1. Загальні відомості

Приблизно четверта частина палива, яка спалюэться в Україні, витрачається для теплопостачання житлових будинків і суспільних будинків. Найбільше тепла витрачається на опалення, (більше 75%) і на гаряче водопостачання.

Через конструкції, що обгороджують, опалювальних будинків іде в атмосферу теплова енергія, для виробництва якої спалюється багато палива. Ніж гірше теплоізоляційні якості огороджень, тим більше потрібно спалити палива в казанах. Опалювати погано ізольований будинок — це однаково що виливати дороге паливо на вулицю. На рис. 8.1 показані два однакових удома, один із яких побудований відповідно до вимог до теплозахисту, що діяли донедавна, а іншої - відповідно до нових вимог, уведеними в Україні з 1995 року. З рисунка видно, що кількість тепла й відповідного йому палива, що втрачає через стіни, вікна, підлогу, стеля, а також через систему витяжної вентиляції в добре теплоізольованному будинку на 46% менше, ніж у будинку зі звичними конструкціями, що обгороджують. Економія рідкого палива, віднесена на одного середнього розміру двохкімнатну квартиру становить 690 літрів тільки за один опалювальний сезон. Енергії, що втримується в зекономленому однією квартирою паливі, вистачило б для подорожі на легковому автомобілі з України в Індію.

А) 1500 л. у рік. 100% Б) 810 л. у рік. 54%

Рисунок 8.1 Потреба в паливі в літрах у рік на опалення звичайної 2-кімнатної квартири в багатоповерховому будинку, побудованому по нормах теплозахисту, що действовали в Україні до 1994 року (А) і уведеним з 1995 року (Б). Показано втрати палива, що компенсують тепловтрати через стіни, вікна, стеля й підлога, а також втрати через витяжну вентиляцію.

2. Теплова ізоляція стін

Ще недавно теплозахистні властивості стін можна було грубо оцінити по їхній товщині. Уважалося, наприклад, що стіна в півтори цегл (38 див) недостатньо тепла, у дві цегли (51 див) - нормальна, а в 2,5 цегли (64 див) - цілком забезпечує тепловий захист будинку. Одношарові стіни великопанельних будинків з легкого бетону товщиною 30 див не завжди задовольняли вимогам норм, що діяли, по опорі теплопередачі, а товщина 35 див звичайно виявлялася прийнятною.

Уведені в Україні нові нормативи змушують у корені переглянути сформовані погляди. Стіни з монолітної цегельної кладки для північних районів України повинні були б тепер возводяться товщиною біля півтора метрів, а товщина одношарових легкобетонних панелей повинна була б бути близько 65 див. Звичайно, на практиці це виконати неможливо, і тому єдиним способом утеплення стін повинне стати застосування шаруючи з ефективного утеплювача.

При будівництві нових будинків теплоізоляційний шар з мінеральної вати, пористої пластмаси або інших утеплювачів розташовують звичайно усередині стінової конструкції.

Для великопанельних будинків необхідно застосовувати тришарові стінові панелі, у яких між двома конструктивними шарами із залізобетону розташовують шар утеплювача. Основною проблемою при цьому є пристрій зв'язків між конструктивними шарами. Найпростіші - це тверді зв'язки з бетону. Вони міцно з'єднують конструктивні шари, але їхня теплопровідність занадто велика. Тому панелі із твердими зв'язками навіть при наявності в середені їх ефективного утеплювача служать недостатньо гарним теплозахистом для будинку. Більше зробленими з теплотехнічної точки зору є панелі із гнучкими зв'язками, однак для їхнього пристрою необхідна арматури з нержавіючої сталі.

Конструкція цегельної стіни споруджуваного будинку також повинна містити в собі теплоізоляційний шар. Звичайно в таких випадках виконують колодцеву кладку, що складається із двох поздовжніх стін, розташованих на відстані в полцеглини друг від друга й з'єднаних конструктивними зв'язками. простір, Що Утвориться між стінками, заповнюють утеплювач-мінеральною ватою, пористою пластмасою, перлітовим піском або легенею керамзитовим гравієм. Щоб уникнути осідання утеплювача, висота безперервного ізоляційного шару не повинна бути більше одного метра. Для цього встановлюють тверді горизонтальні діафрагми, наприклад, з армованого цементно-пісчанного розчину.

