В данной таблице указаны характерные варианты стен (кирпичные, панельные, монолитные, деревянные, каркасно-засыпные, глинобитные) и этажность (1, 2, 3, 4, 5, 6 и выше), присущие определенному периоду. Число этажей в нашем случае ограничивается значением <6 и выше>, так как, во-первых, изменение удельных тепловых потерь через ограждения с увеличением этажности здания более 6 становится малозначительным, и, во-вторых, при производстве работ по теплозащите невозможно применять ряд средств подмащивания (самоходные леса, самоподъемные подмости, телескопические вышки и т.д.).

Опорный жилищный фонд

|

По виду собственности
Частная	Государственная	Муниципальная	Общественная	Коллективная

 

По периоду строительства
-	Дореволюционный (до 1917 г.)						Послереволюционный (1917-1928 гг.)	Довоенный (1925-1945 гг.)
Таблица характеристик здания
Стены	Деревянные (доходные дома)		Кирпичные (доходные дома)		Кирпичные (особняки)		Каркасно-засыпные, глинобитные	Кирпичные
Число этажей	1	2	1	2	2	3	1	3	4	5	6 и более
Удельная отопительная характеристика дома (q0, ккал/(м3ч °С)	0,72	0,45	0,45	0,41	0,41	0,3	0,86	0,30	0,23	0,21	0,19
Кубаторный строительный коэффициент (К, м3/м2)	6,2...7,5				7...8		6,2...7,25				7...8
Физический износ,%	26...45						3...34,2
Моральный износ,%	26...45						16...25				-

      Продолжение...

По периоду строительства
-	Послевоенный (1945-1958 гг.)				Типовых домов с малогаборитными квартирами (1958-1970 гг.)		Домов по каталогам унифицированных изделий (1970-1980 гг.)		Современный (1980-1996 гг.)
Таблица характеристик здания
Стены	Кирпичные				Кирпичные	Панельные	Кирпичные	Панельные	Кирпичные и монолитные	Панельные
Число этажей	3	4	5	6 и более
Удельная отопительная характеристика дома (q0, ккал/(м3ч °С)	0,41	0,35	0,3	0,27	0,3	0,35	0,3	0,35	0,3	0,35
Кубаторный строительный коэффициент (К, м3/м2)	5,2...6,2						6,2...7,3		7...8,5
Физический износ,%	3...34,2						До 10
Моральный износ,%	16...25		До 15				-

Рис.1.3. Классификация опорного жилищного фонда, дополненная таблицей характеристик здания.

Для возможности сравнения теплотехнических качеств зданий, на основании анализа имеющихся данных, были систематизированы значения удельных отопительных характеристик (q_o, ккал/(м³ч°С)) для домов с различными стенами, этажностью и периодом строительства, рис.1.3.

Каждому периоду строительства здания характерны определенная высота помещения и жилая площадь квартир. В связи с этим, для объединения указанных показателей целесообразно использовать величину, называемую кубатурным строительным коэффициентом (К, м³/м²). Для различных категорий жилых домов он определяется на основе статистических данных как средневзвешенная величина по формуле:

K= V_н/F_ж,

где V_н- объем жилых домов по наружному обмеру, м³; F_ж- жилая площадь домов, м².

Используя значения удельной отопительной характеристики и кубатурного строительного коэффициента для здания, построенного в определенном климатическом районе, можно определить расход тепла на отопление жилого дома (Q_жд, Гкал/м²) по формуле:

Q_жд=1,05 x q₀ x K x (T_в-T_ср) x 24 x Z x 10^-6,

где Т_в - усредненная температура воздуха внутри здания, ^оС; Т_ср - температура наружного воздуха средняя за отопительный период, ^оС;Z- продолжительность отопительного периода, сут, 1,05 - коэффициент, учитывающий потери тепла трубопроводами, проложенными в не отапливаемых подвалах домов.

Состояние жилищного фонда определяют величинами износов зданий, см. п.1.3. Применительно к жилым зданиям различают два вида износа - физический и моральный. Физический износ позволяет судить о потере первоначальных качеств конструкций здания и его оборудования, а моральный - о несоответствии зданий существующим нормативным объемно-планировочным, архитектурно-конструктивным, санитарно-гигиеническим и другим требованиям. Очевидно, что здания, построенные в различные периоды, будут иметь разную степень износа. В связи с этим, на основании проведенных выборочных обследований жилищного фонда страны [26] получены значения износов для различных периодов строительства, рис.1.3. Необходимо отметить, что приведенные статистические данные, характеризующие моральный износ не учитывали изменения в нормировании теплозащиты ограждающих конструкций зданий, так как на период обследования новых норм еще не было.

Приведенная на рис.1.3 классификация опорного жилищного фонда в совокупности с таблицей характеристик зданий позволяет провести предварительную оценку домов с точки зрения выбора конструктивно-технологических решений теплозащиты ограждающих конструкций, очередности проведения работ, их объемов, зон экономической целесообразности и источников финансирования.

