"Горячая" линия 8 800 300 4435

Полезный совет

  Уезжая на долгое время, отключите из розеток все электроприборы
  Будьте в курсе современных тенденций технологий отопления
  Грязные окна препятствуют попаданию в дом естественного света
  Не используйте осветительные приборы, когда достаточно естественного освещения
  Системы автоматического управления освещением упрощают процесс экономии электроэнергии
  Пылесос с заполненным только на треть мешком для сбора пыли, начинает расходовать на 40% больше энергии
  Комбинированное освещение в квартире обеспечивает комфорт и экономию энергии.
  Морозильная камера для нормальной работы нуждается в периодической разморозке
  В доме, оборудованном современными стеклопакетами, будет теплее на 4-5 С°
  Предварительный разогрев духовки не всегда обязателен – внимательно читайте рецепты
  Энергосберегающая лампа мощностью 20 Вт заменяет лампу накаливания мощностью 100 Вт
  При покупке бытовой техники, внимательно изучите этикетку энергоэффективности
  Уходя, гасите свет!
  При выборе энергосберегающих ламп учитывайте, что значение их цветовой температуры влияет на оттенок освещения
  Управляйте освещением в квартире с помощью энергосберегающих светорегуляторов

Энергосберегающие материалы



Как просто и быстро утеплить квартиру?

В холодное время года наши батареи работают на полную мощность, в комнатах стоят обогреватели, но шторы так и ходят из стороны в сторону, подгоняемые студёными сквозняками. Как правильно обогреть свою квартиру, не тратя при этом лишних денег?
Россия – не единственная в мире страна с холодным климатом. Однако в других странах затраты на обогрев дома в 3-5 раз меньше. У нас причины такой несправедливости всегда одни и те же – щели в окнах и дверях, ненадежные в плане теплоизоляции стены и потолки. 40% тепла уходит из дома через окна, поэтому грамотное утепление позволит поднять температуру на 4-5 градусов.

Утепление окон

Чтобы обнаружить самые ненадежные в плане утечки тепла места в окнах, проведите вдоль рам зажжённой свечой – по колебанию огня всё будет ясно. А иногда и сами вы почувствуете поток холодного воздуха. Такие зазоры нужно герметизировать как изнутри, так и снаружи. Проще всего, конечно, установить современный стеклопакет, но не каждый может выложить из кармана несколько тысяч рублей. Поэтому рассмотрим более экономичные варианты, не требующие больших денежных затрат и приглашения специалистов.

Итак, для нашего способа нам необходимы: силиконовый герметик, оконный уплотнитель и теплосберегающая плёнка и материал для теплоотражающего экрана, а также монтажная пена.

Разберём по шагам процесс утепления окон

1. Прежде всего, нужно убрать оконные стекла с трещинами и пробоинами, иначе любая работа бессмысленна.
2. Затем нужно тщательно заделать щели в оконных рамах, в местах соединения рамы и стен. Зазоры надо зашпаклевать, а сверху закрасить. Там, где зазор большой (1-8 см), лучше применить монтажную пену.

Основные правила, которые нужно знать при работе:

• Пену использовать лучше в теплый сезон, когда воздух прогревается от +5 градусов до + 30 градусов. В это время полимеризация, то есть застывание происходит более качественно.
• С пеной работать нужно только в перчатках в хорошо проветриваемом помещении.
• По ходу расширения пена может деформировать дверные и оконные рамы, поэтому заранее нужно упрочить их положение распорками. И ждать 12-14 часов, пока пена полностью не застынет.
• Пена застынет более качественно, если сбрызнуть щель водой из пульверизатора.
• Перед употреблением пену нужно тщательно потрясти в течение минуты.
• Прежде чем работать с пеной, нужно ознакомиться с инструкцией. Помните, что баллон нужно держать вверх дном, так как давление в нем очень велико.
• Пена должна заполнять щель лишь на треть объема, так как расширится в 2-3 раза. Если работа ведётся с вертикальными зазорами, то идти лучше снизу – по мере продвижения вверх пена будет служить сама себе опорой.
• После нанесения пену опять же нужно слегка полить водой из пульверизатора. Через полчаса уже будет видно, достаточно ли пены в щели. Если нет – можно добавить немного. А если пены многовато – излишки легко срезаются ножом. Оставшиеся пятна выводятся растворителем или ацетоном.
• Полностью пена застынет через несколько часов в зависимости от вида и фирмы-изготовителя.
• Для монтажной пены опасность представляют солнечные лучи. Желательно, после её застывания покрыть поверхность герметиком, краской, штукатуркой - постараться предохранить чем-либо. В противном случае спустя год пена будет крошиться и покроется трещинами, а поверхность будет вбирать в себя всю влагу.

3. Чтобы завершить работу нужно заделать щели в соединениях рам и стекла. Это делается с помощью силиконового герметика и монтажного пистолета. Можно, конечно нанести герметик поверх соединения стекла и штапика, но гораздо надёжнее будет снять штапик и стекло, покрыть герметиком саму раму, а потом поставить штапик и стекло на место – штапик и стекло намертво схватятся герметиком.

Какой уплотнитель лучше выбрать?

1. Прежде всего, нужно ознакомиться с информацией на упаковке: с составом и сроком годности.
2. Баллон можно сдавить, чтобы узнать, насколько легко он возвращает форму.
3. Если уплотнитель не самоклеящийся, то нужно выбрать хороший клей. Например, силиконовый герметик.
4. Перед тем как выбрать уплотнитель, выясните размеры щелей. Профиль в форме буквы «Е» (ещё его называют К-профиль) применяется для зазоров 2–3,5 мм, в форме буквы «Р» – для щелей 3–5 мм, профиль «D» – для зазоров 3–7 мм. Чтобы не ошибиться с параметрами, можно завернуть в тонкий полиэтилен кусок пластилина и зафиксировать форму и размер щели.

Последовательность действий по установке уплотнителя:

• Прежде всего, полностью откройте окно и уберите предыдущий уплотнитель, если он имеется.
• Хорошенько очистите рамы перед нанесением нового уплотнителя. Если рамы окрашены, то придется подождать 2 недели.
• Сразу смажьте и почините неисправные оконные петли и затворы, укрепите форму рам посредством металлических уголков.
• Приложите полосу уплотнителя к окну, сохраняя его форму и размеры. Затем отрежьте концы уплотнителя под углом 45 градусов, отделите защитный слой на конце отрезка и начинайте крепить уплотнитель, равномерно отделяя защитный слой. Особое внимание стоит обратить на углы рамы, а также не те места, где находятся оконные петли.
• Для большей прочности можно зафиксировать концы скрепками, используя строительный степлер. А можно применить и обычные канцелярские кнопки.

Установка теплоотражающей плёнки

Эта процедура сделает воздух в вашем доме теплее ещё на 1-2 градуса. Здесь понадобится особый материал – прозрачная пленка толщиной 30-50 микрон со специальным покрытием. Она пропускает видимый свет и отражает свыше 90% инфракрасного излучения, удерживая тепло в помещении. Работать с пленкой следует исключительно в чистых хлопчатобумажных перчатках, чтобы поверхность оставалась чистой. Пленка имеет две стороны. Проводящая электричество должна выходить на улицу.

Этапы монтажа теплоотражающей плёнки:

• Прежде всего, нужно вымыть и очистить окна.
• Загерметизировать стыки стёкол и рам.
• Отмерить нужное количество плёнки, оставляя по краям несколько сантиметров на закрепление.
• Открыть окна и наклеить пленку проводящей стороной на улицу на внутренней поверхности рамы при помощи двустороннего скотча, строительного степлера или кнопок. Можно заранее сделать деревянную рамку и наклеить на неё пленку. В случае надобности эту конструкцию можно убрать, а потом снова поставить на место.
• Если внешний вид вас сильно волнует, используйте самоклеющиеся пластиковые замки или особые профильные кабель-каналы. Но учтите, что это не так уж дёшево.
• Чтобы избежать складок, можно произвести «термоусадку», то есть аккуратно прогреть феном установленную пленку.

К сожалению, на рынке подобной плёнки от российского производителя сегодня не найти, но можно обойтись архитектурными плёнками, реализацией которых занимаются дилеры. Приведённой выше инструкцией по утеплению окон можно пользоваться и при утеплении дверей. Если в силу каких-то обстоятельств у вас нет возможности применить описанные материалы, то можно воспользоваться и народными средствами, чтобы утеплить свой дом. Можно забить щели мокрой газетой, а сверху заклеить бумагой, однако учтите, что краска на рамах отсыреет, а значит, по весне её придётся обновлять. Если же забить щели старыми тряпками, поролоном или ватой, а сверху наклеить полоски ткани, смоченные в мыльном растворе, удалить утеплитель весной будет очень просто. Утеплителем может служить и обыкновенный бельевой шнур. Мелкие щели можно заполнить алебастром, но до конца зимы окна придётся держать закрытыми, а иначе алебастр вывалится, и работу нужно будет делать заново. Если в вашем доме установлены свинчивающиеся или скрепляющиеся посредством крючков рамы, то между ними тоже можно поставить уплотнитель профильный или менее дорогой – из вспененного полиэтилена. Перед этим рамы, разумеется, нужно открыть, очистить, герметизировать на стыке со стеклом, а после этого устанавливать уплотнитель. Дополнительной преградой на пути тепла из квартиры послужат плотные шторы. Правда, они не должны закрывать радиаторы отопления. Днём шторы нужно открывать, чтобы в квартиру попадали солнечные лучи, обогревая её естественным способом.

Утепление подоконника

Бывает, что под подоконниками остаются огромные щели ещё со времени строительства дома. Холодный ветер задувает в них, а тепло выходит наружу. Чтобы избежать этого, можно воспользоваться всеми способами, описанными ранее, но есть ещё более практичный метод, широко используемый в нашей стране. Если подоконник имеет достаточную ширину, а радиатора отопления под ним нет, то здесь можно поставить холодильный шкаф для продуктов. Он не пропускает холод в квартиру, но внутри достаточно прохладно, чтобы хранить лекарства или некоторые продукты. Так что неудобство можно превратить в преимущество.

Утепление лоджии и балкона

Для застеклённой лоджии пригодятся все методы, которые мы рассмотрели раньше. Особенно актуально здесь напоминание о воздействии солнечных лучей на монтажную пену. Поскольку на лоджии или балконе устанавливается одинарное остекление, то воздух там прохладный, поэтому на утеплении балконной двери надо особенно сосредоточиться. Помимо уже известных нам способов, можно на нижней части двери повесить декоративный коврик, а вдоль порога проложить сшитый из ткани валик, набитый поролоном.

Утепление входной двери

Самый верный способ удержать тепло в доме – поставить в квартире вторую дверь, сформировав теплоизолирующий тамбур. Правда, способ этот недешёвый, потребует приглашения бригады монтажников. Так или иначе, нужно, прежде всего, изолировать щели между стеной и дверной коробкой с помощью монтажной пены. Чтобы уплотнить стыки двери и косяков, нужно использовать синтетические трубчатые профили, потому что поролон не выдержит многократного открывания тяжелой двери. Помните, что холод приходит из подъезда, поэтому нужно следить, чтобы входная дверь в подъезд тоже плотно закрывалась. Для этого следует установить инерционное устройство, кодовый замок или домофон. Если ни одного из этих устройств нет, обратитесь в ЖЭК – утеплить подъезд вам обязаны. Таким образом, проведя все меры по утеплению своей квартиры, вы поднимите температуру на 4-5 градусов. Если раньше было 16 градусов, а теперь 20 – об обогревателе и дополнительных расходах на электроэнергию можно забыть! Что же делать обитателям панельных домов, где стены холодные. Если температура стены со стороны комнаты – 15 градусов, то иного выхода не предвидится – нужно утеплять. Самое простое – повесить на стену ковер или поставить вдоль неё книжный стеллаж. Если это не помогает, придётся применить материалы с низкой теплопроводностью – дерево или гипсокартон. Для этого нужно будет обращаться к специалистам и углубиться в изучение литературы по этому вопросу. То же относится к утеплению полов и потолков. Правда, существует ещё один относительно простой и недорогой способ утеплить жилище хотя бы ещё на 1 градус – установка теплоотражающего экрана за радиатор отопления. Оказывается, стена за радиатором прогревается иногда до 50 градусов. Так что драгоценное тепло уходит на обогрев бетонной стены, а не воздуха в квартире. Чтобы установить экран, можно купить специальный материал (вспененную основу с односторонним фольгированием – пенофол) или самую обыкновенную фольгу. Экран просто крепится за радиатором на двусторонний скотч или прижимается рейками из дерева. Прежде чем устанавливать экран радиатор нужно очистить от пыли. Кроме того, нельзя заслонять радиатор плотными шторами, мебелью, коробками – это препятствует распространению тепла. Можно покрасить радиатор в темный цвет. Ровная темная поверхность излучает на 5-10 % тепла больше. Если есть деньги, лучше сменить старые радиаторы на более современные, сделанные из новых материалов. Они не только более эффективны, но и выглядят лучше.

Полезные советы по утеплению дома:

1. Не загораживайте отопительные приборы посторонними предметами, перекрывая поступление теплого воздуха в комнату.
2. На ночь можно задёргивать шторы – это поможет сохранить тепло в доме.
3. Проветривайте помещение не очень долго, но активно. Если просто держать фрамуги и форточки приоткрытыми, то тепло будет уходить, а воздух обновляться не успеет. Если открыть окна и двери настежь, то за несколько минут воздух полностью обновится, а тепло выйдет не всё.
4. Деревья вокруг дома аккумулирую тепло и защищают от сквозняков.

Итого

Специалисты утверждают, что даже самые простые мероприятия по утеплению дома, которые мы описали, окупаются через пару месяцев, а более трудоёмкие работы – через 2-4 года.


Как утеплить балкон

Поставить на балконе кресло для отдыха, посадить цветы или оборудовать лоджию под мастерскую – об этом сегодня мечтают многие россияне. К счастью, рынок современных строительных материалов позволяет претворить данную идею в жизнь. Но «модернизация» балкона не так проста, как может показаться на первый взгляд. Поэтому прежде чем приступить к ней, стоит взвесить все «за» и «против», проанализировать затраты и сложности.
По статистике, зимой в старых панельных домах значительная часть тепла (до 70%) «уходит» именно через балкон и «греет» улицу. В таком случае утепление лоджии спасет квартиру от холода и станет шагом на пути к сокращению затрат на отопление.

Специалисты рекомендуют проводить переоборудование балкона в сухую погоду при положительных температурах, поскольку сырость и холод негативно сказываются на качестве строительных материалов, применяемых при ремонте и отделке помещений.

Итак, рассмотрим процесс «превращения» обычного балкона в оазис тепла и уюта поэтапно

Стартовый шаг к сохранению тепла

В качестве одной из первоочередных мер многие специалисты выделяют остекление балкона. Ведь через окна «теряется» до 40% тепла, которое могло бы согреть жильцов квартиры.

Сегодня на строительном рынке предлагают оконные системы из разных материалов – дерева, алюминия и ПВХ. В чем же их преимущества и недостатки?

Современные деревянные окна делают не из массива дерева, а из клееного бруса. Это помогает избежать трещин и деформаций при изменении влажности. Однако древесина горюча, поэтому ее пропитывают специальными антипиреновыми составами. Стоит учитывать еще и тот факт, что из-за сложной технологии изготовления качественные окна из дерева довольно дорогостоящие.

