Повышение теплозащитных свойств существующих зданий

Постановлением № 1361 от 11.08.95 года и введением с 01.07.96 года изменения №3 в СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» нормы теплозащиты наружных ограждающих конструкций зданий и сооружений повысились в 2 раза и более.

В связи с этим в рекомендациях Госстроя РФ указано, чтобы при проведении капитального ремонта зданий необходимо проводить утепление наружных ограждающих конструкций с учетом повышенных норм теплозащиты.

В результате проводимой энергосберегающей политики за последние 15 – 20 лет в 15-ти развитых зарубежных странах, энергопотребление на отопление зданий снизилось на 20%. Швеция, которая одна из первых стран в мире взялась за решение программы энергосбережения и реализовала ее за 10 лет (1978 – 88 гг.), экономит на энергопотреблении до 20 млрд. долл. в год.

Проектирование и строительство новых зданий в нашей стране, начиная с

01.07.96 г., осуществляется по новым нормам, но доля нового строительства значительно мала по сравнению с долей существующих зданий, которые построены с большим отступлением по теплозащите от современных норм и требований. Поэтому при капитальном ремонте, реконструкции, расширении и функциональном изменении помещений существующих зданий необходимо осуществлять мероприятия по повышению тепловой защиты наружных ограждающих конструкций зданий в соответствии с требованиями ВСН 58(р) и ВСН 61 (р).

Проблема по повышению тепловой защиты ограждающих конструкций особенно требует разрешения для зданий массового жилищного строительства периода

1950 – 1970-х годов, объем которого превышает 500 млн. м² общей площади. За прошедшие годы назрела острая необходимость реконструкции этого фонда по градостроительным, функциональным и эксплуатационным требованиям.

Функциональные требования продиктованы резким "моральным износом" крайне экономичных планировочных решений квартир в домах "первого поколения", что привело к падению их потребительского спроса.

Эксплуатационные требования продиктованы существенно увеличившимися за истекшие годы нормами тепло- и звукоизоляции ограждающих конструкций.

Требования СНиП 23-02-03 позволяют оставить без изменения наружные ограждения существующих зданий по теплозащите, если фактическое приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений здания составляет не менее 90% значений, установленных в табл. 4 СНиП 23-02-03, либо расчетная величина удельного расхода тепловой энергии на отопление существующего здания или его изменяемой части, не превышает нормируемых величин, приведенных в табл. 8 и 9 СНиП 23-02-03.

При решении вопросов тепловой защиты существующих зданий необходимо первоначально по данным проекта или в процессе натурных обследований установить расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания с последующим анализом влияния отдельных элементов ограждения на тепловой баланс с целью выявления элементов, через которые происходят наибольшие тепловые потери.

Расчетная величина удельного расхода тепловой энергии на отопление здания может быть снижена за счет:

а) изменения объемно-планировочных решений, обеспечивающих уменьшение площади наружных ограждений, числа наружных углов, увеличения ширины здания, а также использования ориентации и рациональной компоновки многосекционных зданий;

б) снижения площади световых проемов жилых зданий до минимально необходимой по требованиям естественной освещенности;

в) блокирования зданий с обеспечением надежного примыкания соседних зданий;

г) устройства тамбурных помещений за входными дверями;

д) возможности размещения зданий с меридиональной или близкой к ней ориентацией продольного фасада;

е) использования эффективных теплоизоляционных материалов и рационального расположения их в ограждающих конструкциях, обеспечивающего более высокую теплотехническую однородность и эксплуатационную надежность наружных ограждений, а также повышения степени уплотнения стыков и притворов открывающихся элементов наружных ограждений;

ж) повышения эффективности авторегулирования систем обеспечения микроклимата, применения эффективных видов отопительных приборов и более рационального их расположения;

з) выбора более эффективных систем теплоснабжения;

и) размещения отопительных приборов, как правило, под светопроемами и теплоотражательной теплоизоляции между ними и наружной стеной;

к) утилизации теплоты удаляемого внутреннего воздуха и поступающей в помещение солнечной радиации.

