удельного расхода тепловой энергии всего здания с учетом расхода тепловой энергии как на отопление, так и на вентиляцию и кондиционирование воздуха. Данный подход, осуществляемый за счет развития эффективных инженерных систем в зданиях, позволит болееправильно решить проблему энергоэффективности всего здания в целом.