Оконные системы из алюминия хоть и отличаются прочностью, но из-за высокой теплопроводности их нельзя назвать теплыми. Для жилых помещений их обычно не рекомендуют. Ведь при установке конструкций из алюминиевого профиля температура на балконе или лоджии будет отличаться от показателей улицы всего на 3-5 градусов.

Окна из ПВХ (поливинилхлорида) состоят из многокамерных профилей с укрепляющими металлическими вставками. Такие конструкции позволяют добиться высоких теплотехнических характеристик.

Основные причины большой популярности пластиковых окон – долговечность, неприхотливость и эстетичность ПВХ-профиля. Более того, на протяжении всего периода эксплуатации (у различных производителей условный срок «трудоспособности» профиля достигает 40 или 60 лет) этот материал сохраняет все первоначальные свойства. К тому же ПВХ является экологически безопасным материалом, так как не выделяет никаких веществ в процессе использования.

При выборе ПВХ-окон для балкона важным параметром является число полых камер в профиле – обычно их от трех до пяти. Они позволяют избежать появления «мостиков холода» (точек повышенного теплообмена), следовательно, чем больше этих камер, тем лучше профиль сохраняет тепло. При остеклении балконов специалисты рекомендуют использовать пластиковые системы, разработанные специально для этого. Они сохранят тепло в помещении и защитят его от продувания и попадания пыли. Такие системы позволяют остеклять сложные по геометрии веранды и балконы. Кроме того, установка пластиковых окон взамен старой «столярки» снизит теплопотери на 30%.

Второй этап теплоизоляции

Для того чтобы лоджия или балкон стали теплыми, их недостаточно только остеклить. Необходимо также утеплить пол, крышу, фасад и боковые стороны балкона. При этом материал, применяемый для утепления, должен быть качественным, т.е. не намокать, не портиться и не гореть. Самый экономичный вариант – средства на основе пенопласта и его производных. Среди достоинств этих утеплителей можно выделить их относительную дешевизну, малый вес и небольшую толщину. Но есть и недостатки – хрупкость и недолговечность. Более надежной теплоизоляция станет при использовании минеральной ваты: к примеру.

Многие специалисты в качестве гидропароизоляционного материала рекомендует фольгоизолон. Это особый пористый полиэтилен, покрытый лавсановой пленкой (синтетическое волокно) с металлизацией. Такой материал не накапливает влагу, отражает ультрафиолет и препятствует образованию конденсата. Четырехмиллиметровое покрытие из фольгоизолона держит тепло так же, как стена в полтора стандартных кирпича.

Толщина слоя утеплителя обычно варьируется от 50 до 150 мм. Это значение подбирается индивидуально, в зависимости от климатических условий, по таблицам, которые содержатся в СНиП 23-02-2003, СНиП 23-01-99 и СП 23-101-2004.

Однако можно вывести и основные требования к утеплителям для балкона. Во-первых, материал должен иметь небольшой вес. Это необходимо для того, чтобы не создавать лишней нагрузки на перекрытия. Во-вторых, ему нужно обладать низкой теплопроводностью, от которой будет зависеть толщина утеплительного слоя.

Еще один важный момент – герметизация всевозможных щелей, зазоров, швов и стыков, образовавшихся при остеклении балкона. Их следует «убирать» с помощью специальной пены или другого герметика. Это не только защитит балкон от попадания влаги через зазоры, но и улучшит его теплоизоляцию.

Варианты отопления

В условиях российской зимы балкон необходимо отапливать дополнительно. Но выводить туда центральное отопление запрещено существующими строительными нормами. Не стоит паниковать: в этом случае есть два возможных выхода.

Первый – установка пола со специальной системой подогрева, которая работает по принципу электрогрелки. Специальные электрические элементы системы отопления крепят на поверхности бетонного основания. После монтажа их покрывают цементно-песочной стяжкой. Это позволит теплу равномерно распределяться по поверхности и нагревать воздух у пола. За его пределы выводится только силовой электрический кабель и регулятор температуры.

Альтернативой может стать установка электрокамина и других местных отопительных приборов (радиатора, калорифера или кондиционера). Учитывая небольшие габариты балкона или лоджии, для их обогрева лучше применять масляные радиаторы серии ЭРМБ, ЭРМС. Электрическая мощность отопительного прибора должна быть в пределах 1,5-2 кВт. Но тогда (и вам следует помнить это) счета за потребление электроэнергии возрастут в несколько раз.

Дизайн, который греет

На теплоизоляцию балкона существенно влияет его внутренняя отделка. Сегодня наиболее популярной является обшивка лоджии пластиковыми панелями. Они не боятся перепадов температуры и влаги, не требуют специального ухода и легко моются обычным мыльным раствором. Это практично, удобно и недорого. Пластиковая вагонка позволяет оформить пространство в самых разных стилях.

А вот дерево для оформления балкона подходит не лучшим образом: какую бы обработку этот материал не проходил, при сильных перепадах влажности и температуры он «рассыревает» или ссыхается».

Кстати, именно разгерметизация материала, которым изнутри обшит балкон, становится основной причиной «утечки» тепла на улицу. Поэтому отделка деревом (казалось бы, таким теплым материалом) – не самый практичный и долговечный вариант сохранения нужной температуры. Широко распространено и другое заблуждение: если обшить стены вагонкой и проложить деревянный пол, то на балконе значительно потеплеет.

Мы вкратце очертили проблемы, которые предстоит решить при создании теплого и уютного балкона. Но браться за его утепление стоит – плюсы очевидны. В результате владелец квартиры получит надежную изоляцию от шума, пыли и сквозняков. Да и к тому же увеличится полезная жилплощадь – а этого «жаждут» миллионы горожан по всей России.



Канадская технология в строительстве коттеджей

Возведение коттеджей по технологии панельного строительства давно популярно в мире, в особенности в тех странах, климат в которых схож с российским. В Канаде, США, Норвегии и Финляндии, Германии и Дании более 80% всех частных домов построено именно с использованием этой технологии. У нас же этот метод только начинает использоваться.
Своей популярностью канадская технология обязана уникальным теплоизоляционным и влагостойким качествам материалов, используемых для изготовления сэндвич-панелей. В доме, возведенном по технологии панельного строительства из сэндвич-панелей, тепло в морозы и прохладно в жару.

В морозную зиму за 2–3 часов работы отопительной системы в доме становится тепло и комфортно. На прогрев дома, построенного по канадской технологии, требуется в 3–4 раза меньше тепловой энергии, чем на прогрев домов из кирпича, пено- или газобетона, бруса и т.п. Надо учесть, что в отсутствие хозяев дом можно не отапливать, так как его стены из-за высокой степени влагостойкости материала не впитывают влагу и, благодаря этому, зимой не промерзают.

Качество внутренних и внешних поверхностей стен из сэндвич-панелей разрешает без предварительной подготовки наклеить на них обои, применять любые декоративные материалы, а также без труда отделать дом снаружи.

Дома, построенные по канадской технологии, не подвержены усадке, они прочные и легкие. Дом площадью 120-150м2 на готовом фундаменте можно собрать всего 10-12 дней бригадой из четырех человек без применения тяжелой строительной техники.

Дом, выполненный по канадской технологии строительства из сэндвич-панелей экологически безопасен, долговечен и надежен.


Концепция энергоэффективного здания. Европейский опыт

Общими тенденциями в развитии современной цивилизации являются: увеличение численности населения, развитие экономики, рост потребления энергоресурсов, повышение спроса и цены на энергоресурсы. Опубликовано в журнале Энергосбережение №7/2007.
Б. М. Шойхет, канд. техн. наук, зам. директора по техническому развитию компании «Сен-Гобен Строительная Продукция РУС»

За последние 30 лет мировое энергопотребление выросло почти в два раза и составило в 2000 году 12,3 млрд т. у. т. Среднегодовые темпы прироста мирового энергопотребления составили 2,7 % [1]. Внутреннее энергопотребление в России в 2005 году составило 945–975 млн т. у. т. при производстве порядка 1 600 – 1 650 млн т. у. т. [2].

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) являются необходимым условием существования современной цивилизации. Учитывая естественную ограниченность мировых запасов ТЭР, при существующих объемах и темпах роста потребления, очевидной является возможность возникновения их дефицита в обозримом будущем, лет через 30–50. В связи с этим одним из приоритетных направлений в развитии мировой экономики является ограничение темпов роста потребления энергетических ресурсов за счет повышения энергоэффективности объектов в строительстве, промышленности, ЖКХ и на транспорте, внедрения энергосберегающих технологий и материалов.

Актуальность проблемы энергосбережения особенно высока для стран с высоко развитой экономикой и, в первую очередь, для стран Европы, где до 70 % энергопотребления удовлетворяется за счет импорта [3].

Политика энергосбережения в Европе практически реализуется в принятой Европарламентом и Советом ЕС в 2002г. Директиве 2002/91/ЕС «Energy Performance of Building» (EPBD). В соответствии с Директивой, существенно ужесточаются требования к экономии энергии в зданиях.

Директива EPBD предусматривает принятие странами-членами ЕС общих решений, включающих: единую методику расчета эффективности здания с точки зрения энергопотребления; минимальные нормы потребления энергии для всех новых и реконструируемых старых крупных зданий; систему сертификации зданий, регламентирующую количество потребляемой энергии и, соответственно, энергоэффективность здания (3).

Структура потребления топливно-энергетических ресурсов в Европе представлена на диаграмме рис.1. Из диаграммы видно, что около 40% ТЭР потребляется в строительстве, поэтому эта отрасль экономики имеет самый большой потенциал в плане реализации программ энергосбережения.



Компанией Сен-Гобен ISOVER разработана новая концепция энергоэффективного дома с нормой годового энергопотребления 15 кВт•ч/(м2•год) [4]. Реализация проекта обеспечивает одновременно повышение комфортности условий проживания и экономию энергетических ресурсов. На основе данной концепции уже построен и строится целый ряд зданий в Германии, Дании и других странах.

Концепция была разработана на основе результатов экспериментальных исследований эксплуатируемых зданий и методов математического моделирования процессов теплопередачи с использованием методов ИК-термографии при обследовании конструкций. В соответствии с разработанной концепцией при проектировании энергоэффективного здания соблюдаются несколько основополагающих архитектурных и строительных принципов.

В плане повышения энергоэффективности:

– оптимизация архитектурных форм здания с учетом возможного воздействия ветра;
– оптимальное расположение здания относительно солнца, обеспечивающее возможность максимального использования солнечной радиации;
– увеличение термического сопротивления ограждающих конструкций здания (наружных стен, покрытий, перекрытий над неотапливаемыми подвалами) до технически возможного максимального уровня;
– сведение к минимуму количества и тепловой проводимости, имеющихся в конструкции тепловых мостов;
– обеспечение необходимой воздухоплотности конструкции здания относительно притока наружного воздуха;
– повышение до максимального технически возможного уровня термического сопротивления светопрозрачных ограждающих конструкций;
– создание системы вентиляции для подачи свежего воздуха, удаления отработанного воздуха, распределения тепла в помещении и организация регенерации тепла вентиляционного воздуха.

Сочетание указанных выше факторов обеспечивает минимальное энергопотребление здания, при этом определяющими факторами повышения энергоэффективности здания являются увеличение термического сопротивления его конструктивных элементов и сокращение количества тепловых мостов.

Важным следствием снижения потребления энергии является уменьшение выбросов в атмосферу углекислого газа CO2. По приведенным в [4] оценкам, выработка 150 кВт•ч/(м2•год) требует сжигания 15 м3 природного газа или 15 л нефти, что приводит к выбросу в атмосферу до 30 кг углекислого газа. Таким образом, при таком энергопотреблении на каждый квадратный метр площади здания в атмосферу выбрасывается до 30 кг углекислого газа в год. Снижение энергопотребления здания в 10 раз приводит к соответствующему снижению выбросов СО2 в атмосферу.

Понятие комфорта в соответствии с современными представлениями включает: оптимальный для человека тепловой режим в помещении – оптимальная температура воздуха внутри помещения, отсутствие сверхнормативных перепадов температур между внутренними поверхностями помещения и температурой внутреннего воздуха (при «холодных» стенах возрастает интенсивность радиационного теплообмена между поверхностью стен и поверхностью тела человека), отсутствие в помещении конвективных потоков воздуха, которые воспринимаются как «сквозняки», обеспечение оптимальной влажности воздуха в помещении (при повышенной влажности воздуха в помещении возрастает коэффициент теплоотдачи от тела человека к воздуху, что воспринимается как дискомфорт), оптимальный состав воздуха в помещении, в первую очередь, наличие необходимого количества кислорода и отсутствие обладающих неприятным запахом и вредных для здоровья человека примесей (свежий воздух).

Повышение комфортности условий проживания в рамках предлагаемой концепции заключается:

– в возможности уменьшения перепада между температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций (наружных стен, покрытий, перекрытий над подпольями) и температурой внутреннего воздуха. По СНиП 23-102–2003 этот показатель для жилых зданий имеет значения, соответственно, 4,0; 3,0; 2,0 °С;
– в равномерном распределении температуры воздуха внутри помещения, исключении «сквозняков»;
– в обеспечении оптимального влажностного режима помещений за счет равномерной во времени принудительной вентиляции помещений (вместо периодического «открывания-закрывания» форточек, окон и дверей;
– в обеспечении кислородного баланса снаружи и внутри здания за счет равномерной во времени принудительной вентиляции помещений;
– в обеспечении возможности кондиционирования воздуха при его постоянной или периодической во времени принудительной подаче в помещение.

Мультикомфортный дом предоставляет большие возможности при проектировании зданий в зависимости от национальных традиций и географического месторасположения, однако, ничего фундаментально отличающегося от обычного строительства нет. С экономической точки зрения реализация такого проекта требует увеличения капитальных затрат на строительство на 5–8 %, однако, эти вложения окупаются экономией энергии и, соответственно, снижением эксплуатационных затрат и обеспечением комфортных условий проживания.

Среди примеров реализации концепции есть жилые дома, общественные и производственные здания. Технические решения по мультикомфортному зданию адаптированы для различных климатических условий. Например, для жарких стран особое внимание уделяется комфорту в летний сезон, для холодных стран – герметичности и разработке системы вентиляции. Таким образом, мультикомфортный дом ISOVER подходит для любых климатических зон.

Среднее потребление энергии в европейских зданиях составляет 200–300 кВт•ч/(м2•год). Анализ структуры энергопотребления показывает, что в зданиях старой застройки до 70–80 % энергии расходуется на отопление и по 10–12 % на горячее водоснабжение и электроснабжение.

Энергопотребление зданий, построенных по старым нормам тепловой защиты, может быть снижено на 70–75 % относительно существующего среднего уровня. Такое снижение энергопотребления достигается преимущественно за счет применения эффективной тепловой изоляции в конструктивных элементах зданий. Действующие в Европе строительные нормы устанавливают потребление энергии на уровне 80–100 кВт•ч/(м2•год). У нового поколения домов, которые проектируются и строятся в соответствии с новой концепцией, уровень энергопотребления должен быть не выше 15 кВт•ч/(м2•год). Определяющим фактором, позволяющим обеспечивать такой норматив, является применение эффективной тепловой изоляции в строительных конструкциях. На диаграмме рис. 2 показаны уровни и структура энергопотребления в эксплуатируемых ныне в Европе зданиях, отличающихся как конструктивными решениями, так и временем постройки (сроком эксплуатации). Для анализа структуры энергопотребления данные приведены для конкретных регионов с количеством ГСОП (градусо-суток отопительного периода), равным 3 400. На рис. 2 приведены характеристики и структура энергопотребления четырех типов зданий.



