Основы энергосбережения в строительстве

•проведение научно-исследовательских, опытно-конструкторс- ких, опытно-технологических, экспертных, специализированных, монтажных, наладочных, ремонтных и других видов работ (услуг), связанных с повышением эффективности использования и экономии топливно-энергетических ресурсов;

•информационное обеспечение юридических и физических лиц, подготовка кадров для сферы энергосбережения;

•разработка и внедрение эффективных систем управления энергосбережением и средств контроля за эффективным использованием топливно-энергетических ресурсов.

•Учет топливно-энергетических ресурсов (ТЭР).

Весь объем добываемых, производимых, перерабатываемых, транспортируемых и потребляемых топливно-энергетических ресурсов подлежит обязательному учету.

Порядок и условия оснащения пользователей и производителей топливно-энергетических ресурсов приборами учета их расхода, а также порядок разработки и утверждения правил пользования электрической и тепловой энергией, природным и сжиженным газом, продуктами нефтепереработки устанавливаются правительством Республики Беларусь.

• Образование и подготовка кадров для сферы энергосбережения.

Высшие, средние специальные и профессионально-технические учебные заведения, а также учреждения повышения квалификации и переподготовки кадров в программах по обучению и подготовке специалистов в области энергообеспечения должны предусматривать соответствующие курсы по энергосбережению.

Еще в 1989 г. в БССР никто не считал, что стены нужно утеплять, а теперь это первоочередная потребность.

Многие владельцы коттеджей, которые сэкономили на теплоизоляции дома, в дальнейшем несут неизмеримо большие расходы на отопление.

Если учесть ситуацию с энергоресурсами и ценами на нефть, то ситуация для Республики Беларусь представляется очень сложной.

В 1992 г. бывший Государственный комитет по строительству Республики Беларусь утвердил нормы и рекомендации на тепловое сопротивление элементов зданий.

10

Однако панельных конструкций, которые соответствуют новым нормам, нет до сих пор.

Кроме того, теплопотери через уплотнения в окнах не нормируются вообще.

ВНорвегии, Дании, Нидерландах, США, Швеции и других странах уже построены десятки тысяч домов, которые полностью или частично обогреваются за счет альтернативных источников энергии (солнечная энергия, ветер, вода). У нас такого опыта нет.

ВГермании строительные организации и домовладельцы несут совместную ответственность за энергопотребление дома.

Как правило, теплоизоляция большинства белорусских домов не соответствует требованиям стандартов.

Термическое сопротивление (тепловое сопротивление) RT -

способность тела (его поверхности или какого-либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул. Различают

полное термическое сопротивление: RT ~ j/^ - величину, обратную коэффициенту теплопередачи к, и поверхностное термическое

сопротивление - величину, обратную коэффициенту теплоотдачи. Термическое сопротивление (сопротивление теплопередаче, сопротивление теплопроводимости стенки) однородной ограждающей конструкции или слоя многослойной конструкции равно отноше-

нию толщины слоя 8 к его коэффициенту теплопроводности X:

Дх = - ^ - , ( м 2 К ) / В т ,

Kff

где 8 или d - толщина слоя утеплителя, м;

A.eff — эффективная теплопроводность однослойной композиции или теплоизоляционного слоя, зависит от средней плотности ро, влажности W и температуры материала t\

Ks=f(Po,W,t).

Эта формула в рекламных проспектах и буклетах, предлагаемых фирмой ROCKWOOL, представляется как «Супер формула».

11

Термическое сопротивление сложной системы (например, мна гослойной тепловой изоляции) равно сумме термических сопротив лений отдельных слоев.

Термическое сопротивление численно равно температурном] напору, необходимому для передачи единичного теплового поток: (равного 1 Вт/м2) к поверхности тела или через слой вещества; вы ражается в (м2 К)/Вт или (м2 С)/Вт.

Есть отличия в единицах измерения в разных нормативных да кументах:

Вт / (м • °С) - в СНБ 2.04.01.97;

Вт/ (м К ) - в ГОСТ 7076 Р.

