Нормування утеплення будівель в Україні, Досягнення та проблеми.

Нормування утеплення будівель в Україні, Досягнення та проблеми.

Основним загальновизнаним показником нормативного рівня енергоефективності огороджувальних конструкцій будівель і споруд житлово-цивільного призначення вважається мінімальне обов'язкове теплоопір окремих огороджуючих елементів.

Мінімальне нормативне теплоопір огороджувальних конструкцій в Росії вводилося у відповідності з вимогами СНиП II-3-79* «Будівельна теплотехніка» [1] в два етапи, перший – з 1 вересня 1995 року в проектах і з 1 липня 1996 року в будівництві, другий – з 1 січня 2000 року для будівництва, крім будівель заввишки до 3 поверхів зі стінами з дрібноштучних матеріалів, реконструкції та капремонту.

У Республіці Білорусь нові національні норми РНБ 2.04.01-97 «Будівельна теплотехніка» [2] вступили в дію з 1 травня 1998 року і діють досі.

Нові енергоефективні вимоги до огороджувальних конструкцій вперше були введені Україною раніше інших країн СНД наказом Держбуду в грудні 1993 року і підвищуються з квітня 2007 року згідно з ДБН Ст. 2.6-31:2006 «Конструкції будинків і споруд. Теплова ізоляція будівель» [3], підтримавши загальну тенденцію підвищення нормативних вимог аналогічно з нормами Росії та Республіки Білорусь (таблиця 1), нормами інших розвинених країн.

Таблиця 1. Зіставлення мінімально допустимого значення опору теплопередачі огороджувальних конструкцій житлових та громадських будинків, Rq min, м2 ·С/Вт

Поз.	Вид огороджувальної конструкції	Україна з 01.04.2007				Росія				Білорусь
		температурна зона				з 01.07.1996		з 01.07.1996
		І	ІІ	ІІІ	IV
		кількість градусо-діб
		> 3501	3001 - 3500	2501 -3000	< 2500	4000	2000	4000	2000
1	Зовнішні стіни	2,8	2,5	2,2	2,0	1,6	1,2	2,8	2,1	2,0-2,5
2а*	Покриття та перекриття неотапливас ваних горищ	4,95	4,5	3,9	3,3
2б		3,3	3,0	2,6	2,2	2,5	1,8	4,2	3,2	3,0
6а*	Вікна, балконні двері, вітрини, вітражі, світлопрозорі фасади	0,6	0,56	0,5	0,45
6б		0,5	0,5	0,5	0,45	0,45	0,3	0,45	0,3	0,6

Примітка: знаком * відповідають значення, що вводяться з січня 2008 року.

Зіставлення нормативних вимог теплопередачі огороджувальних конструкцій України і Росії при рівних значеннях середньої кількості градусо-діб для різних температурних зон наведено в табл.2 за даними доповіді Ю. А. Матросова на Міжнародній конференції «Реконструкція житла-2007» (6.06.2007 р., Київ).

Таблиця 2. Зіставлення нормативних вимог України і Росії при рівному числі градусо-діб Rq min, м2 ·С/Вт

Огороджувальні конструкції	Опір теплопередачі
	зона
	I	II	III	IY
	розрахункові температури
	-22	-20	-18	-12
	середні градусо-добу
	3750	3250	2750	2250
Україна
Зовнішні стіни	2.8	2.5	2.2	2.0
Горищні перекриття	3.3	3.0	2.6	2.2
Вікна	0.5	0.5	0.5	0.45
Росія
Зовнішні стіни	2.7	2.5	2.4	2.2
Горищні перекриття	3.6	3.4	3.1	2.9
Вікна	0.43	0.39	0.36	0.32

Підвищення рівня нормативного теплоопору стін і вікон, обумовлене введенням нового ДБН замість попереднього СНиП, залежить від виду огороджувальної конструкції наведено в таблиці 3.

Таблиця 3. Зіставлення опору теплопередачі огороджувальних конструкцій житлових і громадських будівель в нормах України

температурна зона	І			ІІ			ІІІ			IV
Зовнішні стіни	СНиП	ДБН	приріст	СНиП	ДБН	приріст	СНиП	ДБН	приріст	СНиП	ДБН	приріст
великопанельні, монолітні з полімерним утеплювачем	2.5	2.8	12%	2.40	2.5	4%	2.2	2.2	0%	2.00	2.0	0%
великопанельні, монолітні з мінераловатним утеплювачем	2.2	2.8	27%	2.10	2.5	19%	1.9	2.2	16%	1.80	2.0	11%
блокові з ніздрюватих бетонів	2	2.8	40%	1.90	2.5	32%	1.7	2.2	29%	1.50	2.0	33%
Блочне з пористим заповнювачем	1.8	2.8	56%	1.70	2.5	47%	1.5	2.2	47%	1.30	2.0	54%
цегляні, з керамкамня і дрібних блоків	2.2	2.8	27%	2.10	2.5	19%	1.9	2.2	16%	1.70	2.0	18%
цегляні, з керамкамня і дрібних блоків многощелевые	1.6	2.8	75%	1.50	2.5	67%	1.4	2.2	57%	1.20	2.0	67%
при реконструкції та капремонту	2.2	2.8	27%	2.10	2.5	19%	1.9	2.2	16%	1.70	2.0	18%
Вікна та балконні двері	0.5	0.6	20%	0.42	0.56	33%	0.42	0.5	19%	0.39	0.45	15%