1.3 Износ жилых зданий. Методы определения износа

В практике устройства дополнительной теплозащиты большое внимание уделяется различным видам износа отдельных элементов и систем зданий в целом. Это вполне объяснимо, так как величины износов жилых зданий определяют состояние жилищного фонда, очередность проведения теплозащитных мероприятий, их объемы, зоны экономической целесообразности и т.д. Применительно к жилым зданиям различают два вида износа - физический и моральный.

Физический износ жилых зданий - это потеря ими с течением времени первоначальной потребительской стоимости, а также эксплуатационных качеств и технических свойств: прочности, жесткости, теплозащитных и эксплуатационных свойств, а в ряде случаев и внешнего вида.

Определение размера физического износа зданий по их фактическому состоянию является основным методом при установлении степени износа жилищного фонда. Его суть заключается в том, что по результатам обследования технического состояния конструктивных элементов устанавливают процент износа каждого элемента. Процент износа здания в целом как среднюю арифметическую взвешенную, выведенную из процента износа отдельных конструктивных элементов, определяют по формуле:

где И_фⁱ - износ конструктивного элемента или оборудования, устанавливаемый на основании обследования их фактического состояния, %; d_i - удельный вес стоимости конструктивного элемента или вида оборудования в общей восстановительной стоимости здания на момент обследования, %.

Достоверность определения размеров физического износа как отдельных конструктивных элементов и конструкций (систем, видов оборудования), так и зданий в целом имеет принципиальное научно-теоретическое и практическое значение, поскольку знание значений этих величин необходимо для определения экономической целесообразности проведения теплозащитных мероприятий и осуществления качественного проектирования дополнительной теплоизоляции.

В настоящее время широко разработаны и применяются на практике два принципиальных направления в определении физического износа: объективная диагностика и приблизительная оценка с использованием укрупненной шкалы.

Объективная диагностика состоит из обследования состояния зданий, включающая в себя органолептическую оценку качества элементов и конструкций, камеральную обработку архивных материалов и инструментальные неразрушающие методы испытаний конструктивных элементов зданий. Органолептическая оценка сводится к выявлению видимых дефектов элементов и конструкций, таких, как осадочные трещины, расслоения в каменной кладке и ее выветривание, наличие повышенной влажности на поверхности конструкций, трещины и вздутия рулонной кровли и т.д.

Инструментальные методы испытания конструктивных элементов существующих зданий заключаются в геодезической проверке деформаций отдельных его частей и в количественном определении характеристик отдельных элементов и конструкций обследуемых зданий адеструктивными методами, включающими в себя звуковые и ультразвуковые методы (метод поверхностной волны, резонансные, ультразвуковые и импульсные методы); механические методы определения поверхностей твердости (методы отскока, отпечатков, забивки и вырывания стержней); радиационные методы (нейтронные методы и методы, использующие гамма-излучения).

В практике производственных испытаний, направленных на установление размера износа жилых зданий, наиболее широко распространены ультразвуковые и механические методы исследования конструкций.

Ультразвуковым импульсным методом устанавливают прочность, наличие пустот и неплотностей, глубину трещин и толщину разрушенного слоя материалов испытываемых конструкций. Этим же методом исследуют поведение конструкций во времени при воздействии на них агрессивных сред.

К механическим неразрушающим методам испытаний, основанным на использовании силовой пробы поверхностей испытываемых конструкций, относятся методы пластического отпечатка и склерометрический (упругого восстановления). На практике испытания конструкций механическим неразрушающим методом проводят чаще всего с помощью молотков Физделя и Кашкарова - приборов ударного действия, основанных на оценке прочности по размеру отпечатка лунки. Результаты таких испытаний весьма приблизительны, поскольку они не дают представления о структурных изменениях материалов, конструкций, могущих значимо влиять на их прочность. Поэтому, качество материалов испытуемых конструкций следует оценивать с помощью электронно-акустических приборов (УКБ-2, ДУК-20, <Бетонтранзит>) по эталонным кривым. Принцип действия этих приборов основан на распространении упругих колебаний в неоднородной среде. С помощью этих приборов оценивают прочность материала конструкций, неоднородность материала, нарушение структуры, наличие скрытых дефектов.

Внедрение в практику обследования жилых зданий объективного метода позволяет получать данные, характеризующие с достаточной степенью точности состояние отдельных конструктивных элементов и систем, а так же зданий в целом, что имеет большое значение для повышения качества проектирования и проведения теплозащитных мероприятий. Однако, этот метод весьма трудоемок, он требует проведения большого количества разнородных измерений с помощью многообразных, подчас громоздких приборов и длительной обработки результатов. В связи с этим, для широкого внедрения объективного метода необходимо привести в соответствие с требуемыми объемами производственных испытаний численность подразделений, пересмотреть техническое оснащение таких подразделений, широко применив современную электронно-вычислительную технику.

Иногда при невозможности проведения объективной диагностики износ конструктивных элементов здания определяют расчетным путем по формуле:

И_фⁱ =100 - (25 + 10 x t_ост/Т),

где t_ост - остаточный срок службы элемента (системы), год; Т - нормативный срок службы элемента (системы), год.