Для вычисления коэффициента теплопроводности каменны? материалов в воздушно-сухом состоянии используется формулг В.П. Некрасова:

А, = 1,16 Vo,0196 +0,22d 1 - 0,16, Вт/(м -°С),

где d - относительная плотность:

d = РОмат

Рводы

или вместо dв формулу В.П. Некрасова можно подставить р0 (в г/см3). Степень теплопроводности материала характеризует коэффициент X, который численно равен количеству тепла, проходящего через стену толщиной 1 м и площадью 1 м2 за 1 час при разности тем-

ператур противоположных поверхностей стены в 1 К:

где Q - количество тепла, Дж; 8 - толщина материала, м;

12

А - площадь сечения, перпендикулярного направлению теплово-

ГО потока, м2 ,

(ti - h) - разность температур, К;

Т - продолжительность прохождения тепла, ч.

Чем больше величина сопротивления теплопередаче R, тем эффективнее утеплитель и более энергосберегаем дом (рис. 1).

неутепленный

УГОЛЬ notpefirt 2$40wtan

elSOwM»

Рис. 1.1

В зарубежной технической литературе используется иное понятие коэффициент теплопередачи (КТП), тепловая проводимость стенки:

к = — 5 Вт/(м -К), 5

т.е.

Rт

13

КТП надо снижать. Например, если к = 1,8 Вт/(м2 • К), то соответственно RT = 0,56 (м2 • К)/Вт.

КТП- единица, которая обозначает прохождение теплового потока мощностью 1 Вт сквозь элемент строительной конструкции площадью 1 м2 при разнице внутренней и внешней температуры в 1 К.

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций жилищного фонда Беларуси, построенного в основном в 60-90-х годах

XXвека, Rx = 0,8... 1,74 (м2 -°С)/Вт.

ВСНБ 2.04.01-97 приведены численные значения RTHOpM- нормативного (требуемого) сопротивления теплопередаче ограждающих

Таблица 1.1

Значения нормативного сопротивления теплопередаче

От принятого сопротивления теплопередаче RT зависят толщина наружных стен и расход топлива на отопление зданий (табл. 1.2).

14

В дополнении № 5 к Постановлению Государственного комитета по строительству от 07.04.1992 г. указаны рекомендуемые значения сопро- т и в л е н и я теплопередаче, в частности, не менее 3,5.. .5,0 (м2 • °С)/Вт для стен (новое строительство).

Таблица 1.2

Необходимая толщина наружной стены для обеспечения сопротивления теплопередаче i?T= 2,0 (м2 • °С)/Вт

Таблица 1.3

Приведенное сопротивление теплопередаче заполнений наружных световых проемов (окон и балконных дверей)

по СНБ 2.04.01-97

15

Окончание табл. 1.3

Минимальные необходимые значения температуры приведены в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Нормативные значения температуры в помещениях

16

Окончание табл. 1.4

Последствия понижения температуры в помещении следующие: когда вместо 18 °С в квартире будет 15, а то и 12 °С, такая политика экономии вредная, разрушительная и чрезмерно затратная, потому что люди болеют, здания разрушаются, а расход топлива резко увеличивается (увеличивается расход газа, горячей воды и электроэнергии).

Для экономии топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) необходимо сокращение расхода теплоты на отопление зданий.

Теплопотери зданий существенно зависят от сопротивления теплопередаче RT наружных ограждающих конструкций и до настоящего времени неоправданно велики!

Для Беларуси, которая должна расходовать значительную часть национального дохода на приобретение ТЭР, эта проблема весьма актуальна.

Введенные 1.05.1998 г. в действие строительные нормы СНБ 2.04.01-97 «Строительная теплотехника» направлены на решение вышеуказанной проблемы и устанавливают по сравнению с ранее действующими нормами гораздо более высокие требования к уровню теплозащиты здания, приближающиеся к требованиям в зарубежных странах с аналогичными климатическими условиями.