1-й тип. К данному типу относятся сельские постройки, старые здания, построенные в период 1945–1970 годов. Уровень потребления тепловой энергии на единицу жилой площади при количестве ГСОП, равном 3 400, составляет 250–300 кВт•ч/(м2•год). Примерные затраты жидкого топлива на энергообеспечение этого типа зданий в расчете на 1 м2/год составляют 25–30 л. Тепловая защита, очевидно, недостаточна. Расходы на отопление являются слишком высокими и экономически необоснованными. Необходимость тепловой реконструкции очевидна.

2-й тип. Это типичные жилые здания, построенные в 50–70-е годы прошлого века. Уровень потребления тепловой энергии на отопление при количестве ГСОП, равном 3 400, составляет 100–150 кВт•ч/(м2•год). Тепловая защита является недостаточной. Требуется тепловая реконструкция.

3-й тип. Энергоэффективные здания с низким потреблением энергии. Современные здания, которые строятся по новым технологиям с применением эффективных утеплителей. Уровень потребления тепловой энергии на отопление при количестве ГСОП, равном 3 400, составляет 40–50 кВт•ч/(м2•год). Примерные затраты жидкого топлива на энергообеспечение этого типа зданий в расчете на 1 м2/год составляют 4–5 л. Тепловая защита достаточная.

4-й тип. Энергоэффективные здания со сверхнизким потреблением энергии, соответствующие новой концепции Passive House. Уровень потребления тепловой энергии на единицу жилой площади при количестве ГСОП, равном 3 400, составляет менее 15 кВт•ч/(м2•год). Примерные затраты жидкого топлива на энергообеспечение этого типа зданий в расчете на 1 м2/год составляют 1,5 л. Тепловая защита является высоко эффективной.

Для реализации предлагаемой концепции и обеспечения эффективной теплоизоляции зданий ISOVER разработал эффективные теплоизоляционные изделия на основе стекловолокна, со специальными свойствами, отвечающими их функциональному назначению.

На отечественном рынке представлены мягкие теплоизоляционные плиты марок KL 34; KL 37, применяемые в конструкциях скатных крыш, каркасных конструкциях, системах вентфасадов. Жесткие теплоизоляционные плиты марок OL-TOP, OL-P применяются в двухслойных конструкциях плоских покрытий с рулонной кровлей. Плиты RKL предназначены для наружного слоя в конструкциях вентфасадов.

Основными характеристиками этого ассортимента продукции являются экологическая безопасность, высокие теплоизоляционные, звукоизоляционные и противопожарные свойства, негорючесть и долговечность.

В соответствии с предлагаемой концепцией, повышение теплотехнической эффективности здания достигается за счет увеличения толщины теплоизоляционного слоя, устранения тепловых мостов и снижения воздухопроницаемости (повышения воздухоплотности) конструкций. Для решения этих задач Сен-Гобен СПР применяются конструктивные решения и теплоизоляционные материалы со специальными свойствами. В конструктивном плане рекомендуются многослойные (двух- и более слойные) решения, которые за счет установки теплоизоляционных плит наружного слоя с перекрытием швов внутреннего исключают образование тепловых мостов.

Этот принцип реализуется как в покрытиях (например, внутренний слой плиты OL-P, наружный OL-TOP), так и в стенах (вентфасады с применением плит KL 34 в качестве внутреннего слоя и плит RKL в качестве наружного).

Применение мягких плит KL 34 в качестве внутреннего слоя повышает сплошность теплоизоляционного слоя, снижает воздухопроницаемость конструкции за счет плотного прилегания теплоизоляционного материала к изолируемой поверхности.

Теплоизоляционные плиты RKL, кашированные стеклохолстом, помимо теплозащитных функций, одновременно выполняют функции ветрозащиты в вентфасадах.

Теплоизоляционные плиты VKL имеют уникальные технические характеристики и используются для прерывания тепловых мостов между несущими элементами конструкции. Эти плиты имеют толщину 13 мм и выпускаются размером 2,7 х 1,2 м. При плотности 120 кг/м3 их прочность на сжатие составляет 30 кПа. Плиты применяются в качестве термовкладышей между элементами каркаса в скатных крышах, каркасных зданиях, сэндвич-панелях, в качестве ветрозащитных элементов в легких конструкциях и др.

Оценивая возможность применения предложенной концепции в Российской Федерации, необходимо отметить следующее. Обозначенный уровень энергопотребления – 15 кВт•ч/(м2•год) – в Европе реализуется в регионах с количеством ГСОП, равным 3 400. В Российской Федерации к таким регионам относятся районы, расположенные в ЮФО южнее г. Ростов-на-Дону (3 523), Ставрополь (3 209), Астрахань (3 540), Элиста (3 668) и др. В более северных районах энергопотребление таких зданий будет существенно выше. Технико-экономическая эффективность этих зданий в современных условиях определяется сравнительной стоимостью материалов и ТЭР, которые имеют конъюнктурный и меняющийся во времени, преимущественно в сторону увеличения стоимости ТЭР, характер. Технически эта концепция может быть реализована, однако, это потребует применения дорогостоящих строительных конструкций, например, двухкамерных стеклопакетов с криптоновым заполнением. Срок окупаемости такого здания в России будет очень большим, что и будет определять возможность его реализации в нынешних экономических условиях. Таким образом, для России эта концепция на сегодняшний день не является экономически оптимальной. Это – дома будущего. Вместе с тем, уже сегодня в отечественной практике может быть использована значительная доля из предлагаемых в этом проекте технических решений, направленных на повышение энергоэффективности зданий, например, сокращение количества и проводимости тепловых мостов, повышение до определенного предела термического сопротивления строительных конструкций и др.

В заключение необходимо отметить, что использование прогрессивного опыта компании «Сен-Гобен Строительная Продукция РУС» в области повышения энергоэффективности зданий может способствовать решению проблемы энергосбережения в строительном комплексе России. Представляется, что европейский опыт в области энергосбережения интересен и для российской экономики.

Литература

1. Славинская Л. Мировой рынок нефти и газа. Состояние и перспективы // Нефтегазовая вертикаль.
2. Распоряжение Правительства РФ от 28 августа 2003 года № 1234-р «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года».
3. Воронин А. В. Опыт стран Евросоюза в области технического нормирования тепловой защиты зданий и сооружений // Технологии строительства. 2007. № 4.
4. Jean-Baptiste Rieunier. «Low energy houses in Europe multi-comfort house concept»: Сб. докл. Международной научно-практической конференции «Эффективные тепло- и звукоизоляционные материалы в современном строительстве и ЖКХ».

Источник: www.abok.ru


Маленькие хитрости утепления

Каждый счет за электроэнергию выглядит как вымогательство. Может, не в наших силах контролировать цены на нефть и газ, но мы можем повлиять на энергоэффективность наших домов, а это в свою очередь может оказать влияние на наши счета.
Обычно в старых домах с утеплением все совсем плохо, чтобы их утеплить, приходится снести все чуть ли не до основания. В любом случае, это нетривиальная задача. Новые дома же снабжены первичным утеплением, которое обычно может быть улучшено.

В этом году снова повысились цены на отопление и не похоже, чтобы в ближайшее время они могли быть значительно снижены. Убедившись, что ваш дом хорошо утеплен от зимней стужи, вы можете позаботиться об окружающей среде, в то же время спасая себя от разорения.

Вот несколько эффективных способов уменьшить ваши отопительные счета в этом году:

Утеплите чердак. Если ваш чердак не утеплен по крайней мере 12-дюймовым слоем утеплителя, вы теряете слишком много тепла. Добавьте несколько дюймов к уже существующему утеплению рулон вермикулита (минерала из группы гидрослюдяных имеющих слоистую структуру с добавочной молекулярной межслоевой водой), целлюлозы или любого другого утеплителя, не содержащего бумагу. Это не самый эффективный долгосрочный способ утепления, так как утеплители такого типа имеют тенденцию слеживаться с годами, из-за чего их эффективность уменьшается, но это поможет вам протянуть до лета, когда вы сможете более плотно заняться утеплением дома. А ваши деньги начнут экономиться уже сейчас.

Утеплите двери и окна. Сквозь щели вокруг входной двери и оконных рам теряется больше тепла, чем вы думаете. Хорошая новость заключается в том, что герметичные материалы, которыми можно заделать эти щели, доступны и просты в использовании.

Позвольте дать один совет: утеплительные работы герметиком лучше производить при температуре выше -6°C, чтобы его полоски оставались гибкими. Приклеивать полоски герметика всегда стоит на сухую и чистую поверхность для лучшего сцепления с ней, тогда утеплитель прослужит дольше.

Утепляйте небольшие щели с помощью монтажной пены. В большинстве домов есть небольшие трещины и щели, сквозь которые, тем не менее, все равно выходит тепло. Но заполнив их монтажной пеной везде, где можно, вы заблокируете выход теплого воздуха, пусть даже совсем чуть-чуть. Но в результате это сильно скажется на счетах за тепло.

Поищите под лестницей. Вы можете считать, что тепло не может выходить через подвал, но вы не правы. Подвалы, оставленные неутепленными, очень уязвимы для холодного воздуха. Но и здесь можно многое сделать, чтобы это исправить. Для утепления подвала можно использовать те же приемы, что и для чердака, а небольшие трещины и щели как и во всем доме заделать монтажной пеной.

Повесьте шторы. Это самый легкий способ сделать ваш дом более энергоэффективным. Повесив шторы или жалюзи на каждое окно в доме вы можете защитить самые уязвимые участки. Окна пропускают больше тепла наружу, чем толстые кирпичные стены, тем более если это старые окна, но жалюзи и шторы могут улучшить ситуацию, попутно уменьшая ваши расходы.

Статья переведена с английского языка специально для интернет-портала "Энергоэффективная Россия"


Наноокна сохраняют 95% тепла

Инновационная отечественная разработка – оконное стекло с нанопокрытием - не пропускает длинные волны инфракрасного спектра. Новинка была представлена Наноцентром ТГУ имени Г.Р.Державина на семинаре-конференции «Энергосбережение и энергосберегающие технологии» в Тамбове.
Внешне наноокно ничем не отличается от обычного стеклопакета. Но его особенность заключается в том, что нанесенные на поверхность стекла наночастицы отражают падающие на них изнутри помещения длинноволновые части инфракрасного спектра обратно в комнату. В результате тестирования разработчики убедились: новый стеклопакет удерживает до 95% тепла, тогда как обычные окна выпускают из помещению до 50% теплого воздуха. Состав напыления наночастицами пока что не раскрывается.

Новые наноокна уже поступили в массовое производство и уже летом они появятся в продаже, предполагают разработчики. Ожидается, что цена наноокон будет примерно на 15-20% выше, чем средняя цена стеклопакетов по России.


Обзор материалов для изоляции трубопроводов

Грамотная теплоизоляция труб для теплопаропроводов не только решает вопросы экономии ресурсов энергосбережения, но также является гарантией безопасности населения и экологической защиты. Поэтому к выбору теплоизоляционного материала следует подходить с особой ответственностью, учитывая степерь теплопроводности, стойкость к воздействиям внешней среды, уровень защищенности от коррозии, долговечность и другие критерии.
Исследования экспертов в области строительства и реконструкции теплотрасс показали, что теплоизоляционные материалы на основе минеральных и базальтовых ват, покрытых оцинкованными лентами и листами, или с защитным покрытием из асбесто-цементных составов, наименее предпочтительны для использования. Монтируемые на теплопровод в виде матов и скорлуп, они не обеспечивают необходимый уровень тепло- и влагоизоляции. При длительной эксплуатации негативная среда воздействует на них разрушающе, и сам трубопровод своим большим весом провоцирует механические повреждения.

Если применение этих материалов представляется единственной возможностью, рекомендуется под теплоизоляционный слой дополнительно наносить антикоррозийное покрытие.

Вышеупомянутые материалы неудобны также из-за невозможности реализации подземной бесканальной прокладки, низкого технического уровня решения задачи, приводящего к большим технологическим затратам и увеличенным срокам выполнения работ.

Надежность гарантируют трубы с нанесением теплоизоляции в заводских условиях, хотя их цена существенно выше. Но долговечность и стабильная работа влечет за собой значительное снижение издержек при строительно-монтажных работах.

Пенополиуретановая изоляция.

Принцип действия ППУ-изоляции заключается в следующем. На стальную трубу наносится слой пенополиуретана, представляющий собой полимерную ячеистую конструкцию с высоким сорбционным увлажнением. Поэтому необходима сплошная полиэтиленовая труба, которая будет защищать материал от влаги. Таким образом, предварительная изоляция в виде пенополиуретана состоит собственно из стальной трубы, слоя теплоизоляции и внешней оболочки из плотного полиэтилена.

Так как проблема увлажнения материала достаточно серьезно, рекомендуется установить постоянный контроль. Для этого в слое теплоизоляции устанавливают провода системы оперативно-дистанционного контроля (ОДК). По изменению электрического сопротивления между ними и стальной трубой можно контролировать степень увлажнённости материала теплоизоляции, отслеживать места повреждений и принимать своевременные меры.

Пенополимерминеральная изоляция.

Основой ППМ-изоляции служат органоминеральные композиции, включающие различные вариации химических веществ и минеральных наполнителей с учётом местных сырьевых возможностей. Наиболее распространенным наполнителем является кварцевый песок.

Особенности ППМ-изоляции

• паропроницаемость (в случае намокания теплоизоляционного слоя, влага, нагреваясь от работающего теплопровода, превращается в пар, который вытесняется из изоляционного слоя;
• отсутствие внешней гидрозащитной оболочки.

ППМ-изоляция представляет собой монолитную тепло- и гидроизоляционную конструкцию с переменной по сечению плотностью. За один цикл формования ППМ-изоляции в заводских условиях на трубе образуются одновременно три слоя:

• внутренний - антикоррозионный слой толщиной 3-8 мм, с высокой адгезией плотно прилегающий к трубе с объёмной массой 400-600 кг/м3;
• средний - теплоизоляционный слой, толщина которого определяется в соответствии с тепловыми расчётами, с объёмной массой 80-100 кг/м3;
• наружный - механо-гидрозащитный слой толщиной 5-10 мм с объёмной массой 400-600 кг/м3.

Преимущества

1. Высокая термостойкость (до 150оС)
2. Высокая механическая прочность, долговечность и надёжность в эксплуатации.
3. Сохранение свойств и целостности при длительной эксплуатации в различных гидрогеологических условиях.
4. Отличные адгезионные свойства полностью герметизируют металл трубы и не требуют нанесения антикоррозионной защиты.
5. Не требуется дополнительного гидроизоляционного покрытия изоляции.
6. Залитый в полевых условиях стык теплоизоляции не уступает по свойствам и качеству теплоизоляции нанесённой в заводских условиях
7. Суммарная стоимость теплопровода для труб небольшого диаметра вдвое, а для больших диаметров в полтора раза ниже, чем для трубопроводов с ППУ изоляцией.
8. ППМ изоляция позволяет проводить ремонтные работы по восстановлению изоляционного слоя в месте повреждения без замены трубы.

Таким образом, проведённый анализ и выбор на его основе лучших теплоизоляционных конструкций позволяет рекомендовать при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте тепловых сетей для использования в качестве теплоизоляционных конструкций трубы и элементы трубопроводов в ППУ- и ППМ изоляции. Следует отметить, что на сегодняшний день объём применения ППМ-изоляции меньше по сравнению с объемом применения ППУ-изоляйии. Но стоит обратить внимание на ряд свойств, по которым ППУ-изоляция уступает ППМ-изоляции.