В этой связи принципиальное значение приобретает проблема определения нормативных сроков службы элементов и систем жилых зданий, которой занимались и продолжают заниматься многие ученые, поскольку именно нормативные сроки службы являются основополагающими как при проектировании и возведении зданий новостроек, так и в процессе их технической эксплуатации. Наиболее фундаментальные исследования в этой области принадлежат Б.М. Колотилкину. Однако и сегодня ученые не пришли к единому мнению. Существующие документы для определения сроков службы конструктивных элементов зданий не являются, на наш взгляд, совершенными. Достаточно сказать, что для одного и того же элемента срок службы в жилых зданиях различной капитальности различен, с чем нельзя согласиться. Исследования показали, что на практике фактические сроки службы зданий намного отличаются от нормативных значений. О несовершенстве применяемых методик определения нормативных сроков службы (долговечности) конструктивных элементов и инженерных систем свидетельствуют и существенные различия между этими показателями, принятыми в различных странах.

Приблизительная оценка степени физического износа элементов, конструкций и зданий в целом ведется по различным данным с использованием укрупненных шкал. Приведенные данные не позволяют с достаточной степенью точности определять размер физического износа ни здания в целом, ни их отдельных элементов, что исключает возможность с их помощью определять такой важный показатель, как стоимостное выражение физического износа, которое необходимо знать для определения целесообразности проведения теплозащитных мероприятий.

Стоимостное выражение размера износа эксплуатируемых жилых зданий в целом Q_и определяют в зависимости от его восстановительной стоимости (т.е. стоимости его воспроизводства в современных ценах) процентного выражения величины физического износа.

Кроме физического износа происходит и моральное старение жилых зданий. Моральным износом называют несоответствие зданий существующим на момент оценки нормативным объемно-планировочным, архитектурно-конструктивным, санитарно-гигиеническим и другим требованиям. Причины обуславливающие сам процесс морального износа, имеют ярко выраженный социальный характер. На всех этапах развития человеческого общества жилища отражали и отражают социальный и экономический уровень развития производительных сил, духовного и технического потенциала, эстетических принципов общества. Жилище является местом отдыха и бытовой деятельности людей. Именно с этих позиций и рассматривается уровень комфортабельности жилых зданий.

Критерием уровня комфортабельности являются гигиенические факторы (температурно-влажностный режим, качество воздушной среды, зрительный, световой и шумовой режимы) и функциональные факторы (объемно-планировочные и конструктивные решения, уровень инженерного благоустройства). Представления о критериях оценки уровня комфортабельности жилых зданий постоянно изменяются наряду с поступательным развитием человеческого общества, поэтому жилые здания, возведенные на одном уровне комфортабельности, спустя какой-то промежуток времени перестают соответствовать трансформируемым критериям оценки. Так происходит моральное старение (износ) жилых зданий, наступающее обычно значительно раньше, чем их физический износ. Как показывает отечественный и зарубежный опыт, требования людей к планировке квартир только в течение пятидесяти лет меняются от пяти до восьми раз.

На практике для определения размера морального износа жилых зданий используют один из трех методов: расчетный метод; метод приблизительной оценки; объективный метод.

Расчетным методом определяют две формы морального износа (первой и второй формы). Под моральным износом первой формы, понимают снижение стоимости здания во времени, связанное с уменьшением общественного труда, необходимого для возведения таких же зданий в момент оценки. Стоимостное выражение морального износа первой формы М₁, %, определяют по формуле:

М₁ = (а - В)100/а,

где а - первоначальная стоимость здания, руб.; В - балансовая стоимость здания на момент оценки, руб.

Моральным износом второй формы называют старение здания в виду его несоответствия на момент оценки нормативным требованиям, действительным в данный период времени. Стоимостное выражение морального износа второй формы М₂, %, определяют по формуле:

М₂ = С/В,

где С - стоимость ремонтно-реконструктивных мероприятий (в действующих ценах), направленных на устранение морального износа второй формы, руб.

Метод приблизительной оценки основан на использовании для определения морального износа жилых зданий шкал и таблиц укрупненных показателей, в которых приводится краткая характеристика здания. Данный метод не позволяет с достаточной степенью точности определять размер морального износа, а применяемые шкалы и таблицы пока не учитывают изменения в нормировании теплозащиты зданий.

Объективный метод определения морального износа базируется на оценке фактической комфортабельности жилых зданий. Показатели комфортабельности подразделяют на три группы: показатели оценки объемно-планировочных и архитектурно-конструктивных решений (К_а); показатели санитарно-гигиенической оценки (К_с); показатели оценки уровня инженерного благоустройства (К_б). Значения данных показателей определяются (в баллах по десятибалльной шкале) по специальным таблицам.

В этом случае моральный износ определяют по формуле:

М = (К_о^max - К_о/К_о^max)100,

где К_о^max - максимальные значения общего показателя оценки фактической комфортабельности жилых зданий в баллах (принимаются в зависимости от типа города по специальной таблице); К_о = К_а + К_с + К_б - общий показатель оценки фактической комфортабельности жилых зданий.

Необходимо отметить, что при определении морального износа объективным методом при нахождении показателя оценки санитарно-гигиенических условий в жилых зданиях не учитываются изменения в нормировании теплозащиты ограждающих конструкций.

Зная моральный износ, можно определить остаточную стоимость жилого здания по формуле:

С_ост. = В - (В x М/100),

где С_ост. - остаточная стоимость здания с учетом морального износа, руб.; В - балансовая стоимость здания на момент оценки, руб.; М - моральный износ здания, %.