При разработке проектов тепловой защиты зданий необходимо предусматривать мероприятия по применению эффективных утеплителей для наружных ограждающих конструкций, приданию зданию компактной планировочной формы с минимальной площадью наружных ограждений. Как показала практика, для снижения тепловых потерь целесообразно увеличение ширины здания, чем длины. Так, при увеличении длины здания с 50 до 100 м затраты тепла уменьшаются всего лишь на 6-7%, в то время как увеличение ширины здания с 10 до 14 м и более способствует снижению удельного расхода тепла на 20-24%.

Вторым фактором, оказывающим значительное влияние на снижение теплопотерь здания, являются размеры и качество оконного заполнения. Данное обстоятельство объясняется тем, что сопротивление теплопередаче окон ниже, чем глухой части наружных стен. При двойном остеклении в спаренных переплетах это снижение достигает 60%, а при тройном остеклении - 40%. Однако наибольшее влияние на тепловые потери через окна оказывают тепловые потери за счет инфильтрации при плохой конструкции или некачественном выполнении уплотнений притворов, за счет которых перерасходы тепла могут достигать 23-25%. Таким образом, главной задачей является совершенствование конструкции окон и их выполнения.

Повышение теплозащиты светопрозрачных ограждений (окон и балконных дверей) до нормируемых показателей может быть достигнуто за счет введения тройного остекления путем:

- установки нового столярного блока на место прежнего в габаритах оконной четверти;

- раздельной установки наружной и внутренней оконных коробок.

При замене светопрозрачных конструкций необходимо обеспечить нормируемый воздухообмен помещений здания.

В качестве наружных стен в домах первого поколения использовали однослойные панели из легкого или автоклавного ячеистого бетона, либо двух- или трехслойные панели с разнообразным утеплителем и жесткими железобетонными связями между слоями.

При реконструкции все типы панельных стен зданий "первого поколения" подлежат утеплению с почти трехкратным увеличением сопротивления теплопередаче. При этом утепляющий слой должен крепиться снаружи, так как в этом случае он обеспечивает лучший теплотехнический режим ограждающей конструкции зданий.

При наружном креплении утепляющего слоя область положительных температур в зимний период смешается по сечению стенового ограждения к его наружной стороне, вследствие чего большая часть сечения стены находится в зоне положительных температур, что способствует минимальному накоплению конденсата в ограждении.

При внутреннем креплении утепляющего слоя нулевая изотерма смещается к внутренней грани ограждения, вследствие чего возникает опасность влагонакопления внутри ограждающей конструкции в зимний период, которое может не испариться в летний период.

Утепление наружных стен должно сопровождаться одновременным утеплением откосов проемов, а также светопрозрачных конструкций.

Для наружного утепления стен рекомендуется применение двух конструктивно-технологических решений:

- "мокрое" с оштукатуриванием прикрепленного к стене утеплителя (рис. 2.11, а);

- "сборное" с облицовкой утепленной стены сборными декоративными плитами и устройством вентилируемой воздушной прослойкой (вентилируемый фасад) (рис. 2.11, б).

а) б)

Рис. 2.11. Варианты утепления наружной стены с "мокрым" оштукатуриванием прикрепленного к стене утеплителя (а) и с облицовкой утепленной стены сборными декоративными плитами и устройством вентилируемой воздушной прослойкой (б)

У первого способа есть два существенных недостатка – отделку фасада можно выполнять только в теплое время года, а в качестве утеплителя применять только жесткие материалы.

Преимуществом второго способа утепления наружных стен является большой ассортимент утеплителя и облицовочных материалов и возможность выполнения строительных работ при любых климатических условиях и наружных температурах.

Увеличение толщины стены при ее утеплении требует решения примыкания новых слоев к оконным и дверным проемам. При мокрой штукатурке – выполняют оштукатуривание откосов. При плитной облицовке применяют плоские элементы или пространственные рамки – наличники обрамления проемов. Применение таких элементов придает законченность конструкции и вносит новый композиционный мотив в решение фасадов здания.