При утепленні існуючих будинків доводиться прикріплювати до стін додатковий теплоізоляційний шар. Його можна розташовувати із зовнішньої й із внутрішньої сторони стіни, однак при розміщенні теплоізоляції зовні будинки досягаються важливі переваги, якими, як правило, зневажати не слід. От головні із цих переваг:

• Утеплюється вся поверхня стіни, включаючи вузли примикання перекриттів, які при утеплення зсередини ставали б теплопровідними включеннями;

• Масивна частина стіни, що розташовувалася до утеплення в зоні низьких температур, після реконструкції переміщається в теплу зону. Це охоронить неї від передчасного руйнування, викликуваного сезонними коливаннями температур і атмосферною вологою;

• Підвищуються теплоаккумуляційні властивості стін, у результаті чого тепловий комфорт усередині будинку повинен покращитися, і внутрішня температура буде в меншому ступені реагувати на нестабільність теплового потоку від системи опалення або потоку в навколишнє середовище;

• Утеплення виробляється без зменшення корисної площі будинку;

• Роботи з утеплення будинку виробляються без порушення нормального життя його мешканців, які при цьому не заважають проведенню робіт.

• Незважаючи на ці переваги, у деяких випадках доводиться утеплювати стіни із внутрішньої сторони, -наприклад, якщо утеплюється старий будинок, фасади якого являють собою архітектурну або історичну цінність.

У таблиці 8.1 представлені енергетичні показники теплової ізоляції стін існуючих будинків.

Таблиця 8.1 Теплотехнічні показники реконструкції стін існуючих будинків із пристроєм теплоізоляції

До реконструкції				Після реконструкції
Матеріал стіни	Товщина	Термічний опір	Теплові втрати	Товщина шару мін. вати	Термичний опір	Теплові втрати	Річна економія
	см.	м2·°С Вт	ГДж м2·рік	мм	м2·°С Вт	ГДж м2·рік	ГДж м2·рік
Цегла	38	0,63	0,48	50	1,69	0,18	0,30
				100	2,30	0,13	0,35
	51	0,79	0,38	50	1,62	0,19	0,19
				100	2,46	0,12	0,36
	64	0,95	0,32	50	1,78	0,17	0,15
				100	2,62	0,12	0,20
Керамзито бетон	30	0,89	0,34	50	1,72	0,18	0,16
				100	2,56	0,12	0,22
	35	1,01	0,30	50	1,85	0,16	0,14
				100	2.68	0,11	0,19

Рис. 8.2 Динаміка росту величин термічного опору стін житлових будинків по будівельних нормах Данії й України.

Примітки:

1. Дані 1994 року для Данії наведені по проекті датських будівельних норм ВR-95;

2. Дані, що ставляться до України, наведені для клімату м.Києва

3. Розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування опалення в Копенгагені -12°С, у Києві -22°С.

З 1995 в Україні діють нові нормативи термічних опорів конструкцій, що обгороджують, які в 2...2,5 рази перевищують колишні. Відповідно до нових нормативів термічний опір зовнішніх стін для північних районів країни не повинне бути менше 2,2 м² °С/Вт. З табл. 8.1 видно, що додатковий шар мінеральної вати товщиною 50 мм не забезпечує нормативного теплозахисту.

Рівень нормативного теплозахисту має тенденцію до росту в багатьох країнах Європи, однак у країнах ЄС він росте випереджальними темпами. На рис. 8.2 показана динаміка росту величини термічного опору стін в Україні й у Данії. У країнах Європи, де ціни на паливо різко зросли після нафтової кризи 1973 року, вимоги до теплозахисту стін почали посилюватися приблизно на 20 років раніше, ніж в Україні, який ще треба буде пройти свій шлях у напрямку енергозбереження.

Для теплоізоляції стін найчастіше використають мінеральну вату, що може прикріплюватися до фасадної площини стіни за допомогою рейок з наступним облицюванням оздоблювальним матеріалом (рис. 8.3 ). Збільшення термічного опору стін - це найбільш важливий процес у комплексі робіт з утеплення будинку, однак у багатьох випадках, особливо для малоповерхових будинків, не менш важливо утеплити покриття.

Рис. 8.3 Конструкція утеплення фасадної площини зовнішньої стіни мініраловатними плитами із кріпленням їх за допомогою рейок.