Был издан целый ряд пособий по системам утеплений:

17

пособие 1-99 «Теплоизоляция наружных стен зданий эффективными плитными материалами («термошуба»)» к СНиП 3.03.01.87 «Несущие ограждающие конструкции» (СКТБ «Сармат»);

СНБ 2.04.01.96. «Теплотехнический расчет ограждающих конструкций» (с 01.01.1997 г.);

ПЗ-2000 к СНиП 3.03.01-87. «Проектирование и устройство тепловой изоляции ограждающих конструкций жилых зданий». Это основной нормативный документ по системам утепления;

П5-02 к СНиП 3.03.01-97. Система утепления «Радекс». Некоторые фирмы также издали свои пособия по системам утепления. Главная проблема энергосбережения в Беларуси, несомненно,

психологическая.

Для граждан Беларуси в XX веке ни во время их учебы в вузах, ни во время последующей работы задачи энергосбережения не были первоочередными.

Нас всех теперь учит сама жизнь.

1.2. Энергосберегаемость

Определение «энергосберегаемое здание» медленно доходит до нашего сознания. Энергосберегаемость становится .и должна быть очень существенной характеристикой здания, а в ближайшее время она должна быть критерием хорошего проекта и качества его исполнения. Собственнику и потребителю это поможет значительно сэкономить денежные затраты.

Стоит напомнить, что:

-энергоемкость - это количество энергии, потребленной на эксплуатацию здания в течение года, причем под потребленной энергией понимаем приток снаружи в здание всех видов энергии, в том числе солнечной, а также излучаемой от жителей и эксплуатируемых устройств;

-в качестве меры энергоемкости здания можно принять сезонный спрос на энергию, необходимую для отопления 1 м3 здания, т.е.

показатель необходимого количества теплоты Е0, выраженный в кВт • ч/м3 в год или кВт • ч/м2 в год.

Построенные ранее (70-е и 80-е годы XX века) и эксплуатируемые в Беларуси и соседней с ней Польше здания имеют Е0 > 220 кВт • ч/ м2 в год за отопительный сезон (180...400 кВт • ч/ м2 в год).

18

Например, сегодня в Польше строящиеся жилые здания характеризуются Е0 = 120... 180 кВт • ч/ м2 в год, а в соответствии с нормативными требованиями предельный показатель Е™рм, например, для проектируемого жилого здания должен составлять

Е0 = 91...125 кВт - ч/м2 вгод.

Для сравнения: в Германии £0норм = 80 кВт • ч/ м2 в отопительный

сезон. Для Беларуси пока актуально снижение показателей по расходу энергии хотя бы до £0норм =120 кВт • ч/ м2.

Необходимо помнить, что принятие для отдельных ограждающих конструкций сопротивления теплопередаче с обязательным R,мин еще не гарантирует достижения актуального критерия энергосбережения.

Большой эффект дает агитация за энергосбережение среди населения. Как показывает мировой опыт, затраты на такую агитацию оку-

пают себя многократно.

Но более действенна другая система.

Необходимо создать простую и всем понятную систему стимулирования энергосбережения для населения и работников жилищ- но-коммунального хозяйства.

В Германии экономия - это государственная политика. Государственные органы власти ФРГ отслеживают снижение расхода энергии, и там приняты специальные стандарты, которые регулярно обновляются.

Германские строители вышли на уровень строительства домов с расходом энергииЕ0=ЗО...Ю кВт • ч/м2в отопительный сезон.

Не за горами перспектива создания домов с нулевым уровнем потребления энергии.

Существует понятие «пассивный дом». Это дом, на отопление которого практически не требуется дополнительных теплоносителей. Немцы и шведы оборудуют дом таким образом, чтобы полностью исключить выброс тепла через вентиляцию, стены и окна. Технологически несложная конструкция вентиляции позволяет легко обеспечить согревание поступающего в помещение воздуха почти до комнатной температуры во время его движения по специальному

19