Окно как интеллектуальный элемент конструкции здания

Большинство специалистов считают актуальным постулат о том, что окна – это ключ к экономии энергии в здании: теплопотери через окна в холодный период значительно превышают теплопотери через светонепрозрачные наружные ограждающие конструкции. Теплопоступления через окна в теплый период года для жилых и общественных зданий в большой степени определяют холодопроизводительность систем кондиционирования воздуха. Опубликовано в журнале Энергосбережение №2/2008
Ю. А. Табунщиков, президент НП «АВОК»

Большинство специалистов считают актуальным постулат о том, что окна – это ключ к экономии энергии в здании: теплопотери через окна в холодный период значительно превышают теплопотери через светонепрозрачные наружные ограждающие конструкции. Теплопоступления через окна в теплый период года для жилых и общественных зданий в большой степени определяют холодопроизводительность систем кондиционирования воздуха.

Во всем мире ведутся интенсивные работы по решению проблемы повышения термического сопротивления заполненными оконными проемами и одновременной защиты от проникновения солнечной радиации. Прогрессивные конструкторские решения для окон опираются на новые возможности современных высокоэффективных технологий. Окно должно стать интеллектуальным элементом конструкции здания, учитывать меняющиеся в течение суток (день, ночь) и времени года (лето, зима) требования к его теплотехническим, светопроникающим и другим показателям.

В статье рассматриваются новые технологии заполнения оконных проемов, которые в ближайшее время, по мнению специалистов, должны получить широкое распространение.

Окно, как ограждающая конструкция здания, до середины 70-х годов ХХ века считалось самым слабым элементом, и его возможности ограничивались значениями сопротивления теплопередаче и показателем солнцезащиты. Революционные технологии в производстве окон в 80-х годах ХХ века открыли их новые теплозащитные возможности и возможности высокоэффективной солнцезащиты.

Сегодня окна рассматриваются не только как инженерные и архитектурные элементы здания, но также как высокоразвитые «живые» элементы системы климатизации здания, гибко реагирующие на состояние окружающей среды. В недалеком будущем окно станет важнейшим элементом биоархитектуры [1], способным использовать во благо человека энергию солнца, ветра, воздуха и т. д. Новые возможности окон пока известны только узкому кругу специалистов, занимающихся изучением их особенностей, параметров и характеристик в различных комбинациях. В настоящее время уже достаточно большое количество новых технологий остекления, учитывающих главный принцип биоархитектуры – гармония с природой (рис. 1), находится на стадии разработки в различных научно-исследовательских центрах. Этот принцип реализуется главным образом за счет многофункционального остекления зданий. Представим некоторые наиболее многообещающие направления.



Интеллектуальные окна

Оптические свойства идеального окна должны меняться согласно изменяющимся климатическим условиям или предпочтениям людей, находящихся в здании. Ученые усиленно работают над созданием технологий остекления для нового поколения «интеллектуальных окон». После многолетних исследований были разработаны и в данный момент проходят испытания несколько видов технологий изготовления интеллектуальных окон, которые должны поступить в коммерческую продажу в ближайшем будущем. Так же как и для существующих оконных технологий, архитектор, заказчик или подрядчик должен понимать новые решения, чтобы сделать для себя правильный выбор.

Различают два основных вида интеллектуальных окон – пассивные устройства, реагирующие непосредственно на окружающие условия, такие как уровень освещения или температуру, и активные устройства, которые можно непосредственно регулировать по желанию жильцов или согласно требованиям систем отопления, вентиляции и кондиционирования [2]. Наиболее распространенными пассивными устройствами являются фотохромные и термохромные; активные устройства включают в себя жидкокристаллическое остекление, с дисперсными частицами и электрохромное.

Фотохромные устройства

Фотохромные материалы изменяют свою прозрачность в зависимости от интенсивности света. Фотохромные материалы используются при изготовлении солнечных очков, изменяющихся от прозрачных – при комнатном освещении, до затуманенных – при ярком наружном свете. Фотохромику можно применять для контроля освещения, пропуская ровно столько дневного света, сколько требуется для освещения, и отсекая излишний свет, вызывающий напряжение глаз и перегружающий систему охлаждения. Небольшие устройства уже выпущены в серийное производство, но в продаже пока отсутствуют экономичные, большие, надежные стекла такого вида.

Термохромные устройства

Термохромные устройства изменяют прозрачность под воздействием температуры. Разрабатываемые в настоящее время материалы представляют собой гелевые сэндвичи между стеклом и пластиком, которые переходят из прозрачного состояния при низкой температуре в белое, мутное, отражающее состояние при высокой. В предельном состоянии такие окна становятся непрозрачными. Таким образом, эти окна могут полностью отключить дневное освещение, когда нагрузка на систему кондиционирования становится выше расчетной. Термохромные устройства могут быть очень полезны для предотвращения перегрева помещения. Температура стекла, которая является функцией интенсивности солнечного излучения, а также наружной и внутренней температуры, регулирует количество солнечного света, попадающего на термочувствительный элемент. Термохромика особенно хорошо подходит для застекленных крыш, поскольку низкая прозрачность не будет создавать дополнительных проблем, возможных для окон. Такие окна могут поставляться с заданной температурой переключения состояния, которая должна быть тщательно рассчитана для конкретного объекта применения. Опытные образцы такого остекления уже прошли испытания, но пока еще не поступили в серийное производство.

Жидкокристаллическое остекление

Модернизированный вариант жидкокристаллических технологий, используемых в наручных часах, сейчас получил применение в качестве тонированных стекол. Очень тонкий слой жидких кристаллов вставляется наподобие сэндвича между двумя прозрачными электрическими проводниками на тонкой пленке, и вся система ламинируется между двумя слоями стекла. При отключенном питании кристаллы ориентированы случайно и беспорядочно. Они рассеивают солнечный свет, и стекло выглядит тонированным, не позволяя видеть сквозь него. Такой материал пропускает большую часть падающего света с рассеиванием, но теплопоступления от солнечной радиации остаются высокими. При включении питания электрическое поле в устройстве задает необходимую ориентацию жидких кристаллов, и стекло становится полностью прозрачным за долю секунды, обеспечивая чистый обзор с обеих сторон стекла. Большинство таких устройств предусматривают только два состояния, прозрачное и тонирующее, а для сохранения прозрачности требуется непрерывное электропитание. Такая технология ограничивает применимость жидкокристаллического остекления в архитектурных целях. Она требует постоянного питания от стандартной домашней розетки и является довольно дорогостоящей, но может быть полезна, когда требуется защита от посторонних взглядов или прямого солнечного света.

Остекление с дисперсными частицами

Является аналогом жидкокристаллического остекления. Прозрачная пленка с электрическим питанием контактирует с тонким жидкостным слоем, в котором взвешены многочисленные микроскопические частицы. При отсутствии напряжения частицы ориентировано хаотично и частично блокируют свет и видимость. Прозрачные электрические проводники позволяют воздействовать на частицы, упорядочивая их и увеличивая прозрачность. Такие стекла могут обладать частичной прозрачностью, а не только крайними состояниями, как жидкокристаллические. Однако эта технология пока дорогостоящая и на данный момент не предлагается на рынке.

Электрохромное остекление

Наиболее многообещающие технологии интеллектуальных окон в XXI веке основаны на электрохромных покрытиях [2]. Хотя они еще не поступили в серийное производство, велика вероятность сделать эту технологию высокопроизводительной, рентабельной, с широким освоением современного рынка. Электрохромика может изменять прозрачность стекла плавно, приблизительно от 5 до 70 % пропуска за семь минут, с соответствующим регулированием теплопоступлений за счет солнечной радиации. Переключение состояния происходит при очень малом постоянном токе (напряжение 1–2 В), поэтому питание и подводящие провода не будут стоить дорого. Отключение напряжения останавливает электрохромный процесс, фиксируя текущую пропускную способность окна. При обратном изменении напряжения характеристики окна возвращаются к первоначальному состоянию. Этот обратимый процесс может иметь тысячи циклов на протяжении всего срока службы окна. В [2] приводится схема пятислойного электрохромного покрытия (рис. 2). Обратимый источник низкого напряжения заставляет ионы переходить между активным электрохромным слоем и пассивным контрэлектродом. Когда ионы лития переходят в активный электрохромный слой, электрохромная реакция заставляет слой затемниться. При подаче обратного напряжения ионы удаляются, и электрохромный слой возвращается в прозрачное состояние.



Исследования в области электрохромных технологий проводятся уже более 20 лет во всем мире и привели к разработке и демонстрации прототипов новых окон. Прототипы электрохромных окон были продемонстрированы во многих зданиях в Японии, а затем в Европе и США. Миллионы небольших электрохромных зеркал уже используются в качестве зеркал заднего вида в легковых и грузовых автомобилях. Электрохромные стекла исследуются также в качестве опытных образцов для автомобильных солнечных люков. Прежде чем такие люки поступят в серийное производство, они должны пройти целый ряд испытаний для подтверждения их долговечности.

В отличии от термохромных и фотохромных покрытий, электрохромные окна обладают плавной регулировкой. В термохромных и фотохромных окнах должна быть заданная точка переключения, после которой они изменяют состояние. Хотя такую пороговую величину можно задавать, но после ее фиксации она остается постоянной на весь срок службы окна. Динамическая регулировка при электрохромной технологии осуществляется при помощи контроллера (или ручного сигнала) с использованием простого термостата или фотодатчика.

Первоначальные исследования показывают, что интеллектуальные окна несут существенную выгоду для общественных зданий с точки зрения экономии, т. к. расходы на освещение и охлаждение составляют значительную часть общих эксплуатационных расходов. Расширяя использование дневного освещения и снижая нагрузку по холоду, интеллектуальные окна не только снижают годовые расходы энергии, но также позволяют уменьшить расходы на пиковую электрическую нагрузку и снизить максимальную мощность холодильного оборудования.

Электрохромные покрытия близки к стадии серийного производства. Первая полномасштабная демонстрация электрохромных окон была проведена в Оклэнде, штат Калифорния. На двух офисных зданиях, расположенных рядом, были установлены 10 электрохромных панелей в полностью остекленные фасады. Самая большая из них была размером 3 на 6 футов. Панели были подключены к фотодатчикам и регулируемому люминесцентному освещению. Они работали таким образом, чтобы пропускать максимальное количество дневного света (Tv = 38 %) при повышенной облачности, и минимальное при преобладании солнечной погоды (Tv = 11 %). Люди, находящиеся в зданиях, могли по желанию перейти с автоматического на ручное управление. Первая краткосрочная демонстрация подтвердила способность интеллектуальных окон обеспечивать энергосбережение, при этом повышая уровень комфорта в помещениях [2].

Многие из этих преимуществ применимы и для жилых зданий, особенно в условиях экстремального климата. В принципе, большую часть преимуществ интеллектуальных окон можно реализовать при переменном использовании технологий ручного и автоматического управления. Для практического использования она должна включать в себя фотодатчик на самом изделии, связь с системой управления всем зданием и/или ручное дистанционное управление, похожее на пульт от телевизора. Но опыт показывает, что люди часто закрывают занавески и регулируют жалюзи непоследовательно и непредсказуемо, что входит в противоречие с автоматическим управлением, увеличивая затраты на него. Сделав оба средства управления интегрированной и надежной частью здания, интеллектуальные окна превратят потенциальное энергосбережение в предсказуемое и гарантированное.

Дополнительные демонстрации прототипов электрохромных окон уже запланированы, и первые окна для использования скоро будут доступны.

Как и с любыми новыми технологиями, первоначальное внедрение будет происходить медленно, пока производители, монтажники и домовладельцы приобретут необходимый опыт. Первые изделия, скорее всего, найдут свое применение в застекленных крышах. Эти новые интеллектуальные окна значительно расширят функциональность домов XXI века.

Вакуумированные окна

Наиболее эффективный с точки зрения теплопроводности газ – это его полное отсутствие, т. е. вакуум. Многие исследователи по всему миру занимаются разработкой изолирующих оконных блоков, в которых между стеклами создается вакуум. Если вакуум довольно высокий, между стеклами не будет конвективного теплопереноса, что позволит снизить общий коэффициент теплопередачи. Вакуумные стекла должны иметь хорошо отражающее покрытие, которое снизит передачу теплоты за счет излучения – только вакуумного эффекта самого по себе недостаточно. На протяжении многих лет этот принцип применяется при изготовлении термосов, где серебристое покрытие выполняет роль поверхности с низким коэффициентом теплоотдачи путем излучения.

Однако изготовление вакуумных стеклопакетов представляет некоторые трудности с инженерной точки зрения. Одна из основных проблем – это высокие требования к структурной прочности для выдерживания атмосферного давления воздуха и переменного давления, возникающего под воздействием ветра и вибрации. Между большими панелями оконного стекла могут возникать существенные термические напряжения и механические нагрузки. Термос легко выдерживает такие нагрузки за счет своей специальной формы. Большие плоские поверхности окна имеют тенденцию сжиматься и изгибаться под воздействием изменений давления. В прототипах таких окон использовались стеклянные стержни или шары, позволяющие сохранять постоянное расстояние между двумя стеклами. Эти элементы обладают очень малыми размерами, но все равно заметны и снижают прозрачность окон. В [2] приведено термографическое изображение вакуумного стеклопакета (рис. 3), на котором четко видны стержнивставки. Сетка стержней видна из-за проводимости стекло-стекло через стержни.



Еще одна проблема заключается в сохранении герметичности по периметру оконного блока в местах стыковки стекол. Задача герметизации заключается в предотвращении просачивания воздуха и поддержании давления внутри стеклопакета на уровне менее одной миллионной доли нормального атмосферного давления воздуха. Если превысить эту величину всего в десять раз, этого будет достаточно для восстановления нормируемой теплопередачи. Вакуумное уплотнение должно сохранять свою функциональность на протяжении всего срока службы окна – при изготовлении, транспортировке, установке, эксплуатации и износе. Австралийские исследователи довольно успешно использовали специальное стеклянное уплотнение при разработке больших образцов. На сегодняшний день уже был достигнут коэффициент теплопередачи в середине стекла, равный 0,2 от стандартного, а в перспективе эту величину предполагается снизить до 0,12. При этом сохраняется требуемый теплоприток за счет солнечной радиации. Эта разработка выделяется своей тонкостью и применимостью при модернизации многих существующих окон. Однако теплопотери по краям больше, чем у традиционных изолирующих стеклопакетов, хотя эти потери можно компенсировать конструкцией оконной рамы. Крупный производитель окон уже предлагает эту продукцию на японском рынке.

Аэрогель

Аэрогель – это основанный на силиконе пенообразный материал с открытыми порами, состоящий приблизительно на 4 % из силикона и на 96 % – из воздуха. Микропоры пены захватывают воздух, предотвращая конвекцию, но пропуская свет. Частицы, из которых состоят тонкие стенки пор, немного рассеивают проходящий свет, создавая голубоватое мерцание, похожее на цвет неба.