Оценка износа жилищного фонда может осуществляться на основании показателя общего износа, представляющего собой математическую увязку размеров физического и морального износа:

И_о = И_ф + М - (И_ф x М/100).

Внедрение в практику жилищно-коммунального хозяйства электронно-вычислительной техники позволяет в настоящее время создавать банки данных о состоянии жилищного фонда, которые включают в себя:

постоянную информацию, объединяющую технические и экономические показатели и характеристики, являющиеся условно постоянными (площадь, количество квартир, количество и виды конструктивных элементов и систем инженерного оборудования и др.);

переменную информацию, содержащую данные о техническом состоянии конструктивных элементов и систем инженерного оборудования на момент обследования.

Таблица 2.1 Сравнительные технико-экономические показатели эффективных теплоизоляционных материалов

Название изготовителя и страна-изготовитель	Плотность, кг/м3	Плотность при сжатии, МПа	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м°C)	Толщина, мм	Стоимость (по данным 1996 года)
					Cкуб.м., у.е./м3	Cопт., у.е./м3
ISOVER-AHHLSTREM Плиты из стекловаты OL - L: 100 mm OL - L: 150 mm OL - A: 70 mm OL - A: 100 mm OL - K: 70 mm OL - K: 100 mm	50 50 65 65 130 130	0,008 0,008 0,012 0,012 0,025 0,025	0,033 0,033 0,033 0,033 0,035 0,035	66 66 66 66 70 70	136,90 135,20 169,00 169,00 169,00 169,70	9,01 8,90 11,1 11,2 11,7 11,8
PAROC (Финляндия) плита A-IL	30	-	0,041	82	90,09	7,37
Отечественные минераловатные плиты:
П 200, Тамбов (ГОСТ 22950-78)	200	0,120	0,041	82	101,05	8,27
П 125, Тамбов (ГОСТ 9573-86)	125	0,065	0,041	82	56,84	4,65
ПM-50H, Москва	60	-	0,079	158	65,97	10,4
ПМ-80Р, Москва	90	-	0,074	149	77,02	11,4
ПП-125Т, Москва (ТУ 21-24-52-95, ТР-1-ОП-92	135	-	0,074	149	87,19	12,9
ППЖ-200Т, Москва (ТР-1-ОП-91)	200	-	0,052	104	104,04	10,8
Плиты из пенополистирола (ТИГИ KNAUF):
M 15, ГОСТ 15588-86	15	0,05	0,042	84	58,14	4,87
M 25, ГОСТ 15588-86	25	0,10	0,039	78	66,48	5,17
M 35, ГОСТ 15588-86	35	0,16	0,037	74	98,93	7,30
Полистиролцементная плита (ТУ-5714-005-3128011844-86)	250	0,8	0,07	140	151,79	21,2

В свою очередь, устройство утеплителя с внутренней, наружной или одновременно с внутренней и наружной стороны стены может осуществляться с воздушной прослойкой (вентилируемой или невентилируемой) или без нее.

Материалы теплоизоляционного и защитно-декоративного слоев классифицируются по трем основным признакам: по происхождению входящих в состав компонентов (органические и неорганические); по условиям изготовления (построечное, заводское и комбинированное); по способам крепления (механическое, клеевое, комбинированное и послойное нанесение).

Органические теплоизоляционные материалы делятся на полимерные (пенополистирол, пенопласт и др.) и материалы с использованием природных растительных заполнителей (плиты фибролитовые, камышитовые и др.).

Неорганические материалы утеплителя делятся на следующие группы: бетоны и растворы (перлитобетон, пенобетон, цементо-перлитовый раствор и др.); изделия из минеральной ваты и стекловолокна (плиты минераловатные, минераловатные маты, плиты из стекловолокна и др.).

Органические материалы защитно-декоративного слоя можно разделить на два вида: изделия на основе древесины и полимерные материалы. Неорганические материалы делятся на три вида: бетоны и растворы; металлические материалы; керамические материалы.

Рекомендации по применению окон и балконных дверей с различными значениями сопротивления теплопередаче (Ro, м2·°C/Вт) для жилых и общественных зданий