Із зіставлення попередніх і введених норм видно, що перехід на нові норми не призведе до істотних змін конструкції більшості фасадних систем, освоєних виробництвом. Необхідність підвищення товщини утеплювача при використанні найбільш традиційних матеріалів не перевищить 50 мм з відповідним підвищенням вартості системи не більше, ніж на 25 грн/м2 (~5 $/м2). Разом з тим, окремі українські будівельні організації намагаються перешкоджати впровадженню нових нормативних вимог, мотивуючи турботою про запобігання підвищення вартості квартир і «забуваючи» при цьому про необхідність подальшої довічної розплати мешканців за подібну економію при оплаті комунальних послуг.

Проблема зниження вартості заходів з утеплення будівлі вирішена в нових нормах шляхом введення альтернативного методу проектування, при якому критерієм є питомі показники тепловтрат будівлі в цілому за рік. При цьому мінімальне значення теплоопору окремих огороджувальних елементів може бути нижче нормативного, що дозволяє оптимізувати теплову санацію за критерієм сумарних витрат. В даний час розробляється національний стандарт з визначенням питомих показників тепловтрат для різних будівель, який крім підмоги проектувальників стане інструментом оцінки споживачами рівня енергоефективності об'єктів. Наявність цих показників у энергопаспортах будівель, що вводяться з 2008 року, дозволить зробити клас енергоефективності об'єкта нерухомості коньюктурным показником, що впливає на його споживчі властивості і вартість. Аналіз показників енергоспоживання в різних країнах, наведений в [7], свідчить про необхідність призначення національних показників з урахуванням досягнень розвинених країн, забезпечуючи при цьому економічно доцільні рішення на розрахунковий період дії норм.

Таким чином, нормативно визначені мінімальні значення опору теплопередачі та питомі показники тепловтрат оптимізують витрати на пристрій захисної оболонки будинків і експлуатаційні витрати на їх опалення, враховують особливості кліматичних умов України, світові тенденції щодо зниження показника питомих тепловитрат на опалення будинків і можливе зростання цін на енергоносії, прийняту практику проектування теплоізоляції будинків.

Враховуючи накопичений досвід експлуатації енергоефективних огороджуючих конструкцій, необхідність забезпечення їх експлуатаційної надійності протягом тривалого часу, при розробці нормативних вимог особливу увагу приділено оцінці вологісного режиму огороджувальних конструкцій при їх проектуванні, вибору відповідних методів розрахунків. Вологе стан матеріалів огороджувальної конструкції визначає її довговічність і придатність до експлуатації, рівень теплових потоків через конструкції в опалювальний період року.

Вимоги СНиП ІІ-3-79* "Будівельна теплотехніка" повинні були забезпечувати обмеження зволоження утеплювачів шляхом визначення мінімального опору паропроникненню (Rп, м2·год·Па/мг), яке не допускає накопичення вологи в конструкції, що обгороджує протягом річної експлуатації або обмежує її освіту за період з мінусовими середньомісячними температурами зовнішнього повітря. Але наведені вимоги СНиП не забезпечили виключення конструктивних рішень з конденсацією вологи в товщі конструкції, яка свідчить про недосконалість розрахункових нормативних методів. При цьому, навіть за умови дотримання формальних вимог СНиП по опору паропроникненню кількість вологи, що конденсується в товщі конструкції, може досягати 1-2 кг/(м2* рік).

Впровадження в ДБН Ст. 2.6-31:2006 контролю стану зволоження на підставі визначення кількості вологи, яка може бути сконденсована в товщі конструкції в опалювальний період року з регламентацією допустимого значення цієї кількості, має сприяти забезпеченню допустимих тепловтрат через огороджувальні конструкції будинків.

Разом з тим, необхідно відзначити особливість застосування контролю вологості матеріалів у нових нормативних вимогах. При проведенні розрахунків стану огороджуючих елементів в процесі експлуатації передбачається стабільність їх теплопровідності і паропроводимости. Розглянемо можливі наслідки такого підходу.