Аэрогель широко исследуется из-за своих свойств, обеспечивающих одновременно высокую прозрачность и изоляцию. Эти свойства позволяют отнести его к классу веществ, называемых «прозрачной изоляцией». Технически, возможно изготавливать окна из аэрогеля, с коэффициентом теплопередачи в середине окна не более 0,05 от стандартного. Однако на данный момент аэрогель был получен в малых количествах и малых размеров, и в экспериментах изготавливались только окна из аэрогеля размером с керамическую плитку. Европейские производители изготовливают двойные окна, заполненные небольшими каплями аэрогеля. Хотя такие окна обладают высокой изоляционной способностью, они существенно рассеивают свет и не имеют хорошей прозрачности. В будущем, возможно, аэрогель найдет свое применение в качестве компонента (разделителя) больших стеклянных витрин или для изготовления застекленных крыш и стеклоблоков.

Застекление с оптическим регулированием поступления света

Наиболее интересные исследования интеллектуальных окон относятся к области застекления с оптическим регулированием. Результаты исследований в области контроля поступления дневного света в общественных зданиях могут быть использованы и для жилых зданий. Здесь предлагается множество продуктов, позволяющих контролировать передачу света в здания. Наиболее известные – это рассеиватели (рассеивающие поверхности), изменяющие направление и рассеивающие свет в пространстве. Они частично блокируют обзор, но обеспечивают некоторый уровень секретности и перераспределяют прямые лучи солнечного света, улучшая вид и функциональность помещения. Для создания этих рассеивателей можно поместить рассеивающие элементы внутри оконных блоков. Такими элементами могут быть тонкая пленка или иной метод изменения стеклянной поверхности, например, при помощи гравировки или шелкографии. Более совершенный контроль падающего солнечного света достигается при использовании дорогих оптических материалов, таких как призматические устройства или голографические решетки, изменяющие направление света к потолку. Эти виды систем все еще находятся на стадии опытных образцов в США, и их эффективность существенно зависит от параметров изготовления и установки.

Самоочищающееся стекло

Сколько бы люди не любили окна, никто не любит их мыть. Эта проблема может остаться в прошлом, если текущие исследования и разработки в области новых самоочищающихся покрытий завершатся успехом. Исследователи в нескольких лабораториях усовершенствовали поликристаллические покрытия, которые переваривают и разрушают многие органические вещества, например отпечатки пальцев, оставляющие следы на стекле. Прозрачное фотокаталитическое покрытие реагирует с кислородом под воздействием ультрафиолетового излучения. Активированный кислород затем разлагает различные органические материалы на водяные пары и углекислый газ, создавая «самоочищающуюся» поверхность.

Какая именно технология будет востребована на практике, покажет ближайшее будущее. Несомненно одно, что здания обязательно «нарядятся» в новые интеллектуальные окна, одновременно выполняющие множество различных функций: обеспечение визуального комфорта, потребности в освещенности, поступление свежего воздуха, снижение теплопотерь в холодный период и теплопоступлений от солнечной радиации в летнее время и защита от любых неблагоприятных воздействий природы.

Литература

1. Табунщиков Ю. А. Неизученные возможности окон // АВОК. – 2003. – № 6. – С. 6–12
2. Carmody J., Selkowitz S., Heschong L. Residential windows: a guide to new technologies and energy performance // New York, 2000.
3. Табунщиков Ю. А. Ночные окна – окна с существенно переменной теплозащитой // Энергосбережение. – 2008. – № 1. – С. 18–20.


Сегодня окна рассматриваются не только как инженерные и архитектурные элементы здания, но также как высокоразвитые «живые» элементы системы климатизации здания, гибко реагирующие на состояние окружающей среды. В недалеком будущем окно станет важнейшим элементом биоархитектуры, способным использовать энергию солнца, ветра, воздуха и т. д.

Источник: www.abok.ru


Пенополистирол: научный взгляд

Принятие Закона №261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» открыло новую страницу в российском строительстве: производители впервые ощутили реальный спрос на энергосберегающие, инновационные технологии, а параллельное усиление «зеленых тенденций» поставило и ещё одну задачу: комбинировать эффективность технологий с безопасностью для человека и окружающей среды. Данная статья призвана рассмотреть свойства пенополистирола, его преимущества и недостатки по сравнению с другими теплоизоляционными материалами именно в контексте требований современности и актуальных строительных тенденций.

Принятие Закона №261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» открыло новую страницу в российском строительстве: производители впервые ощутили реальный спрос на энергосберегающие, инновационные технологии, а параллельное усиление «зеленых тенденций» поставило и ещё одну задачу: комбинировать эффективность технологий с безопасностью для человека и окружающей среды.

Эти два фактора стали определяющими как для производителей строительных материалов, так и для специалистов в области проектирования и строительства и заставили оба звена строительной цепочки затрачивать немало ресурсов на поиск строительных материалов, удовлетворяющих этим требованиям.

При этом часть профессионального строительного сообщества признаёт, что энергоэффективные и долговечные материалы уже представлены на рынке и, соответственно, поиск инноваций - скорее дань моде и/или маркетинговая стратегия, чем реальная необходимость.

Среди материалов, чьи свойства уже были не раз доказаны, испытаны, измерены и опробованы в конструкциях по всему миру, - пенополистирол.

Несмотря на очевидные физико-механические преимущества пенополистирола по сравнению с другими видами теплоизоляции, вокруг его применения в жилищном и гражданском строительстве не утихают споры, и если пенополистирол и включают в проектные решения, то делается это с большой осторожностью.

Это связано, прежде всего, с недостаточной информированностью о современных данных, результатах текущих испытаний, наличии разрешительных документов, а так же с путаницей, которую вносят в классификацию материала устаревшие ГОСТы и некоторые предприимчивые производители.

Данная статья призвана рассмотреть свойства пенополистирола, его преимущества и недостатки по сравнению с другими теплоизоляционными материалами именно в контексте требований современности и актуальных строительных тенденций.

Прежде всего, следует отметить, что свойства пенополистирола очевидно следуют из метода его производства и особенностей этого процесса. Пенополистирол получают из готового полимера – полистирола – путем его вспенивания при нагревании не выше 1000 С. Этот процесс носит чисто физический характер, какие-либо химические реакции при этом исключены. При этом важно подчеркнуть, что только пенополистирол, пенополиэтилен и пенополивинилхлорид получаются из чистых полимеров. Пенополиуретан и другие пенореактопласты образуются в результате химических реакций при смешении двух реакционноспособных олигомеров, и полимер синтезируется одновременно с его вспениванием. Справедливо сказать, что в самой технологии производства пенополистирола заложена его санитарно-гигиеническая безопасность и «чистота». Согласно санитарно-гигиеническим нормам пенополистирол может контактировать с любыми пищевыми продуктами, из него изготовляют одноразовую посуду, упаковку для овощей, фруктов, рыбы и мяса.

Одним из аргументов против использования пенополистирола в строительстве является тот факт, что полистирол появляется путем полимеризации стирола. Считается, что пенополистирол подвергается постоянному окислению под воздействием кислорода, и при этом, якобы, происходит выделение стирола в окружающую среду. Однако для большинства представителей научного химического сообщества такие утверждения представляются беспочвенными и безграмотными, так как в условиях обычной эксплуатации пенополистирол окисляться никогда не будет. Деполимеризация стирола действительно может идти при температурах выше 3200С , но всерьёз говорить о выделении стирола в процессе эксплуатации пенополистирольных блоков в интервале температур от - 40 0С до + 70 0С нельзя.

Данные испытаний Московского научно-исследовательского института гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана показывают, что в отобранных пробах воздуха в помещениях со стеновыми панелями со средним слоем из пенополистирольного утеплителя стирол не обнаружен (согласно заключению Московского НИИ Гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана № 03/ПМ8).

Кроме того, анализ всех имеющихся мировых данных по токсикологии, в том числе самые последние исследования Консорциума «Стирол»в рамках европейского регламента REACH (который суммировал результаты исследований за последние 20 лет) говорит о том, что стирол не является мутагенным, канцерогенным веществом, и не оказывает воздействие на репродуктивную деятельность организма.

В зависимости от состава и применяемой технологии вспенивания полимера плотность пенополистирола, оказывающая решающее влияние на основные свойства материала, может меняться в широких пределах. Так, плотность материала, полученного беспрессовым методом, может меняться от 13 до 48 кг/м3, плиты, полученные методом экструзии, могут иметь плотность от 21 до 40 кг/м3, а полученные этим же методом листы могут иметь плотность от 40 до 160 кг/мз. При получении изделий прессовым методом или методом литья под давлением плотность полученных изделий может достигать кг/мз .

Говоря о высоких требованиях, предъявляемых к повышению энегроэфективности зданий, следует рассмотреть такое свойство теплоизоляционных материалов как теплопроводность, то есть способность материала передавать тепло от одной своей части к другой в силу теплового движения молекул. Низкие показатели теплопроводности позволяют сократить толщину утеплителя, необходимую для обеспечения нужного уровня тепла, а значит, и затраты на сам материал. Пенополистирол в этом отношении уникален, он обладает низкой тепловодностью в сочетании с малой плотностью. В зависимости от состава материала, его структуры и метода получения теплопроводность пенополистирола меняется от 0,028 до 0,045 вт/ м.К.

Этот показатель соответственно составляет 0,058 у дерева, 0,048 у шлаковаты, 0,045 у древесноволокнистой плиты, 0,039 у пробки; однако плотности этих материалов соответственно - 368, 35, 208 и 112 кг/м3.

Низкая теплопроводность пенополистирола определила его широкое применение в Европе, где, что любопытно, его стоимость не уступает стоимости волокнистых утеплителей. В условиях экономии каждого сантиметра, фасадное утепление в Германии почти полностью ведется с использованием пенополистирола (с 60-х годов утеплены были более 500 млн. кв. м. фасадов, по данным Института строительной физики Фраунгофера, г. Хольцкирхен) , в связи с чем, Германия – основной источник данных о поведении этого материала на фасадах в течении длительного времени. В данный момент отсутствие претензий со стороны немецкого строительного сообщества к навесным фасадным штукатурным системам «мокрого типа» в силу положительных долгосрочных эксплуатационных характеристик и удовлетворительной защитой от проливного дождя, а так же с высокими теплоизоляционными качествами позволили ежегодно утеплять таким методом более 30 миллионов квадратных метров по всей Германии.

Однако в России противники применения пенополистирола высказывают опасения по поводу деструкции данного материала под действием факторов внешней среды, что обязывает нас проанализировать отечественные данные.

Большой интерес представляют результаты испытаний образцов пенополистирола, извлеченных из стеновых сэндвич-панелей при разборке панельных домов со сроком эксплуатации 40 лет и более. Как показали испытания этих образцов, их свойства сохранились на уровне 85-90% от исходных, что говорит о возможности длительной эксплуатации сооружений, построенных с грамотным использованием панелей с пенополистирольным теплоизоляционным слоем.

В течение 12 лет исследователи наблюдали за теплоизоляционным слоем, изготовленным фирмой Пластбау, в недостроенном доме в Казани, где пенополистирольные плиты толщиной 100 мм стояли открытыми всем ветрам, дождям и солнцу. Тончайший слой, не более 20 микрон, пожелтел, а под ним – нетронутая ни физически, ни химически белоснежная структура. Даже в условиях, в которых он не должен применяться, а именно, в открытой атмосфере, пенополистирол не деструктирует столь заметно, чтобы можно было говорить о проблеме его старения. С течением длительного времени пенополистирол полностью сохраняет свои свойства и характеристики.

Таким образом, доступный нам опыт исследований в данной области позволяет сделать следующие выводы.

Пенополистирол – материал влагостойкий, более того, будучи неполярным полимером, он гидрофобен, то есть обладает плохой смачиваемостью. Пенополистирол сохраняет свои свойства при контакте с влагой, что актуально для регионов с повышенной влажностью или для условий проведения работ во время осадков.

Безусловно, обычный паропроницаемый пенополистирол способен накапливать влагу, она может конденсироваться, и, если конструкция сконструирована плохо, происходит замораживание и оттаивание влаги. Но, как и все полимеры, пенополистирол – податливый материал, поэтому такого разрушения, как в минеральных пористых материалах, не происходит.

Пенополистирол обладает также достаточной морозостойкостью, что позволяет эксплуатировать его при весьма низких температурах (-40 0С –50 0С) без заметного ухудшения свойств.

Некоторый недостаток отечественных исследований в этой области компенсируется богатой базой данных, например, канадских коллег, которые с 70-х годов XX века скрупулёзно изучали свойства вспененных и экструдированных полистиролов на предмет их применимости в суровых климатических условиях.

Здесь в Канаде в 1973 г. в «Журнале отделений механики грунтов и фундаментов» авторы статьи, озаглавленной как «Проектирование изолированных фундаментов» (Eli I. Robinsky - M.ASCE, Keith E. Bespflug), в своих выводах рекомендовали применение для этих целей «обыкновенного» пенополистирола: «хотя в теоретических анализах предполагалось применение экструдированного полистирола в качестве изоляционного материала и он также использовался на строительных площадках, другие материалы, такие как плиты из гранулированного пенополистирола, могут столь же успешно служить для этой цели и даже обеспечивать большую экономию. Однако там, где изоляция располагается под нагружаемой частью конструкции, например под фундаментом или под плитами перекрытия, она должна обладать достаточной прочностью на сжатие для того, чтобы выдержать нагрузку».

Полагаем, что подобные испытания с максимальной долей объективности и научной точности должны быть продолжены и в России, тем более что положительный опыт применения полимерных утеплителей в северных широтах России насчитывает не один десяток лет, однако, он требует конкретных и убедительных данных о результатах такого применения.

В тоже время верхний предел температур его эксплуатации ограничен значениями от +60 0С до +70 0С, так как выше этой температуры материал начинает размягчаться, и его механические свойства заметно ухудшаются. Однако из-за низкой теплопроводности материала кратковременные превышения этой температуры допустимы без ухудшения свойств.

Помимо способности противостоять влаге и воздействию низких температур, пенополистирол демонстрирует высокую стойкость к действию агрессивных сред, в частности к действию кислот, растворов щелочей и других химически активных продуктов, что также снижает вероятность деструкции материала, однако, не отменяет наличия ряда ограничений его применения, так как взаимодействие пенополистирола с красками на основе растворителей или с ароматическими и хлорированными углеводородами губительно для материала.

К сожалению, примеры игнорирования правил совместимости строительных материалов не единичны в современной строительной практике. Досадно, что такие проявления халатности не редко списываются на сам материал или несовершенство его свойств. Примером подобного развития событий может служить авария в торговом центре «Охотный ряд», где сочетание экструдированного полистирола с агрессивными красками привело к деструкции материала и всей строительной конструкции. Для снижения вероятности повторения таких эпизодов, предполагаем, что должен быть усилен контроль соответствующих органов за корректностью проведения строительных работ, а производители пенополистирольных утеплителей должны усилить просветительскую деятельность среди строителей.

Продолжая тему применимости пенополистирола, необходимо отметить, что он легко совместим с бетонными конструкциями. По эксплуатационной совместимости с другими строительными материалами он превосходит все другие пенопласты (фенольные, карбамидные – пеноизол, пенополиуретановые).

В связи с высокими требованиями к экологичности современных материалов, следует говорить не только о безопасности самих материалов и их влиянии на окружающую среду, но также и о микроклимате внутреннего помещения и качестве воздуха в нем. Важным фактором в данном случае является возможность предотвращение размножения бактерий, плесени и грибов и их проникновения через ограждающую конструкцию здания. Испытания, проводимые в лабораториях с идеальными для роста плесени условиями, показали, плесень на испытуемых образцах не образовывается, роста грибов также не наблюдается. Отсюда можно сделать вывод о химической и биологической нейтральности пенополистирола.