Градусосутки отопительного периода	Планируемое значение Roтр	Рекомендуемые конструкции деревянных и поливинилхлоридных (ПВХ) окон и балконных дверей	Справочное значение Ro
1	2	3	4
До 2500	0,38	Деревянные ГОСТ 24700 и ПВХ окна с однокамерными стеклопакетами (СПО) Деревянные спаренные по ГОСТ 11214 Деревянные раздельные по ГОСТ 11214	0,38 0,40 0,43
До 4000	0,50	Деревянные по ГОСТ 2400 и ПВХ окна с двухкамерными стеклопакетами (СПД) Деревянные по ГОСТ 24700 и ПВХ окна с СПО и теплоотражающим покрытием внутреннего стекла (ТОП)	0,50 0,53
До 5000	0,55	Деревянные с тройным остеклением по ГОСТ 16289 Деревянные со стеклом и СПО по ГОСТ 24699 Деревянные по ГОСТ 24700 и ПВХ окна с СПО и ТОП Деревянные по ГОСТ 24700 и ПВХ окна с СПО и ТОП, заполнение - аргон	0,55 0,55 0,57 0,60
До 6000	0,65	Деревянные по ГОСТ 24700 и ПВХ окна с СПД и ТОП, межстекольное расстояние 12 и 8 мм, с усиленными сечениями профилей Деревянные спаренные по ГОСТ 11214 с установкой теплового экрана между стекл Деревянные с тройным остеклением по ГОСТ 1689 с ТОП Деревянные со стеклом и СПО с ТОП по ГОСТ 24699	0,65 0,65 0,65 0,65
До 8000	0,75	Деревянные со стеклом и СПО с ТОП по ГОСТ 24699, заполнение - аргон, с усиленным сечением профилей Деревянные со стеклом и СПД с ТОП по ГОСТ 24699, межстекольные расстояния 12 и 8 мм, аргон, с усиленным сечением профилей	0,75 0,75
Свыше 8000	0,85	Деревянные с тройным остеклением с ТОП по ГОСТ 16289 и установкой в спаренной части теплового экрана Деревянные со стеклом и СПО с ТОП по ГОСТ 24699, заполнение - криптон, с усиленным сечением профилей	0,85 1,00

Примечания:

1. До внесения изменений в ГОСТ 11214 – 86, ГОСТ 16289 – 86, ГОСТ 24699 – 81, ГОСТ 24700 – 81 рекомендуется по согласованию с Минстроем России проводить работы по модернизации конструктивных решений окон с учетом современного опыта их производства и применения. При этом в конструкциях окон с сопротивлением теплопередаче выше 0,4 м²·°С/Вт рекомендуется применять 2 ряда уплотнительных прокладок.

2. Сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее чем в 1,5 раза выше сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих изделий.

3. Справочное значение Roприведено для конструкций с отношением площади остекления к площади заполнения светового проема 0,7…0,75.

Приведенные в таблице конструктивные решения не исключают применения других вариантов конструкций окон. Тем не менее, возможность их применения должна быть подтверждена типовыми испытаниями на сопротивление теплопередаче в испытательном центре НИИ строительной физики и других центрах (лабораториях), аккредитованных в Системе сертификации ГОСТ-Р в строительстве на право проведения таких испытаний.

Следует, однако, подчеркнуть, что главным фактором для окон является их функция, материал же из которого они изготовлены, является вторичным фактором. Возникновение проблем вызывается, как правило, не самим материалом, а его неправильным применением, неудачной конструкцией окон или чрезмерными требованиями к его прочности или термическим свойствам.

В научном отделении института оконной техники в Розенхайме разработана табл. 3.3, дающая представление о том, какие критерии играют или могут играть роль при оценке оконных переплетов (для оценки применяется четырехбальная шкала). С помощью данной таблицы можно легко выбрать материал оконных и балконных переплетов для определенных условий их замены и эксплуатации.

Таблица 3.3

Оценка материалов окон и балконных дверей

Критерии оценки	Материалы и их комбинации
	Алюминий		Древесина		Комбинация древесины с алюминием			Пластмасса
	Без термического упрочнения	С термическим упрочнением	С глазурованной поверхностью	С красочным покрытием	Алюминий снаружи	Древесина изнутри		ПВХ	ПУР
						С глазурованным покрытием	С красочным покрытием
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1. Внешний вид поверхности: 1.1. Естественный (фактура материала, характерность и т.д.)	1...2	1...2	3...4	1...2	1...2	3...4	1...2	1...3	1...2
1.2. Возможность окрашивания	3...4	3...4	1...3	3...4	3...4	1...3	3...4	1...3	1...2
2. Возможность разнообразия внешнего вида: 2.1. Величина (размеры)	4	3	3	3	3	3	3	2...3	1...2
2.2. Форма, внешний вид (все криволинейные формы и т.д.)	3	2	4	4	3	3	3	2...3	1...2
2.3. Членение (отгибы, горбыльки и т.д.)	3	2...3	4	4	3	3	3	2...3	1...2
2.4. Вид профилей	2	2	4	4	2	3	3	2	1...2
3. Стойкость против старения и воздействия климатических факторов	3...4	3...4	2...3	3	3...4	3	3	3	3
4. Плотность примыкания (воздухопроницаемость швов, стойкость к прониканию воды)	3...4	3...4	3...4	3...4	3...4	3...4	3...4	3...4	3...4
5. Теплозащита	0...2	1...3	4	4	4	4	4	3...4	3...4
6. Конденсация влаги	0	1...2	4	4	3...4	3...4	3...4	3	3
7. Изоляция звука	3...4	3...4	3...4	3...4	3...4	3...4	3...4	3...4	3...4
8. Стойкость к разрушению	3	3	2	2	3	3	3	2	2
9. Возможность установки дополнительных устройств (вентиляторов, жалюзей и т.д.)	3	3	4	4	4	4	4	3	2
10. Чистка	3	3	2	3	3	2	3	3	3
11. Затраты на содержание (переплетов, включая уплотнение и приборы)	3...4	3...4	2	2	3...4	3	3	3	3
12. Ремонтопригодность: 12.1. Поверхности	3...4	3...4	2	2	3...4	3	3	3	3
12.2. Всего остального (устранение повреждений, замена разрушительных элементов и т.д.)	1...2	1...2	3	3	1...2	3	3	1...2	0...1

Условные обозначения (критерии оценки свойств): 0 – неудовлетворительно; 1 – пригодно; 2 – удовлетворительно; 3 – хорошо; 4 – очень хорошо.

