1. Тепловые потери в зданиях

Для определения теплопотери отдельными помещениями и зданием в целом необходимо иметь следующие исходные данные: планы этажей и характерные разрезы по зданию со всеми строительными размерами; выкопировку из генерального плана с обозначением стран света и розы ветров; назначение каждого помещения; место постройки здания (название населенного пункта); конструкции всех наружных ограждений, обоснованные теплотехническим расчетом.

Все отапливаемые помещения здания на планах следует обозначать порядковыми номерами (начиная с №01 и далее — помещения подвала; с № 101 и далее — помещения первого этажа; с № 201 и далее — второго этажа и т. д.). Помещения нумеруют слева направо, причем лестничные клетки обозначают отдельно буквами или римскими цифрами и независимо от этажности здания рассматривают как одно помещение.

Потери теплоты помещениями через ограждающие конструкции, учитываемые при проектировании систем отопления, разделяются условно на основные и добавочные.

Трансмиссионные теплопотери

Плохая заделка окон, подоконной доски, стен, перекрытий может привести к повышенной теплопотере и скоплению конденсата на окнах. В панельных домах основной источник теплопотери - это плохо заделанные стыки панелей. Такой недостаток часто наблюдается в случае, если здание построено из объемных блоков. Процентное соотношение тепловых потерь через ограждающие конструкции в зданиях представлено на рисунке.

Рис. 1. Схема распределения тепловых потерь

через ограждающие конструкции

Энергопотребление здания на 1 кв.м. в настоящее время составляет 1,018 млн. кВт/час, и по новому СНиПу – 1,750 млн. кВт/час с учетом повышения теплоизоляции на 15%.

Новая версия СНиП предполагает снижение толщины стен на 37% по сравнению с действующими нормами. Соответственно, дома, построенные и реконструируемые по проектам, выполненным по актуализированной редакции СНиП, будут требовать больше энергии.

Рис. 2. Объем установки навесных фасадных систем теплоизоляции (НФС) в России

На данный момент энергопотребление здания на 1 кв.м составляет 1,018 млн кВт/час. При принятии новых норм оно составит 1,750 млн кВт/час (учитывая 15%-е повышение требований к теплоизоляции зданий в соответствии с постановлением Правительства РФ).

Стоимость материалов для утепления фасадов по технологии НФС (навесные фасадные системы) составляет от 1500 руб. за кв.м. с облицовкой керамогранитом и от 2500 руб. за кв.м с облицовкой алюмокомповитными панелями.

Рис. 3. Объем утепления фасадов СФТК в России

(системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями)

Традиционные строительные материалы (железобетон, кирпич, дерево) не способны в однослойной ограждающей конструкции обеспечить требуемое значение термического сопротивления. Оно может быть достигнуто лишь в многослойной ограждающей конструкции, где в качестве утеплителя применяется эффективный теплоизоляционный материал.

В соответствии с современными строительными нормами требуемое сопротивление теплопередачи увеличилось в 3 – 3,5 раза по сравнению со старыми нормами. Рост цен на тепловую энергию и коммунальные услуги также выдвигает на передний план жизненно важную потребность в повышении теплозащиты зданий для снижения затрат на отопление в процессе эксплуатации.

По зарубежной статистике, отопление жилых помещений составляет 30% конечного объема потребляемой энергии и является областью наибольших энергозатрат. Однако, вместе с этим, в этой области потенциал энергоэкономии составляет свыше 50% (дома старой и новой постройки) и связан с незначительным капиталовложением.

Одним из основных источников тепловых потерь в здании являются окна. Удельный тепловой поток через двухслойное остекление примерно в 5 раз превышает тепловой поток, проходящий через стены. Но, учитывая, что площадь остекления в обычном доме составляет 15 – 20% от площади стен, можно считать, что тепловые потери через стены превышают потери через оконные проемы. В общем объеме суммарных тепловых потерь всего здания потери тепла через стены – максимальны.

Энергетическая эффективность от утепления фасадов достигается при условии выполнения одновременно работ по замене оконных и балконных блоков, остеклению балконов и лоджий.

При отсутствии теплоизоляции здания, точка росы внутри ограждающей конструкции - стены промерзают. Потери тепла составляют до 80% (рис. 4, а).

При применении внутренней теплоизоляции ограждающая конструкция не может аккумулировать тепло, помещение быстро нагревается и быстро охлаждается. Между внутренней стеной и теплоизолирующем слоем возникает зона конденсации пара. На внутренней стене появляется грибок и плесень. Возможность промерзания стен остается. Потери тепла частично уменьшаются (рис. 4, б).

При применении наружной теплоизоляции точка росы переходит в теплоизолирующий слой, ограждающая конструкция накапливает тепло и температурные колебания в ней минимальны. Потери тепла приблизительно равны 0 (рис. 4, в).

а) б) в)

Рис. 4. Схема здания: а) без теплоизоляции; б) с внутренней теплоизоляцией стен;

в) с наружной теплоизоляцией стен

Одним из способов снижения энергозатрат является применение навесной фасадной системы.

Энергозатраты жилого дома с установленной системой навесного вентилируемого фасада на 30% ниже и составляет 30-70 кВтч/(м²), что соответствует 3-7 л жидкого топлива в год на каждый м². Такое жилье по праву может называться энергоэкономичным.

Для того чтобы устранить теплопотери, рекомендуется на стадии проектирования производить подробные технические расчеты и расчет температурных полей всех узлов сопряжений здания. Для этого используют данные теплограмм (рис. 5). При наличии указанных расчетов, возможно, предсказать слабые места и провести теплотехническую оптимизацию уже на стадии проектирования.

Рис. 5. Температура наружной поверхности исследуемых участков

определяется по полученным теплограммам