При надстройке этажей с целью снижения их массы и придания надстраиваемым стенам необходимых теплозащитных качеств рекомендуется применять однослойные наружные стены из блоков ячеистого бетона плотностью 600–700 кг/м³ класса по прочности на сжатие В2,5–В3,5, либо трехслойные панели с наружными слоями из легкого бетона плотностью 1200 кг/м³ толщиной по 100 мм с утепляющим внутренним слоем из пенополистирола или минераловатных плит с коэффициентом теплопроводности в пределах 0,04–0,06 Вт/(м² ∙^оС).

С энергетической точки зрения вместо надстройки здания с вертикальными стенами целесообразно применять мансардные этажи, так как они потребляют на 30 – 40% меньше тепловой энергии на отопление при одинаковой отапливающей площади.

Значительное внимание при реконструкции домов "первого поколения" необходимо уделять крышам, которые выполнялись совмещенными невентилируемыми с внутренним водоотводом, либо наружным организованным с четырехслойной рулонной кровлей. Такие крыши подлежат замене из-за низких теплоизолирующих качеств и частых протечек из-за несовершенства технологии устройства рулонных крыш.

Одним из вариантов переустройства крыш является замена невентилируемой конструкции на вентилируемую. С этой целью производят снятие гидроизоляционного ковра и стяжки и увеличивают утепляющий слой до требуемых нормами величин. Затем после устройства новой стяжки устраивают вентиляционные каналы с помощью укладки по стяжке волнистых асбестоцементных листов усиленного профиля, по которым укладывают дополнительную стяжку и производят наклейку гидроизоляционного ковра из современных рулонных материалов на основе стеклоткани или стеклохолста (рубитекс, унифлекс и др.).

С разработкой рулонного наплавляемого СБС-модифицированного битумно-полимерного материала (унифлек «ВЕНТ»), предназначенного для изготовления нижнего слоя, появилась возможность устройства «дышашего» кровельного ковра (рис. 2.12).

При наплавлении такого материала под новым кровельным ковром образуются каналы, которые обеспечивают распределение образующегося под кровлей пара и уменьшается вероятность образования вздутия кровельного ковра.

Рис. 2.12. Схема отвода водяных паров из под кровли

При наличии такого кровельного материала отвод паров осуществляется через парапетные выпуски или флюгарки (рис. 2.13).

Через флюгарки отводятся водяные пары, попадающие в утеплитель в зимний период времени из внутреннего объема помещения за счет разности давления внутреннего и наружного воздуха. Эта технология зарекомендовала себя при реконструкции существующих рулонных кровель, когда требуется установка дополнительного слоя утеплителя.

Не менее важным для снижения тепловых потерь является использование, так называемых, «теплых чердаков», которые позволяют снизить на 30% теплопотери по сравнению с холодными чердаками.

В зарубежной практике с упомянутыми приемами снижения теплопотерь получила внедрение конструкция «зеленой крыши», которая создает дополнительное утепление плоской крыши и ее тепловлагорегуляцию, а также исключает перегрев помещений верхнего этажа.

Рис. 2.13. Схемы установки флюгарки (а) и примыкания к парапетной стене (б)

Выбор мероприятий по повышению тепловой защиты существующих зданий должен проводится на основе технико-экономического сравнения проектных решений увеличения толщины или замены теплозащиты отдельных элементов наружных ограждающих конструкций здания (наружные стены, покрытия, чердачного и цокольного перекрытия, светопрозрачных конструкций и сплошных заполнений дверей и ворот), начиная с повышения эксплуатационных качеств более дешевых вариантов ограждающих конструкций. В случае, когда с помощью более дешевых вариантов ограждения не удается достичь нормируемого значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания, то следует прибегнуть к применению более дорогих вариантов утепления, замены или комбинирования рассматриваемых вариантов до достижения нормируемого требования.