Помимо экологичности, безопасности и энегроэффективности, пенополистирол, будучи легким, прочным и не хрупким материалом, отвечает также такому важному в строительстве требованию, как удобство монтажа. Резка пенополистирола возможна без использования специальных режущих инструментов, простыми средствами, такими как нож или ручная пила. Обращение с материалом не представляет опасности для здоровья во время транспортировки, монтажа, использования и демонтажа, поскольку он нерадиоактивен, не содержит опасных волокон или других веществ. Пенополистирол может обрабатываться и резаться не вызывая раздражения, экземы или раздражения кожи, дыхательных путей и глаз. Это означает, что дыхательные маски, защитные очки, защитная одежда и перчатки не требуются для того, чтобы работать с пенополистиролом. Монтаж пенополистирольных плит простой процесс и доступен практически каждому человеку.

В последнее время в прессе широко обсуждаются вопросы, связанные с пожароопасностью пенополистирола и конструкций с его участием. Следует отметить, что действительно пенополистирол – горючий материал, что накладывает определенные ограничения на его использование. Однако эти ограничения должны быть известны современному строителю, так как отражены в действующем пока ГОСТ 15588-86, и их соблюдение не требует сверхественных усилий.

50-летний опыт применения этого материала в мире очевидно свидетельствует о том, что вклад пенополистирола в пожарный риск не больше, чем других широко распространенных органических строительных материалов. При горении пенополистирола выделяется всего около 1000 МДж/м3. Теплота сгорания сухого лесоматериала составляет 7000-8000 МДж/м3, что при равном объеме дает значительно большее повышение температуры при пожаре в здании, чем пенополистирол. Пенополистирол используется для тепловой изоляции в качестве среднего слоя строительных конструкций при отсутствии контакта с внутренними помещениями. Во многих случаях фасадные утепления с пенополистиролом показали лучшие результаты при полномасштабных пожарных испытаниях, чем навесные фасады с минеральной ватой.

Проблема горения пенополистирола решается сегодня за счет различных добавок антипиренов, которые резко снижают опасность возгорания и обладают способностью к самозатуханию при удалении источника огня. До недавнего времени сырье для производства пенополистирола типа ПСБ-С пропитывали гексабромциклододеканом (ГБДЦ), доля которого обычно не превышала 0.5 %.

Не смотря на то, что ГБЦД не образует токсичных диоксинов и фуранов при горении и не является источником формирования полибромодибензофуранов и диоксинов при различных видах горения в диапазоне температур от 400 0С до 800°C, в последние время были предъявлены новые экологические требования к его влиянию на окружающую среду. В связи с этим европейская полистирольная индустрия столкнулась с необходимостью разработки безопасной альтернативы ГБЦД до 2014 года.

В конце марта 2011 года Great Lakes Solutions (подразделение компании Chemtura) объявили об успешном создании нового антипирена. По заявлениям специалистов Great Lakes Solutions, новая добавка не снижает теплотехнических характеристик вспененных и экструдированных полистиролов и одновременно удовлетворяет требованиям по экологичности.

Тем не менее, любая органика, включая дерево и даже шерсть, горит с выделением определенных газов. Следует, однако, отметить, что не полистирол, ни входящие в его состав компоненты не образуют при горении фосгена и цианидов. Данные о подобных явлениях чаще всего на проверку ссылаются на результаты исследований 70-х годов, когда способ производства пенополистирола существенно отличался.

Продукты горения полистирола, используемого в качестве среднего слоя строительных конструкций, менее опасны, чем продукты горения целлюлозы, дерева и шерсти, широко распространенных в быту. По мнению авторов данной статьи, пожары в зданиях с применением пенополистирола, муссирующиеся в СМИ, случаются из-за непростительного волюнтаризма в сочетании с фактическим отсутствием контроля над проведением строительных работ в нашей стране.

Так или иначе, оптимизм вселяет то, что проблемы, с которыми сталкивается сейчас пенополистирольная отрасль, не связаны с самим материалом, применение которого авторам данной статьи представляется более чем перспективным в силу отсутствия в ряде случаев достойной альтернативы этому материалу. Те проблемы, которые проистекают из недоразвитости законодательной, строительной нормативной и исследовательской базы, безусловно, преодолимы. Самое непосредственное участие в разработке новых стандартов, активизации просветительской работы, усилении интеграции европейского опыта должны сыграть и деятели науки, и производители пенополистирола и представители строительного сообщества, опыт которых может служить превосходным мотиватором для совершенствования этой индустрии на благо жителям нашей страны.

Михаил Леонидович Кербер,
доктор химических наук,
профессор кафедры переработки пластмасс РХТУ им. Менделеева
Вадим Григорьевич Хозин,
доктор технических наук,
зав. кафедрой технологии строительных материалов,
изделий и конструкций Казанского ГАСУ.

Источник: Статья предоставлена Ассоциацией производителей и поставщиков пенополистирола: www.epsrussia.ru


Уплотнители для окон и дверей: шведская технология

Всем известно, что дополнительное отопление - это большие затраты денег и энергии, с одной стороны, и загрязнение окружающей среды, с другой. В Швеции, где в связи с климатическими условиями, свойственными северной стране, проблема сохранения тепла наиболее актуальна, давно пытаются найти экономный способ ее решения. Результатом многолетней работы шведского завода, занимающегося исследованиями и разработками в этой области, стали специальные уплотнительные прокладки из силиконовой резины и резины.

Шведские уплотнительные прокладки имеют широкую сферу применения. Важнейшими объектами являются окна и двери, которые утепляют с помощью прокладок для сохранения тепла в помещении, благодаря чему можно существенно экономить электроэнергию, отказавшись от обогревателей. Сам по себе материал имеет приемлемую цену и быстро окупается.

Кроме того, новая технология избавляет от необходимости связываться с неэстетичными и неудобными рулонами бумаги для заклейки окон. Весной, например, не возникнет сложностей с удалением остатков клея и бумаги, которые портят внешний вид окон и всего интерьера в целом. Уплотнители при замене через несколько лет легко удаляются, окна сохраняют эстетический вид.

В отличие от случаев с использованием бумаги для заклейки, с уплотнителями можно открывать окна зимой, когда захочется. Также не нужно снимать уплотнители летом, поэтому они прослужат вам не менее семи лет.

Уплотнительные прокладки при закрытом окне или двери не видны, так как находятся между рамой и окном (или дверью). Благодаря выбору цветов (белый для окон, коричневый для дверей), они остаются малозаметными также и при открытом окне.

При покупке прокладок важно обращать внимание на этот параметр и, исходя из него, правильно подбирать материал. Если они окажутся недостаточно широкими, потоки холодного воздуха все равно будут проникать внутрь. Если же прокладки будут слишком толстыми, окно или дверь будут закрываться с большим трудом или не закрываться вовсе.

Чтобы избежать подобных ошибок, прежде чем покупать уплотнители, проведите простой эксперимент:

1. возьмите немного пластилина;
2. положите в притвор окна (или двери) и закройте его;
3. откройте окно и аккуратно снимите пластилин;
4. толщина пластилина будет равна толщине уплотнительной прокладки, которую вам необходимо выбрать.

Применение уплотнителей в работе не требует больших усилий. Они приклеиваются на оконную (или дверную) раму по всему периметру. Таким образом, прокладка должна оказаться между рамой и окном. Она будет являться надежным барьером для проникновения холодного ветра, пыли и шума в ваш дом.

Наиболее удобны прокладки с самоклеящейся основой. Они изготавливаются из пористой резины, которая сама по себе довольно прочная, но при этом имеет невысокую стоимость, что делает материал очень популярным у покупателей. Такой утеплитель достаточно прост в установке: чтобы приклеить его на раму, нужно просто снять защитную бумагу.

Утеплители прочно держатся на дереве, пластмассе, металле и большинстве других материалов. Гарантированный срок их службы не менее 7 лет. Для удобства покупателей прокладки выпускаются в расфасовках различной длины: 6-ти, 16-ти и 24-х метровые - для домашнего использования; 100 метровые бобины, если планируются большие объемы работы.


Утепление фасадов зданий экструзионным пенополистиролом

Сегодня комплексное утепление фасадов зданий стало широко распространенной строительной технологией, поскольку позволяет решать две важные задачи.

Во-первых, грамотная теплоизоляция стен обеспечивает эффективное энерго- и теплосбережение, экономя до 45 % тепловой энергии, расходуемой на обогрев помещений. В нашей стране этот вопрос стал особенно актуальным после принятия в ноябре 2009 года 261 Федерального Закона «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности».

Во-вторых, способствует поддержанию внутри здания комфортной для проживания температуры и влажности и защищает стены здания от агрессивного воздействия внешней среды: образования мостиков холода, температурных трещин, пятен сырости, коррозии, конденсата, роста плесени и грибков.

Благодаря целому ряду преимуществ, одними из самых высоких эксплуатационных характеристик на сегодняшний день обладают системы наружного утепления фасадов на основе теплоизоляции из экструзионного пенополистирола (XPS):

1. Экономия расходов на теплоизоляцию зданий

Необходимая толщина утеплителя определяется значением коэффициента теплопроводности, а плиты экструзионного пенополистирола обладают крайне низким коэффициентом теплопроводности даже в условиях повышенной влажности. Коэффициент теплопроводности XPSв условиях эксплуатации во влажной климатической зоне (условия эксплуатации «Б») составляет λБ = 0,032 Вт/м °С. Для сравнения, коэффициент теплопроводности шарикового пенопласта марки 35 в аналогичных условиях эксплуатации составляет λБ = 0,040 Вт/м °С, а коэффициент теплопроводности минеральной ваты λБ = 0,045 Вт/м °С.

С практической точки зрения это означает, что для утепления наружной стены любого здания понадобится меньший объем материала - примерно в 1,5 раза меньше требуемой толщины минеральной ваты или обычного пенопласта – а это существенная экономия жилого пространства и уменьшение нагрузки на стены и фундамент.

2. Долговечность материала

Под долговечностью понимается, прежде всего, стабильность теплофизических параметров материалов: неизменная теплопроводность, геометрия, прочность и т.д.

Плиты экструдированного пенополистирола обладают практически нулевым водопоглощением за счет замкнутой ячеистой структуры материала: не более 0,4 % по объему за 24 часа и не более 0,5 % по объему за 28 суток. Это означает, что влага не скапливается в толще утеплителя, не расширяется в объеме под воздействием сезонных и суточных температурных колебаний и не разрушает структуру материала на протяжении всего срока его службы.

Существующие конструктивные решения по утеплению стен (рис. 1), диктуют необходимость очень ответственного подхода к выбору теплоизоляции именно с точки зрения долговечности.



3. Отсутствие конденсата

Зимой, при отрицательной температуре воздуха на улице, точка росы – условия, при которых водяной пар достигает насыщения и конденсируется, в соответствии с расчетами должна находиться в утеплителе (рис 2 и 3).



В связи с нулевым водопоглощением плит внутри них конденсат не может образоваться в принципе. Другое дело – утеплители, способные накапливать влагу. В таких материалах, например, в минеральной вате, может образовываться конденсат.

Образование конденсата – негативный процесс еще и потому, что насыщенный влагой теплоизоляционный материал превращается уже не в теплоизоляционный, а в теплопроводящий материал, т.е. выполняет функцию, противоположную своему назначению.

Для того чтобы предотвратить накопление влаги в теплоизоляционных материалах с высоким водопоглощением, наносимый на них штукатурный слой должен соответствовать строго определенным требованиям - быть более паропроницаемым, чем утеплитель. Этот факт накладывает существенные ограничения на возможности применения штукатурных составов и очень часто влечет за собой существенные дополнительные расходы.

В случае использования плит XPS такой проблемы не возникает в принципе. Штукатурный слой может быть абсолютно любым и его выбор зависит только от Вашего желания.

4. Удобство применения и монтажа

С плитами экструзионного пенополистирола удобно, быстро и просто работать: XPS имеет однородную плотную структуру, а плиты - идеальную геометрию. Это легкий и прочный материал, он не крошится и не сыплется ни в процессе монтажа, ни в течение всего срока службы.

5. Экологичность

Теплоизоляция из экструзионного пенополистирола на 100% экологична, подтверждением чему служит экологический сертификат. Они изготавливаются из экологически чистого материала, применяемого также для изготовления одноразовой посуды, пищевой упаковки и медицинских товаров.

Совокупность всех вышеперечисленных преимуществ, позволяет говорить об экструзионном пенополистироле как о действительно универсальном теплоизоляционном материале. Недаром его активно используют для утепления не только стен, но и фундаментов, полов, кровель, а также труб водоснабжения и канализации. Применение этого материала получило широкое распространение в малоэтажном коттеджном строительстве.



ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: важно уметь отличать качественную теплоизоляцию из экструдированного пенополистирола от дешевых копий, применение некачественного XPS так же опасно, как и не применение его вообще. Подделки могут издавать резкий неприятный химический запах, их плотность часто не соответствует действительности: они мнутся, крошатся и ломаются прямо в руках, даже в упаковку их кладут меньшее количество. При покупке обязательно обращайте внимание на подобные вещи и требуйте предъявления сертификатов.

Материал предоставлен компанией ООО «ПЕНОПЛЭКС СПб»


Утепление фундаментов загородных домов c помощью плит из экструдированного пенополистирола

Главным, основополагающим элементом любого здания является его фундамент. Фундамент распределяет нагрузку от здания. Именно он, и ни что иное, закладывает основу для устойчивости, долговечности и надежности Вашего дома. Для того чтобы фундамент успешно выполнял свои функции, он должен быть качественно спроектирован и надежно защищен, а главным элементом защиты фундамента является его теплоизоляция.
Почему необходимо утеплять фундаменты любых зданий:



1. Защита от промерзания, что означает защиту фундамента от разрушения.

Конструктивные элементы подземных частей здания при эксплуатации испытывают значительные физические нагрузки от давления грунтов и перепадов температур, что приводит к смещению конструкции фундамента и образованию трещин в его структуре. 80 % территории России находится в зоне пучинистых грунтов, способных при сезонном промерзании увеличиваться в объеме, что сопровождается подъемом поверхности грунта и развитием сил морозного пучения, действующих на фундаменты. При последующем оттаивании пучинистого грунта происходит его осадка. Подъем поверхности грунта может достигать 15% от глубины промерзающего слоя. Если учесть, что в среднем по России глубина промерзания колеблется в пределах от 1,0 до 2,5 метров, то подъем грунта за зиму может достигать 35-ти и даже более сантиметров, в результате чего в доме могут возникнуть трещины и прочие дефекты.

Надежная теплоизоляция фундамента c отсечением зоны морозного пучения, позволяет свести опасности, способные возникнуть вследствие подъема и растепления пучинистых грунтов, практически к нулю (рисунок 1).



2. Значительное уменьшение теплопотерь зданий.

В холодное время года, особенно зимой, потери тепла происходят через фундамент, если он незащищен от промерзшего грунта (рисунок 2). По расчетам экспертов на долю фундаментов приходится до 20% всех теплопотерь здания.



В случае устройства зданий с неотапливаемыми подвалами или вообще «безподвальных» зданий, существенную роль в сохранении тепла и комфорта внутри зданий играет утепление полов первых этажей (рисунок 3). В этих случаях, утепление полов первых этажей не менее важно, чем утепление фундаментов.



Кроме этого, ставшее в последнее время чрезвычайно популярным устройство полов с подогревом, также не может обойтись без грамотного утепления. Роль теплоизоляции в этом случае заключается в уменьшении расхода тепловой энергии в направлении стяжки, что значительно повышает экономию электроэнергии.