Питання стабільності теплопровідності матеріалів при їх зволоженні досліджуються протягом досить тривалого часу [4], [5], але з урахуванням заангажованість окремих досліджень, проведених за замовленням виробників утеплювачів, приймемо для попередньої оцінки роботи огороджувальних конструкцій залежності теплопровідності різних матеріалів від їх вологості, запропоновані в [4] і наведені на .

Представлені дані не претендують на достовірність стосовно проектними розрахунками огороджуючих конструкцій з використанням конкретних утеплювачів, відображаючи разом з тим, загальну тенденцію впливу зволоження на теплопровідність зазначених груп матеріалів, яка дозволяє досліджувати окремі тенденції поведінки стіни з утепленням в процесі експлуатації.

Для отримання кількісної оцінки стану матеріалів стіни під час експлуатації автором розроблено її аналітична модель у формі електронної таблиці, що дозволяє коригувати термічну провідність елементів утеплення залежно від їх вологості. Основною метою проведених досліджень було визначення наявності та рівня впливу зволоження елементів огороджувальних конструкцій на стабільність термічного опору, визначеного згідно з вимогами ДБН Ст. 2.6-31:2006, а також необхідності подальшого врахування зазначеного впливу при проектуванні фасадних систем.

Додатком Л. 2 ДБН Ст. 2.6-31:2006 передбачений порядок визначення розрахункових теплофізичних характеристик будівельних матеріалів, у тому числі передбачається, що визначення теплопровідності матеріалу в зволоженому стані при значеннях вологості зразків близьких до розрахункових виконують згідно з ДСТУ Б Ст. 2.7-105 [6] при розрахунковій температурі матеріалу в конструкції, визначеної для опалювального періоду року (+10°С). Для аналізу прийнято в якості початкового термоопір матеріалів в умовах експлуатації Б, змінюване в подальшому під впливом температурно-кліматичних параметрів, характерних для київського регіону.

Розділу 6 ДБН Ст. 2.6-31:2006 лімітується допустиме за теплоізоляційними характеристиками збільшення вологості матеріалу в конструкції в холодний період року. Так, вологість ніздрюватих бетонів не повинна перевищувати 1,2% по масі. При влаштуванні зовнішніх стін з ніздрюватих бетонів виникає питання щодо стабільності їх теплотехнічних і експлуатаційних параметрів з урахуванням можливого наднормативного зволоження зовнішньої частини стіни і задовільного розрахункового стану вологості стіни в цілому. На рис.2 наведені дані сезонного зміни вологості стіни з пористого бетону g=500 кг/м3 товщиною 450 мм, умовно розбита на шари товщиною по 150 мм. Концентрація вологи у зовнішньому шарі протягом опалювального сезону суттєво перевищує масову вологість стіни в цілому і може призвести до негативних наслідків за рахунок розморожування частини матеріалу, його деструктуризації і втрати теплоізолюючих властивостей.

Наведений приклад, не виявивши перевищення нормативного рівня вологості матеріалу, демонструє таку можливість за умови влаштування стіни з зволоженого бетону або попереднього накопичення вологи в процесі експлуатації об'єкта. Враховуючи можливість негативного впливу вологості на рівень паропроникності матеріалу, необхідно провести додаткові дослідження стану однорідних стін з енергоефективних легких матеріалів з метою визначення умов забезпечення їх експлуатаційної надійності.

Про необхідність урахування вологості матеріалу стіни при використанні в розрахунках параметрів його тепловодности свідчать натурні дослідження вологості блоків з ніздрюватих бетонів AEROC EcoTerm, проведені в Талліні [8]. При початковій вологості 14-25% ніздрюватий бетон в стінах будівель через 1,5 року експлуатації досяг середньої вологості ~8,5%. Виявлене в зазначених експериментах нерівномірний розподіл вологи по товщині стіни є ще одним аргументом необхідності уточнення фактичної роботи стін з ніздрюватих бетонів, для яких нормативний рівень теплопровідності при їх об'ємною масою 200-600 кг/м3 визначений виходячи з вологості 6%.

Найбільш поширеною практикою вибору типу утеплювача на сьогодні є мінімізація вартості системи утеплення з урахуванням, в окремих випадках, обмежень, визначених пожежними вимогами. При цьому зовсім не враховуються особливості роботи утеплювача під час експлуатації, які можуть істотно вплинути на надійність та енергоефективність огороджувальної конструкції. Наведені на рис.3 дані свідчать про суттєвий вплив зволоження утеплювача на його термічний опір, що доцільно враховувати при проектуванні елементів фасадних систем і оцінці теплового балансу приміщень.

З метою зниження витрат на проведення утеплення огороджувальних конструкцій об'єктів виробники допускають заміну утеплювачів, передбачених технічними умовами або сертифікатами, наданими проектувальникам для врахування у проекті, на менш якісні. Технічний та авторський нагляд в процесі будівництва, як правило, не виявляє таких новацій. Вплив заміни пінополістиролу може призвести до зменшення відносного термоопору утеплювача (рис.4) і абсолютного термоопору огороджувальної стіни (рис.5) при зволоженні утеплювача за рахунок сезонного накопичення вологи.