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Расчет теплозащитных характеристик ограждающих конструкций зданий выполняется в соответствии с требованиями и по методикам, изложенным в СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника" и СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий".

Значения теплотехнических характеристик строительных, в том числе теплоизоляционных, материалов в конструкциях под воздействием эксплуатационных факторов изменяются во времени и могут существенно отличаться от значений, получаемых при лабораторных испытаниях и указанных в технических условиях.

При проектировании используются расчетные значения коэффициента теплопроводности материалов ограждающих конструкций в условиях эксплуатации А и Б, приведенных в СНиП II-3-79*.

Расчетные параметры окружающей среды для различных регионов принимаются по СНиП 23-01-99 "Строительная климатология ".

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяется исходя из необходимости соблюдения санитарно-гигиенических требований, условий комфортности и требований энергосбережения.

Термическое сопротивление отдельного слоя многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле:

R=δ/λ, (1)

где δ - толщина слоя, м;

λ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м²*⁰С).

Расчетный коэффициент теплопроводности каждого слоя конструкции принимается по Приложению 3 СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника".

Необходимый уровень теплозащиты наружных ограждений зданий определяется требованиями СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" в зависимости от числа градусо-суток отопительного периода (ГСОП) для каждого региона.

1. Приведенное сопротивление теплопередаче R₀, м²*⁰С/Вт, ограждающих конструкций, а также окон и фонарей (с вертикальным остеклением или с углом наклона более 45⁰) следует принимать не менее нормируемых значений R_req м²*⁰С/Вт, определяемых по табл.4 СНиП 23-02 в зависимости от градусо-суток района строительства R_req, , ⁰С*сут.

Значения R_red для величин D_d отличающихся от табличных, следует определять по формуле:

R_req=а D_d + b, (2)

где D_d - градусо-сутки отопительного периода для конкретного пункта;

a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы 4 СНиП 23-02.

Градусо-сутки отопительного периода (D_d, ⁰С*сут) , определяют по формуле:

D_d= (t_int-t_ht) z_ht, (3)

где t_int - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, ⁰С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз.1 табл.4 по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 ( в интервале 20-22⁰С), для группы зданий по поз.2 табл.4- согласно классификации помещений и минимальных значений оптимальной температуры по ГОСТ 30494 ( в интервале 16-21⁰С), зданий по поз.3 табл.4- по нормам проектирования соответствующих зданий;

t_ht, z_ht - средняя температура наружного воздуха, ⁰С, и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10⁰С- при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8⁰С- в остальных случаях.

 

2. Для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23Вт/м³ и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12⁰С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных) R_req, м²*⁰С/Вт, следует принимать не менее значений, определяемых по формуле:

R_req=n (t_int-t_ext)/ ∆t_nα_int, (4)

где n- коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в табл.6 СНиП 23-02;

∆t_n- нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха t_int и температурой внутренней поверхности τ_int ограждающей конструкции, ⁰С, принимаемый по табл.5 СНиП 23-02;

α_int- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/м²*⁰С, принимаемый по табл.7 СНиП 23-02;

t_int- то же, что и в формуле (3); для всех зданий

t_ext- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ⁰С, для всех зданий, кроме производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01.

3. В производственных зданиях, предназначенных для сезонной эксплуатации, в качестве расчетной температуры наружного воздуха в холодный период года, t_ext , ⁰С, следует принимать минимальную температуру наиболее холодного месяца, определяемую как среднюю температуру января по табл.3* СНиП23-01, уменьшенную на среднюю суточную амплитуду температуры воздуха наиболее холодного месяца (таблица 1* СНиП23-01).

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀, м²*⁰С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев по формуле:

R₀ = R₁+ R₂+ R₃, (5)

Для Санкт-Петербурга:

Градусо-сутки отопительного периода (D_d) вычисляем по формуле (3):

D_d =(20-(-0,9))239= 4995,1 (⁰С*сут) - для жилых зданий;

D_d =(18-(-1,8))220= 4356 (⁰С*сут) - для общественных зданий;

D_d =(16-(-1,8))220= 3916 (⁰С*сут) - для производственных зданий;

Нормируемые значения R_req вычисляем по формуле (2) с учетом примечания табл.4 СНиП 23-02:

R_req=0,00035*4995,1+1,4=3,15 ( м²*⁰С/Вт) - для жилых зданий;

R_req=0,0003*4356+1,2=2,51 ( м²*⁰С/Вт) - для общественных зданий;

R_req=0,0002*3916+1,0=1,78 (м²*⁰С/Вт) - для производственных зданий;

Нормируемые значения R_req для производственных зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12⁰С вычисляем по формуле (4):

R_req=1(12-(-26))/5,0* 8,7=0,87 (м²*⁰С/Вт).