3. Создание комфортных климатических условий внутри подвальных и цокольных помещений.

Владельцы загородных домов, как никто другой заинтересованы в том, чтобы превратить подземные части зданий в полезные площади и жилые помещения. Известно, что оптимальная температура внутри здания для холодного времени года должна находиться в пределах от + 20 0С до + 22 0С при относительной влажности воздуха не более 55 %. Создание таких условий в зимнее время года просто невозможно без теплоизоляции ограждающей конструкции.



Последствия неправильного устройства фундамента трудно переоценить. Малейшая деформация этой конструкции приведет к нарушению всех элементов дома: и стен и кровли, а ремонт фундамента, а в случаях сильной деформации и всего здания, потребует значительных финансовых затрат. Поэтому важно не просто утеплять фундамент, важно утеплять его качественными, подходящими для данной конструкции материалами.

Плиты экструзионного пенополистирола – возможно, одно из лучших решений для теплоизоляции фундаментов, т.к. их использование для этой цели обладает целым рядом неоспоримых преимуществ.

1. Стабильность теплотехнических свойств материала на протяжении всего срока службы, вне зависимости от условий эксплуатации. Насыщенный влагой теплоизоляционный материал превращается уже не в теплоизоляционный, а в теплопроводящий материал, т.е. выполняет функцию, противоположную своему прямому назначению.

За счет замкнутой ячеистой структуры плиты XPS обладают практически нулевым водопоглощением: не более 0,4 % по объему за 24 часа и не более 0,5 % по объему за 28 суток и за весь последующий период эксплуатации. Показатель водопоглощения утеплителя становится особенно актуальным при теплоизоляции фундамента, который чаще всего окружает значительное количество грунтовых вод.

К сожалению, сегодня отсутствует нормативная база, позволяющая измерять теплопроводность материалов при их контакте с грунтовыми водами, поэтому в качестве базы для сравнения тепловодности различных материалов между собой сейчас используются условия эксплуатации материалов во влажной климатической зоне (условия эксплуатации «Б»). Коэффициент теплопроводности плит экструзиив таких условиях составляет λБ = 0,032 Вт/м °С. Для сравнения, коэффициент теплопроводности шарикового пенопласта марки 35 в аналогичных условиях эксплуатации составляет λБ = 0,040 Вт/м °С.

2. Долговечность материала – более 50-ти лет.

Благодаря тому, что плиты экструзионного пенополистирола обладают нулевым водопоглощением, грунтовая влага не скапливается в толще утеплителя, не расширяется в объеме под воздействием сезонных и суточных температурных колебаний и не разрушает структуру материала на протяжении всего срока его службы.

Результаты испытаний плит в Научно-исследовательском институте строительной физики г. Москвы показали, что материал сохраняет свои свойства в течение как минимум 50-ти лет (НИИСФ г. Москва, протокол испытаний № 132-1 от 29 октября 2001 года).

3. Высокая прочность на сжатие

Прочность плит XPS на сжатие при постоянной нагрузке – не менее 8 тонн на кв. метр, что обеспечивает их надежное использование при обратной засыпке земли, нагрузка от которой зачастую является весьма значительной. Прочность плит такова, что даже при засыпке котлована смерзшимся грунтом, он не повреждается.

Статья предоставлена ООО «ПЕНОПЛЭКС СПб»


Грибные домики. Инновации в строительстве

В Америке начали выращивать грибные домики. Грибной домик невелик в размерах — стороны фундамента равны 3,6 и 2-м метрам соответственно. Но нехватку площади компенсирует его неоспоримая экологичность — все материалы, используемые в строительстве грибного жилища, можно с уверенностью отнести к категории экологически чистых. Это «классическое» дерево, из которого экостроители возводят стены, и грибница (мицелий — по-научному), заполняющая промежутки между стен.
Помимо «грибной» изоляции в доме используют потолочную плитку, выращенную из таких же грибов. Грибница в качестве теплоизолятора и есть экологическое ноу-хау компании Ecovative, которая всевозможные экоматериалы путем их выращивания, а не производства. Грибница в стенах дома — это и альтернатива традиционной изоляции из пенопласта, основой которого является нефть.

Во время приблизительно месячного роста и сушки грибница приобретает такие свойства изолятора, как герметичность, теплоизоляция и надежность. «Новый» материал также обладает высокой степенью огнеупорности и фактически не загрязняет окружающую среду — выбросы летучих органических соединений в воздух минимальны или вообще отсутствуют.

По мнению сооснователя компании Эбена Байера (Eben Bayer), новая технология предлагает архитекторам, строителям и широкому кругу потребителей, возможность построить дом с оптимальным соотношением цены, экологичности и энергосбережения. «От грибных жилищ выигрывают все: и для человека польза — здоровью и кошельку, и природа не так страдает от деятельности человека». На самый распространенный вопрос, о возможности съедения грибного теплоизолята, представитель компании отвечает так: «Это все равно, что есть картон. Вы, конечно, можете попробовать, но мы вам не советуем».

Скоро «выращивание» дома планируют завершить. После его перевезут на выставку миниатюрных домов Tiny House Fair в Вермонт. Но если Вермонт вы посещать не собираетесь, а грибной домик увидеть хочется, вы можете начать выращивать свой дом. Тем более, что создатели проекта mushroomtinyhouse готовы вам в этом помочь.

Источник: EnergyFresh


Соломенный дом с природной системой отопления и охлаждения

Студенты из японского университета Васэда разработали и построили новый инновационный соломенный дом. В холодные месяцы года он обогревается собственным строительным материалом – соломой, а в жаркие этим же стройматериалом охлаждается.
Для генерации необходимого количества тепла студенты использовали разработанный их соотечественником метод интенсивного компостирования «ЕМ-Бокаши», в котором высушенная за лето солома укладывается слоями вместе со специальной смесью из микроорганизмов и отрубей.

По словам студентов, при брожении компоста выделяется достаточно тепла для поддержания в доме температуры в 30 градусов по Цельсию в течение минимум четырех недель. Дом, построенный по проекту под названием «Рецепт для жизни», расположен в прибрежном городе Таики-чо в Хоккайдо. Поблизости находится множество молочных ферм, так что, по признанию архитекторов, недостатка в соломе с местных пастбищ не будет.

Во время жарких летних месяцев солома закладывается в специальные полки, которые выступают в качестве своеобразных «тепловых экранов», сохраняющих прохладу и необходимую влажность во внутренних помещениях дома в течение всего дня. Как отмечают разработчики, по мере высыхания соломы ее нужно заменять на свежескошенную (как правило, несколько раз в течение года), а высушенную солому складывать в скирды для последующего компостирования зимой.

Таким образом, студенты построили дом с природной системой отопления и охлаждения, который имеет нулевой уровень потребления энергии.

Источник: EnergyFresh


Уфимский инженер построил собственный зеленый дом. Следующая цель – энергоэффективный поселок

Пример Альфреда Файзуллина показателен: при желании можно своими силами построить по-настоящему энергоэффективный дом. При этом стоимость экологически эффективного жилья нельзя назвать заоблачной.
Сразу оговоримся: Альфред Файзуллин строил дом для себя и не скупился на технологии, выбирая самое лучшее. В итоге стоимость квадратного метра «под ключ» составила 45000 рублей. Для энергоэффективного дома – это не бог весть, какие деньги. Но сам уфимец заверяет: если оптимизировать затраты без ущерба основным показателям энергоэффективности, то и это значение можно уменьшить до 30-35 тысяч рублей.

"Основной целью было построить дом, который будет дешево обходиться в эксплуатации, — делится инженер. – Прежде чем приступить к строительству – посетил массу семинаров, выставок, дважды был на стажировке в Японии…".

Поставленная цель была достигнута. К примеру, в декабре 2012 года, когда Башкирия оказалась в плену морозов (столбик термометра опускался до 25-30 градусов) на отопление дома, площадью порядка 180 м², Альфред Файзуллин потратил всего 1200 рублей.

Важная деталь: потолки внутри помещений расположены на высоте 4,6 метра, соответственно отапливаемый объем куда больше, чем в традиционных квартирах. Впрочем, Файзуллин уже к следующей зиме рассчитывает снизить расходы на отопление до 500-700 рублей в месяц. Но прежде чем рассказать, каким образом он реализует скрытый потенциал, необходимо взглянуть на начинку дома в настоящем.

Когда идея строительства зеленого дома еще лишь вырисовывалась, на одной из выставок Альфред Файзуллин натолкнулся на нестандартное решение – пассивный клееный профилированный брус с эффективным утеплителем (экструдированный пенополистерол). Заявленные характеристики продукта впечатлили инженера: эффективность бруса ПКБ сечением 200×180 по сравнению с клееным цельным брусом такого же сечения с точки зрения теплосбережения в 10 раз выше. Немаловажный фактор – уменьшение веса конструкции. Выяснилось, что разработка отечественная, родом из Кирова.

Файзуллин тут же отправился в поездку и быстро нашел общий язык с директором компании Вадимом Лучниковым. Таким образом, именно технология пассивного клееного бруса легла в основу будущего дома. Чуть позже состоялся вояж в Оренбург, где инженер заказал на местном заводе деревянные пятикамерные окна.

В итоге получился не дом, а термос, полностью закрытый по контуру и не имеющий мостиков холода. Одного этого было достаточно, чтобы минимизировать тепловые потери. Но Альфред Файзуллин на одних лишь решениях пассивной архитектуры не остановился (помимо использования ПКБ стоит отметить панорамное остекление – окна в доме высотой до 4 метров).

В качестве источника тепловой энергии инженер избрал тепловой насос, мощностью 9,7 кВт. За агрегат пришлось отдать 424000 рублей. Вертикальные зонды были размещены в двух скважинах, глубиной по 63 метра каждая. Бурение обошлось в 1600 рублей за погонный метр. Вложения серьезные, но насос уже оправдывает себя. Как уже говорилось, в лютом декабре 2012 года расходы инженера на отопление составили 1200 рублей.

Файзуллин посчитал, что используя газовый котел, эта сумма возросла бы как минимум в два раза. Электрический котел и вовсе пробил бы тепловую брешь в бюджете величиною в 24000 рублей. Зеленый дом имеет два контура отопления. Теплые полы, более экономичные, установлены в прихожей и ванной комнате. Воздушная система с рекуперацией тепла обходится чуть дороже (необходим более нагретый теплоноситель), но с точки зрения комфорта проживания (свежести воздуха) идеально подходит для спальных помещений.

В будущем я установлю двухтарифный счетчик и планирую использовать буферную емкость, в которой ночью будет осуществляться нагрев воды, а днем тепло будет отдаваться системе. Таким образом, экономический эффект от использования теплового насоса увеличится, а стоимость отопления в морозы удастся снизить до 500-700 рублей Еще одно зеленое решение, реализованное в доме – использование гелиоколлекторов, обеспечивающих сбор солнечного излучения в любую погоду. Коэффициент поглощения – 98%.

В яркий солнечный день установка позволяет нагреть воду до 97-98 градусов. В доме уфимца горячее водоснабжение обеспечивают 30 герметичных конденсаторных трубок с гелиотитановым покрытием из низкодисперсного стекла. Температура воды в емкости объемом 300 м³ даже в пасмурную погоду не падает ниже 40 градусов.

К воде у Файзуллина особое отношение. Точнее к водосбережению. Его дом имеет односкатную крышу (S=214 м²), что позволяет максимально собирать дождевую воду в специальную емкость (V=1500 м³). Собранная вода используется для полива, помыва машины, мытья в бане. Внутри дома все смесители оснащены сенсорными датчиками.

Инженер уверен, что это давно должно стать нормой. Всем хорошо известно, что во время чистки зубов в никуда уходит ведро воды. А если говорить о бритье с включенным краном, то здесь и вовсе выливается 10 ведер. Сенсорные датчики раз и навсегда решают проблему нерационального водопотребления в быту Поездки на стажировку в Японии «вынудили» даже унитаз в энергоэффективном доме поставить экономный, производства компании Toshiba. Отдельно необходимо сказать об автономной канализационной системе с глубокой биологической очисткой сточных вод (более 98%).

Очистка заключается в биохимическом разрушении микроорганизмами органических веществ. Специальная аэроционная система осуществляет очистку, а не аккумуляцию стоков. На выходе получается вода без запаха, которую уфимец использует для технических нужд. Одним из принципов зеленого строительства является минимизация ущерба окружающей среде не только в период эксплуатации здания, но и на этапе строительства.

Здесь дом Альфреда Файзулина также может быть примером, поскольку построен на винтовых сваях (технология ПКБ не требует высокой несущей способности фундамента). Это позволило избежать изменения рельефа и минимизировало ущерб почве. Построив по-настоящему экологически эффективный дом (мы перечислили лишь основные решения, не останавливаясь на таких «мелочах» как энергосберегающие светодиодные светильники и прочее) инженер пока не живет в нем постоянно, решая вопрос с питьевым водоснабжением. Поэтому строение является эдакой демонстрационной площадкой.

Интерес к совместному продукту Файзуллина и «Green Wood House» (инженер в настоящее время представляет кировскую компанию в Уфе) весьма велик, работает сарафанное радио. Сам инженер готов распространить свой опыт на новые дома, только обособленные проекты ему уже не интересны. Дом для него – пройденный этап, а главная цель – строительство энергоэффективного поселка.

"Есть датский девелопер, поддержавший идею. А вот чиновники пока восхищаются, но дальше этого дело не идет, - говорит Файзулин. - А мне это интересно. Интересны новые технологии и их воплощение. И я продолжу этим заниматься. Поскольку уверен: надо заниматься тем, что по-настоящему увлекает...".

Источник: Greenevolution


Новое в термоактивных материалах

Компания Uponor создала систему Uponor TABS, призванную минимизировать энергозатраты и загрязнение окружающей среды при обеспечении комфортного внутреннего климата зданий. Разработанная новинка сможет во многих случаях заменить привычное радиаторное отопление вкупе с кондиционерами.
Uponor TABS (Thermally-Active Building System) – это система термоактивных строительных материалов, которые состоят из полимерных труб, встроенных в бетонные плиты перекрытий или стены. Специальные модули, вмонтированные в железобетонные перекрытия, попеременно аккумулируют ночную прохладу и дневное тепло, обеспечивая бесшумное регулирование температуры в зависимости от времени суток и сезона.

Система работает с низким энергопотреблением, что позволяет максимально эффективно использовать источники энергии, в том числе, возобновляемые: землю, грунтовые воды и солнце. Дополнительный комфорт в здании система обеспечивает за счет бесшумной работы, отсутствия циркуляции пыли и сквозняков. Тут еще будет уместно вспомнить холодные потоки воздуха из кондиционеров, приносящие в жаркие дни не только ободряющую прохладу, но и простудные заболевания.

Одно из ключевых преимуществ решения – возможность существенно снизить расходы уже на этапе строительства. Так, экономия при монтаже составляет до 30%.

Термоактивный материал Uponor TABS отличается низкими затратами на техническое обслуживание и эксплуатацию: экономия доходит до 33% по сравнению с обычными системами кондиционирования. Решение может использоваться как самостоятельно, так и в сочетании с традиционными системами отопления, охлаждения и вентиляции.

Благодаря своим характеристикам Uponor TABS может быть установлена в офисах и зданиях коммерческого назначения, музеях, библиотеках, выставочных помещениях, медицинских и образовательных учреждениях. Высокие потребительские качества системы уже оценили застройщики в разных странах. Системой оборудованы такие здания, как «Польская пресса» (Варшава), Manitoba Hydro Downtown Office (Виннипег, Канада), учебный центр Sheikh Zayed (ОАЭ).