Наведений аналіз свідчить про необхідність подальшого поглиблення пізнання природи процесів, притаманних сучасним енергоефективним огороджуючих конструкцій в процесі їх експлуатації. Доцільно провести дослідження фактичного впливу зволоження на властивості матеріалів, які сьогодні масово застосовуються в огороджувальних конструкціях, визначити параметри теплопровідності і паропроводимости матеріалів в залежності від рівня накопиченої в них вологи. Отримані дані дозволять більш точно визначити розрахунковий рівень впливу експлуатаційного зволоження елементів стін на їх здатність утримувати тепло приміщень і за результатами експериментальної перевірки ввести напрацьовані розрахункові моделі при удосконаленні будівельних норм.

Автор вважає за необхідне повторно звернути увагу на необхідність комплексного дослідження параметрів теплопровідності і паропроводимости матеріалів у зв'язку з можливою помилковістю трактування результатів поведінки конструкцій при обліку впливу зміни вологості матеріалу лише на його теплопровідність. Підвищення коефіцієнта теплопровідності утеплювача за рахунок зростання рівня його зволоження призводить до зниження інтегрального термоопору шару утеплювача стіни. При цьому зменшується градієнт температур на кордонах шару утеплювача, що викликає відповідне зменшення різниці порового тиску на цих гранях і рівня подальшого накопичення вологи в утеплювачі. Але наведений механізм відповідає дійсності лише за умови незалежності паропроводимости матеріалів стін, в першу чергу утеплювачів, від рівня їх вологості.

Описане поведінку матеріалів привертає увагу фахівців лише на етапі досягнення критичного температурно-вологісного стану, який характеризується утворенням конденсованої вологи, тобто досягненням "точки роси". Враховуючи, що основний ефект теплоізолюючих властивостей утеплювачів досягається за рахунок створення в їх структурі замкнутих повітряних пір, заміна в них повітря на воду призведе, крім різкого збільшення теплопровідності, до погіршення умов міграції пароповітряної суміші, тобто погіршення паропроводимости. Відсутність даних щодо аналітичної залежності параметрів теплопровідності і паропроводимости різних матеріалів не дозволяє сьогодні провести остаточну оцінку доцільності їх врахування у нормативних вимогах щодо систем утеплення.

Узагальнюючи сказане, наведемо деякі висновки:

1. Впровадження в будівельну практику вимог ДБН Ст. 2.6-31:2006 сприяє подальшому підвищенню критеріїв енергозбереження та наближення оцінки роботи огороджувальних конструкцій до їх реальній поведінці.

2.      Дальнейшее усовершенствование нормативных требований по проектированию теплоизоляции зданий и сооружений целесообразно проводить путем комплексной оптимизации ограждающих конструкций, учета экономических и технологических тенденций внедрения систем утепления, уточнения механизмов поведения их элементов в процессе эксплуатации, в том числе параметров теплопроводности и паропроводимости материалов.

3.      Критерием качества свойств ограждающих конструкций должна стать стабильность эксплуатационных характеристик в период окупаемости проведенных мероприятий по термоинновации объекта. Основой для внедрения такого подхода может стать оценка окупаемости при вариантном проектировании систем утепления и контроль стабильности их проектных параметров путем проведения аудита в процессе эксплуатации на протяжении жизненного цикла системы.

Литература:

1. СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника».

2. Строительные нормы Республики Беларусь 265-274 2.04.01-97 «Строительная теплотехника».

3. ДБН В.2.6-31:2006 «Конструкції будинків і споруд. Теплова ізоляція будівель».

4. Bogacz J/ Z zagadnien ochrony cieplnej budynkow. – “Przeglad Budowlany”, 1972, №12, s.645-650 (польск.).

5. Соловьева Р.Ф. Определение коэффициента теплопроводности в зависимости от потенциала влажности. – Строительные конструкции, строительная физика. Вып.9, 1978. – М., ЦИНИС Госстроя СССР.

6. ДСТУ Б В.2.7-105-2000 (ГОСТ 7076-99) Матеріали і вироби будівельні. Метод визначення теплопровідності і термічного опору при стаціонарному тепловому режимі.

7. Осипов Г.Л., Матросов Ю.А. Стратегия устойчивого развития строительного комплекса России. – Реконструкция жилья. Вып. 8, 2007. – К., УкрНИИпроектреконструкция. – С. 265-274.

8. Исследования процессов высыхания и теплового потока стен из газобетона AEROC /Вилнитис М.Я., Новикс Ю.О., Паплавскис Я.М.// Збірник Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка. – 2007. -№24 – С.101-105.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)