Нормируемые значения R_req для производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, вычисляем по формуле (4):

R_req=1(16-(-7,7-5,6))/5,0* 8,7=0,67 (м²*⁰С/Вт).

 

На протяжении последних десятилетий в пригородной зоне чаще всего строили дома из бруса или бревен, каркасные домики и коттеджи с кирпичными стенами толщиной не более чем в 2 кирпича. Низкий уровень теплозащиты таких домов вынуждал владельцев затрачивать на отопление значительные средства или отказываться от проживания за городом в холодное время года. В начале 2000 года вступили в силу новые требования к теплозащите ограждающих конструкций. Есть ли смысл владельцам частных коттеджей тратить средства на дополнительное утепление дома, соответствующее современным требованиям теплозащиты? Ответ на этот вопрос можно получить, сравнив теплопотери домов, утепленных в соответствии со старыми и современными требованиями.

Обогреть дом при таких теплопотерях возможно при мощности системы отопления 30 кВт. (Таблица N1.)

Таблица N1. Теплопотери типового 2-этажного дома с мансардой общей площадью 205 м², утепленного в соответствии с прежними нормами.

Элементы конструкции здания	Стены	Окна	Кровля	Пол	Двери	Затраты тепла на вентиляцию	Требуемая мощность системы отопления
Теплопотери, Вт	13400	6737	4164	1917	1144	3656	29945

 

Требуемая мощность системы отопления для обогрева дома с современным уровнем теплозащиты понизилась до 15 кВт. (Таблица N2.)

Таблица N2. Теплопотери типового 2-этажного дома с мансардой общей площадью 205 м², утепленного в соответствии с новыми нормами.

Элементы конструкции здания	Стены	Окна	Кровля	Пол	Двери	Затраты тепла на вентиляцию	Требуемая мощность системы отопления
Теплопотери, Вт	3517	5142	1116	1154	830	3656	14345

 

Из этого примера видно, что устройство хорошей теплозащиты позволяет экономить до 50% энергии, расходуемой на отопление. По этой причине целесообразность единовременного вложения средств в утепление дома не вызывает сомнений; в противном случае владельцу долгие годы придется обогревать не только свой дом, но и улицу.

Хорошее утепление дома важно не только с финансовой точки зрения. Мы все стремимся за город, чтобы подышать свежим воздухом, незагрязненным сажей и оксидами азота. Уменьшение расхода сжигаемого топлива в 2 раза резко сокращает количество выбросов в атмосферу, поэтому повышение уровня теплозащиты жилых зданий позволяет существенно улучшить экологическую обстановку.

Стены, кровля и окна называются наружными ограждающими конструкциями здания потому, что они ограждают жилище от различных атмосферных воздействий - низких температур, влаги, ветра, солнечной радиации.

При образовании разности температур между внутренней и наружной поверхностями ограждения, в материале ограждения возникает тепловой поток, направленный в сторону понижения температуры. При этом ограждение оказывает большее или меньшее сопротивление R_o тепловому потоку. Конструкции с большим R_o имеют лучшую теплозащиту. Нормирование теплозащитных свойств наружных ограждений производится в соответствии со строительными нормами СНиП II-3-79* (выпуск 1998 г.) с учетом средней температуры и продолжительности отопительного периода в районе строительства (СНиП 23.01-99 "Строительная климатология"). Не вдаваясь в подробности, укажем лишь, что для Санкт-Петербурга и области приведенное сопротивление теплопередаче R_o ограждающих конструкций должно быть не менее 3,2 м² °C/Вт. (Таблица N3)

Таблица N3. Сопротивление теплопередаче R_o различных видов ограждающих конструкций.

Наименование конструкции	Сопротивление теплопередаче Ro, м2 °C/Вт	Величина теплопотерь, Вт/м2, через ограждение при tв=20 °C и tн=-28 °C
Двойное остекление в раздельных деревянных или ПВХ переплетах	0,42	114,3
Тройное остекление в раздельно-спаренных деревянных или ПВХ переплетах	0,55	87,3
Стена из обыкновенного глиняного кирпича толщиной 510 мм на цементно-песчаном растворе с внутренней и наружной штукатуркой	0,85	56,5
Деревянная брусчатая стена толщиной 200 мм	1,27	37,8
Трехслойная кирпичная стена из обыкновенного глиняного кирпича толщиной 380 мм с утеплением плитами из минеральной ваты толщиной 120 мм	3,2*	15

 

*конструкции стен с сопротивлением теплопередаче R_o=3,2 м² °C/Вт и более соответствуют современному уровню теплозащиты для Москвы и Подмосковья

Теплозащитные свойства стены зависят от ее толщины d и коэффициента теплопроводности материала l, из которого она построена. Если стена состоит из нескольких слоев (например, кирпич-утеплитель-кирпич), то ее термическое сопротивление будет зависеть от толщины d_i, и коэффициента теплопроводности материала каждого слоя.

Способность материала проводить тепло характеризуется коэфициентом l. Чем хуже материал проводит тепло, тем ниже коэффициент l, того материала. (Таблица N4).

Таблица N4. Коэффициенты теплопроводности l различных материалов.

