Данная статья посвящена рассмотрению современных подходов к проектированию тепловой защиты зданий, предлагаемых европейскими ассоциациями производителей теплоизоляционных материалов Eurisol и EURIMA.
Eurisol — это Британская ассоциация производителей теплоизоляционных материалов на основе минеральных и стеклянных волокон.
В связи с принятием в Великобритании новых норм по теплозащите ограждающих конструкций потребовалось изменить правила подсчета и измерения ряда физических характеристик для большинства теплоизоляционных материалов. Это привело к изменению их характеристик и по следующих расчетов величины U.
Напоминаю, что величина U («U- фактор») определяет количество тепловой энергии (Дж), проходящей (расходуемой) за единицу времени (сек) через единицу площади ограждающей конструкции (м2) при перепаде температур (К). Имеет размерность Вт/(м2К). Эквивалент коэффициента теплопередачи.
В 2001 году ассоциацией Eurisol был разработан ряд руководств, в которых предлагались различные методы подсчета U-фактора, такие как: элементный метод, метод подсчета количества выбросов углерода, метод оценки U-фактора, а также метод оценки здания в целом. Следует отметить, что следование нормам по теплосбережению является в Великобритании и странах Евросоюза добровольным, а не принудительным. При этом, добровольность норм здесь не помеха, а наоборот, — возможность выбора наиболее эффективных решений.
Элементный метод и метод оценки U-фактора требуют, чтобы значения величины U для различных строительных элементов (кровель, стен, полов, окон и т. д.) не превышали нормативных значений. Однако метод оценки U-фактора является более гибким и предоставляет большую свободу при проектировании здания.
Метод подсчета количества выбросов углерода требует, чтобы годовое количество выбросов углерода от данного здания не превышало нормативных значений.
Метод оценки здания в целом применяется, в основном, при проектировании нежилых зданий и требует соответствия значения U-фактора норма тивным значениям, а также учитывает количество выбросов углерода.
Была проведена работа по Англии, Уэльсу и Шотландии, в результате которой, согласно элементному методу, были установлены нормативные значения U-фактора (см. табл. 1). Таким образом, значения U-фактора составляют для: скатных крыш — 0,16-0,2 Вт/(м2К); плоских крыш — 0,22-0,25 Вт/(м2К); стен — 0,27-0,35 Вт/(м2К); окон и дверей — 1,8-2,2 Вт/(м2К).
Такой подход к проектированию тепловой защиты зданий является достаточно гибким и позволяет так же применять традиционные строи тельные методы, в особенности с использованием теплоизоляции из минеральных волокон.
В 2002 году Европейская ассоциация производителей теплоизоляционных материалов EURIMA определила основные вопросы, связанные с энергоэффективностью, экологическим и экономическим эффектом мероприятий по теплоизоляции зданий. Для исследования поставленных проблем была создана специальная организация Ecofys.
Для того, чтобы сделать точные выводы о влиянии теплоизоляции на снижение энергозатрат и количества выбросов СО2 Ecofys разработала специальную модель вычисления. Такая модель позволяет отразить фактическое состояние и будущее развитие европейской строительной отрасли. При проведении исследования учитывались площадь пола зданий, способ отопления, конфигурация зданий, период проведения капитальных ремонтов, климатическая зона.
Для исследования были выбраны три модели зданий: отдельно стоящие дома (коттеджи), 4-х этажные многоквартирные и 4-х этажные административные здания. Затем эти здания были разделены по периоду постройки на три группы: построенные до 1975 г., построенные в период с 1975 по 1990 гг. и построенные после 1990 г. При этом здания, построенные до 1975 г., были разделены на две подгруппы: нереконструированные и реконструированные.
Согласно климатическим условиям все европейские страны были отнесены к трем климатическим зонам: холодной, умеренной и теплой.
Согласно климатической зоне и периоду постройки, для установленных моделей зданий были определены нормативные значения U-фактора (см. табл. 2). Например, для здания, построенного до 1975 г., реконструированного, расположенного в холодной климатической зоне, были приняты следующие значения U-фактора: крыши и перекрытия — 0,2 Вт/(м2К); фасады — 0,3 Вт/(м2К); окна — 1,6 Вт/(м2К). Для здания, построенного после 1990 г., расположенного в холодной климатической зоне, значения U составляют: крыши и перекрытия — 0,15 Вт/(м2К); фасады — 0,2 Вт/(м2К); окна — 1,3 Вт/(м2К).
В ходе исследования были получены интересные результаты. В Центральной Европе для здания, утепленного минеральной ватой, за счет экономии энергии, период окупаемости энергии затраченной на производство данного утеплителя, составляет от 1,5 до 13 месяцев.
За счет утепления жилых зданий, построенных до 1975 г. и расположенных в холодной климатической зоне, потребление энергии снижается на 29%; умеренной — на 46%; теплой — на 31% (см. табл. 3). Таким образом, было установлено, что может быть сэкономлено примерно 42% энергии, идущей на отопление всего жилого сектора, при условии, что жилые здания, построенные до 1975 года, будут обеспечены повышенной теплоизоляцией.
Рассмотрев современные подходы к проектированию тепловой защиты зданий в Европе, можно сделать вывод о том, что проектирование зданий с точки зрения энергосбережения требует комплексной оценки. При строительстве или реконструкции здания должны учитываться такие факторы, как: конструктивные особенности здания, затраты энергии на здание в целом, влияние климатических условий, эффективность систем отопления, качество выполнения работ и т. д. Таким образом, проблема энергосбережения должна рассматриваться комплексно, с учетом как экономических, так и экологических аспектов.
Ю.В. КОЗЛОВА, «ССК-Информ»