Материал	Плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводности l в сухом состоянии, Вт/м °C
Сталь стержневая арматурная	7850	58
Железобетон	2500	1,69
Древесина	500	0,09
Плиты из минеральной ваты	40	0,039

 

Теплозащитные свойства ограждающих конструкций сильно зависят от влажности материала. Подавляющее большинство строительных материалов содержит определенное количество мельчайших пор, которые в сухом состоянии заполнены воздухом. При повышении влажности поры заполняются влагой, коэффициент теплопроводности которой в 20 раз больше, чем у воздуха, что приводит к резкому снижению теплоизоляционных характеристик материалов и конструкций. Поэтому в процессе проектирования и строительства коттеджей необходимо предусмотреть мероприятия, препятствующие увлажнению конструкций атмосферными осадками, грунтовыми водами и влагой, образующейся в результате конденсации водяных паров, диффундирующих через толщу ограждения.

При эксплуатации домов, в результате воздействия внутренней и наружной среды на ограждающие конструкции, материалы находятся не в абсолютно сухом состоянии, а имеют несколько повышенную влажность. Это приводит к увеличению коэффициента теплопроводности материалов и снижению их теплоизолирующей способности. Поэтому при оценке теплозащитных характеристик конструкций необходимо использовать реальное значение коэффициента теплопроводности в условиях эксплуатации, а не в сухом состоянии. (Таблица N5).

Таблица N5. Коэффициенты теплопроводности l различных материалов.

Материал	Плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводности l, Вт/м °C
		в сухом состоянии	расчетное значение для условий Санкт-Петербурга и области
Кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе	1800	0,56	0,84
Блоки из ячеистого бетона	600-800	0,14-0,21	0,26-0,37
Древесина (поперек волокон)	500	0,09	0,18
Плиты из минеральной ваты	40	0,039	0,047
Плиты из стекловаты	14	0,035	нет данных

 

Как известно, влагосодержание теплого внутреннего воздуха выше, чем холодного наружного. По этой причине диффузия водяных паров через толщу ограждения всегда происходит из теплого помещения в холоде.

Если с наружной стороны ограждения расположен плотный материал, плохо пропускающий водяные пары, то часть влаги, не имея возможности выйти наружу, будет скапливаться в толще конструкции. Если у наружной поверхности расположен материал, не препятствующий диффузии водных паров, то вся влага будет свободно удаляться из ограждения (Рис. 1)

Рис.1
Мокрая стена	Сухая стена
	м атериал, хорошо проводящий водяные пары м атериал, плохо проводящий водяные пары д иффузия водяных паров

При проектировании коттеджа необходимо учитывать тот факт, что однослойные стены толщиной 400-650 мм из кирпича, керамических камней, мелких блоков из ячеистого бетона или керамзито-бетона обеспечивают сравнительно невысокий уровень теплозащиты (приблизительно в 3 раза меньше требуемой).

 

Рис.2

1 - наружная стенка; 2 - утеплитель; 3 - внутренняя стенка

 

Высокими теплоизоляционными характеристиками, соответствующими современным требованиям, обладают трехслойные ограждающие конструкции, состоящие из внутренней и наружной стенок из кирпича или блоков, между которыми размещен слой теплоизоляционного материала. Внутренняя и наружная стенки, соединенные гибкими связями в виде арматурных стержней или каркасов, уложенных в горизонтальные швы кладки, обеспечивают прочность конструкции, а внутренний (утепляющий) слой - требуемые теплозащитные параметры. Толщина утепляющего слоя выбирается в зависимости от климатических условий и вида утеплителя (Рис.2).

Из-за неоднородной структуры трехслойной стены и применения материалов с различными теплозащитными и пароизоляционными характеристиками в толще конструкции может образовываться конденсационная влага, наличие которой снижает теплоизоляционные свойства ограждения. Поэтому при возведении трехслойных стен следует предусмотреть их защиту от увлажнения (Таблица N6).

Таблица N6. Защита конструкций от увлажнения.

Причина увлажнения	Способ защиты	Виды конструкций
Диффузия водяных паров из внутренних помещений наружу через стены	 внутренняя стенка (1) трехслойной стены всегда должна быть толще наружной (2);  плотные материалы (3) в многослойных стенах всегда располагают ближе к внутренней поверхности, а более пористые (4) ближе к наружной;  наружную стенку (2) трехслойного ограждения лучше выполнять из менее плотного материала;  при расположении плотных материалов (5) у наружной стороны трехслойной конструкции следует предусмотреть вентилируемую воздушную прослойку (6) с "холодной" стороны утеплителя;  для удаления влаги из стены воздушную прослойку (б)устраивают ближе к наружной поверхности стены;  для обеспечения свободного удаления влаги из толщи конструкции пароизоляцию (7) устраивают с "теплой" (внутренней) стороны утеплителя
Атмосферные осадки	 устройство карнизов (8), выступающих над фасадом на 400-500 мм;  устройство отмостки (9) вокруг здания;  отделка наружной поверхности стен паропроницаемыми водостойкими материалами (отделочный кирпич, известковая штукатурка, виниловая вагонка (сай-динг)
Капиллярный подсос грунтовой влаги	Устройство горизонтальной гидроизоляции (10) в нижней части стены выше уровня земли и ниже перекрытия первого этажа