Источник: Архплатформа


Новейшие технологии теплобережения

Специалисты Роснано представили в Оренбургской области новейшие технологии теплобережения. С целью внедрения инновационных технологий в жилищно-коммунальный комплекс в министерстве строительства, ЖКХ и дорожного хозяйства Оренбургской области состоялось совещание с руководителями предприятий ЖКХ.
Приглашенные на встречу представители ОАО «РОСНАНО», группы компаний «Полимерпластик» рассказали о ряде инновационных и энергоэффективных технологиях в области транспортировки тепловой энергии, приобретающих все большую популярность не только в России, но и в странах СНГ. В частности, специалисты поделились с профессиональным сообществом Оренбуржья с наработками в области производства гибких теплоизолированных полимерных труб «Изопрофлекс».

Данные трубы представляют собой многослойные конструкции, состоящие из напорных труб, которые выполнены из сшитого полиэтилена, теплоизоляционного слоя из пенополиуретана, а также бесшовной защитной гофрированной оболочки. Все это позволяет увеличить срок службы сетей до 50 лет и обеспечить снижение тепловых потерь до уровня 3%. Кроме того, гибкость, эластичность и ударопрочность материала позволяют без ограничений прокладывать трубопровод в нестабильных грунтах, а также свести к минимуму расходы на подготовку траншей.

Данная технология прошла проверку на прочность в крупномасштабных программах по замене распределительных тепловых сетей Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Минске, Киеве и др. Следует отметить, что в Оренбуржье действуют областные целевые программы, направленные на снижение износа и повышение мощности жилищно-коммунального комплекса.

К примеру, в прошлом году было переложено более 240 км теплосетей и водопроводов, построено 42 новых и по 11 котельным проведена реконструкция и модернизация оборудования. В текущем году на проведение работ по строительству, реконструкции, модернизации и капитальному ремонту объектов коммунальной инфраструктуры из областного бюджета выделено свыше 1,2 млрд.рублей.

Источник: Greenevolution


Вакуумная теплоизоляция и перспективы ее использования в строительстве

В странах северного пояса Европы имеется устойчивая тенденция повышения требований к теплозащите зданий. Эта задача решается в основном увеличением толщины слоя теплоизоляции, что, однако, усложняет выполнение работ и уменьшает полезную площадь сооружений. Поэтому создание высокоэффективного теплоизоляционного материала является в настоящее время актуальной задачей в строительстве.Об этом в статье Данилевского Леонида Николаевича, первого заместителя директора ГП «Институт жилища – НИПТИС им. Атаева С. С.» (Беларусь).
Современные перспективы улучшения качества теплоизоляции связывают с использованием вакуумированных материалов. Как известно, теплопроводность различных материалов может быть значительно снижена при помещении их в вакуум. Во многих работах для обеспечения высокого термического сопротивления ограждающих конструкций предлагается использовать полые вакуумные изоляционные панели [1]. В пространстве между стенками панели создается высокий вакуум, и перенос тепла, обусловленный конвекцией и теплопроводностью воздуха, практически исключается. За счет применения ряда технических решений толщину стенок панели площадью 1 м2 удалось снизить до 0,2 мм. Однако обеспечить высокую степень вакуума в межстеночном пространстве панели в течение срока эксплуатации достаточно сложно, а появление даже небольшого давления (10-4 –10-5 бар) приводит к существенному (на порядки) ухудшению теплоизоляции. К тому же значительная доля тепла в таких панелях передается через достаточно толстые стенки металлической оболочки.

Более перспективным направлением является создание вакуумных изоляционных панелей с наполнителем из пористых материалов — мелких порошков или аэрогелей [2–6]. Физические принципы данного типа теплоизоляции разработаны еще в 60-е годы прошлого столетия [2, 3], однако использовалась она лишь в технике глубокого охлаждения.

Современная технология изготовления пленочных упаковочных материалов позволяет производить теплоизоляцию с вакуумированием для массового применения в строительстве [4–9]. Коэффициент теплопроводности данных изделий может достигать значения 0,002 Вт/(м•К), что более чем на порядок ниже традиционно используемых в строительстве утеплителей.

Физические принципы создания теплоизоляции с вакуумированием порошковых материалов

Для понимания высоких теплоизоляционных свойств вакуумной теплоизоляции необходимо вспомнить механизмы переноса тепла.

Основной механизм переноса тепла в твердых телах — это теплопроводность. При нагревании одного из концов металлического стержня поток тепла движется к его другому концу.

Путем теплопроводности тепло может переноситься и через газы. При этом быстрые молекулы теплого слоя газа сталкиваются с медленными молекулами соседнего холодного слоя. В результате возникает поток тепла. Газы из легких молекул (водород) проводят тепло лучше, чем тяжелые газы (азот).

Путем конвекции теплоперенос осуществляется только в газах и жидкостях и основан на том, что при нагревании газа его плотность уменьшается. При неравномерном нагревании более легкие слои поднимаются, тяжелые опускаются. Вертикальный поток теплоты, связанный с этим движением, как правило, значительно превышает поток, связанный с теплопроводностью.

Излучение — это механизм передачи теплоты электромагнитными волнами. Таким путем происходит нагревание солнцем поверхности земли. Способность тела излучать и поглощать электромагнитные волны определяется его атомной структурой.

Вакуумная технология позволяет исключить все три механизма передачи тепла. Сосуд Дьюара, или термос, — широко известный пример вакуумной изоляции. В пространстве между двойными стенками сосуда Дьюара создается глубокий вакуум порядка 10-2 Пa. Из-за этого перенос тепла, обусловленный конвекцией и теплопроводностью, практически полностью устранен, и теплопроводность исключительно мала — 10-3 — 10-4Вт/(м•К). Необходимость создания глубокого вакуума значительно ограничивает возможности выбора формы сосуда и конструкционных материалов. Поскольку разгерметизация сосуда способна нарушить теплоизоляцию, стенки его должны быть абсолютно газо- и влагонепроницаемы. С целью снижения радиационного переноса тепла между стенками сосуда Дьюара перечень используемых материалов ограничен металлом и стеклом с металлическим напылением.

Известно [10], что теплопроводность газов практически не зависит от давления до тех пор, пока длина свободного пробега молекулы газа не становится сравнимой с размерами полости, в которой находится газ. Это обстоятельство требует создания глубокого вакуума для существенного снижения теплопроводности прослойки между разделяемыми средами, как, например, в [1], но в то же время данное свойство послужило основой для применения мелкопористых материалов в качестве теплоизоляции.

Использование мелкодисперсных пористых материалов позволяет решить задачу создания утеплителей с чрезвычайно малым значением коэффициента теплопроводности при гораздо менее жестких требованиях к конструкции теплоизоляционной системы и степени разрежения воздуха.

Требования к свойствам материалов для вакуумной теплоизоляции и основы расчета теплоизоляционных систем указанного типа также разработаны в 60-е годы прошлого века, в том числе в исследованиях советских ученых [2, 3].

Основную роль в процессе передачи тепла в пористых порошковых структурах играет газ, находящийся в порах [2].

Чем меньше размеры пор или пустот материала и разветвленнее его структура, тем раньше в нем достигается условие высокого вакуума и лучше его теплофизические свойства. Так, в микропористом материале с размером пор 10-8 м механизм передачи тепла через молекулы воздуха практически исключается уже при давлении 100 Па. Все материалы наполнителей вакуумных изоляционных панелей при высоких уровнях вакуума имеют сравнимые характеристики, значительная разница между ними появляется при увеличении внутреннего давления до 10–100 Па.

Заметим, что все материалы наполнителей обладают сравнимыми характеристиками при высоких уровнях вакуума до 1 Па. Значительная разница между ними появляется при небольшом увеличении внутреннего давления.

Из приведенных здесь наиболее перспективными представляются кремнегели с размером частиц 5•10-3 мм и пористостью до 95%, а также перлит с высокой степенью пористости до 95%. Коэффициент теплопроводности этих материалов не превышает 0,003 Вт/(м•К) до значений давления газа 100 Па для кремнегеля и 10 Па для перлита, что на порядок ниже чем у традиционно используемых теплоизоляционных материалов. Представленные в публикации немецких авторов 1999 г. [4] зависимости влияния внутреннего давления на теплопроводность для вакуумной панели на основе Porextherm Vacupor-наполнителя в сравнении с панелями, сделанными на основе других наполнительных материалов, имеют хорошее совпадение с представленными в таблице числовыми данными.

Технологические аспекты изготовления и использования порошковой теплоизоляции с вакуумированием

Теплоизолирующие свойства и продолжительность жизни вакуумной изоляционной панели определяются многими факторами: свойствами наполнителя; начальным уровнем вакуума в панели; проницаемостью оболочки; количеством и эффективностью поглотителя остатков газа; размером и толщиной панели; условиями ее работы.

Вакуумная теплоизоляционная панель состоит из пористого материала-наполнителя, помещенного в непроницаемую оболочку. Воздух в панели откачивается до давления от 0,1 до 100 Па, после чего оболочка герметизируется. На рис. 1 (фото автора) представлена вакуумная теплоизоляционная панель рядом с блоками традиционных утеплительных материалов — пенополистирола и пенополиуретана с такими же теплопроводящими свойствами. Наглядно видно преимущество нового материала с точки зрения уменьшения слоя утеплителя, что очень важно в строительстве.

Роль наполнителя тройная:

1) наполнитель поддерживает стенки панели. Внешнее давление 105 Па означает, что атмосферный столб весом почти 1 т давит на оболочку панели размером 30 см2;

2) наполнитель ограничивает движение газовых молекул. Чем меньше величина пор наполнителя, тем более вероятно, что молекулы будут сталкиваться с его частицами, а не между собой. Тем самым снижаются требования к начальному уровню разрежения в пакете;

3) через наполнитель должен быть исключен радиационный механизм передачи тепла. Для этого в его состав часто вводят вещества (например, диоксид титана), которые рассеивают и поглощают ИК-электромагнитные волны.

В настоящее время коммерческие материалы для вакуумных панелей включают пенополистирол, пенополи-уретан, дымный кремнезем и осажденный кремнезем, аэрогели. В частности, дымный кремнезем и аэрогели превосходят все типы наполнителей даже при относительно высоких давлениях — до 1000 Па внутри пакета. Возможность сравнительно высокого начального давления обеспечивает увеличение продолжительности жизни теплоизоляционного пакета.

Оболочки для вакуумных пакетов состоят из нескольких слоев [4], содержат очень тонкую металлическую пленку (алюминий), на которую для придания механической прочности с обеих сторон наносят слой пластика. Они имеют отличные барьерные характеристики, но могут проводить заметное количество тепла через торцы. Этот “краевой эффект” значительно снижает эффективность панелей. С целью его уменьшения до минимума некоторые оболочки основаны на технологии тонкопленочного напыления (осаждения), позволяющей сделать слой алюминия еще тоньше.

Существует достаточно много коммерчески доступных пленок. Чтобы сформировать оболочку (пакет) для наполнителя, пленка заваривается по краям. Тонкий слой пластика с низкой температурой плавления обычно наносится на внутреннюю поверхность пленки, после чего она может быть заварена под воздействием температуры и давления. Проницаемость сварных соединений пластика для газа и влаги гораздо лучше, чем проницаемость остальной поверхности оболочки. Для минимизации этого отрицательного эффекта производители пытаются уменьшить толщину сварного соединения и сделать его пошире.

Для продления жизни вакуумных панелей используют поглотители влаги и газов, которые могут оказаться внутри панели, тщательно подобранные к их количеству и типу. Важно, чтобы количество и тип поглотителя соответствовали наполнителю и типу оболочки панели, а также времени ее эксплуатации. Наполнитель на основе пенопластиков не может адсорбировать ни газов, ни влаги. В этом случае его необходимо вводить в оболочку панели. Мелкопористые наполнители на основе кремнезема сами по себе являются естественными адсорбентами или поглотителями. Следовательно, поглотитель в панелях на основе этих материалов не требуется даже при эксплуатационном периоде 10–20 лет, если используется соответствующий материал оболочки. Поглотители могут значительно увеличить стоимость панели и, как правило, включают соли тяжелых металлов, небезопасные для окружающей среды.

Большинство материалов, помещенных в оболочку с низким давлением, выделяют газы. Их тип и количество, как и время выделения, изменяются от материала к материалу. Выделенные газы могут внести существенный вклад во внутреннее давление (или снижение вакуума в панели). В некоторых случаях скорость выделения газов из материалов наполнителя и оболочки превышает скорость, с которой они проникают извне. Есть материалы, не выделяющие газа вообще, во многих этот процесс не прекращается никогда.

Газовые молекулы проникают как через оболочку, так и через сварное соединение.

Чем больше панель, тем больше соотношение между ее поверхностью и поверхностью сварного шва и наоборот. Таким образом, выбор подходящего материала оболочки требует, чтобы ее свойства и свойства шва соответствовали типу и размеру панелей. Более заметное влияние на их эффективность имеет толщина. Ее уменьшение в 2 раза на столько же сокращает время службы панелей, поскольку размер поверхности и сварных соединений остается прежним, а изоляционный объем вдвое меньше. Хотя скорость проникновения газов через оболочку и сварное соединение такое же, давление внутри оболочки будет расти в 2 раза быстрее, так как ее объем в 2 раза меньше.

Условия эксплуатации влияют как на время жизни, так и на пригодность. Пригодность — это возможность использовать панель для данных условий эксплуатации. Пенопласты имеют ограниченный температурный диапазон, вне которого могут возникать деформации, делающие панель практически бесполезной. Например, верхний предел для пенополистирола 88 °С, панели с кремнеземным наполнителем используются при температурах до 500 °С.

Если применена подходящая оболочка, условия эксплуатации влияют на срок службы изделий, поскольку проницаемость их оболочки и сварного соединения для водяных паров и газов изменяется с температурой. Высокие температуры увеличивают проницаемость, а при низких движение молекул замедляется. Следствием высокой концентрации газа в окружении панели является повышение со временем его концентрации внутри оболочки и, следовательно, увеличение теплопроводности. Чем меньше молекула газа, тем быстрее она проникает внутрь панели и сильнее влияет на теплопроводность. Так, если поместить панель в полиуретановую оболочку (такой метод применяется в холодильниках), это помогает продлить время жизни изделия, так как внутрь ее тяжелые молекулы, выделяемые пластиком, проникают с трудом. Из-за большого размера они не становятся таким же хорошим переносчиком теплоты, как молекулы азота или кислород. Аналогично для водяных паров: чем выше влажность воздуха вокруг панели, тем быстрее внутрь ее проникает влага и тем выше будет концентрация водяных паров, когда достигается равновесие.

Использование вакуумной теплоизоляции в строительстве

Если в предыдущие десятилетия порошковая теплоизоляция с вакуумированием употреблялась преимущественно в криогенной технике, то современные способы производства упаковочных и мелкопористых материалов дают возможность массового использования данной технологии утепления в строительстве [4–9].

В 1999 г. впервые в строительной практике достаточно большая площадь (около 40 м2) фасада лабораторного здания в г. Вюрцбург (Германия) была утеплена вакуумными панелями, наполнителем в которых служил микропористый кремнезем [4]. Из представленного графика (рис. 2) видно, что изделия из данного материала сохраняют свои теплоизолирующие свойства (0,002 λ 0,008 Вт/(м•К)) до давления газа внутри панели около 10000 Па, что составляет 0,1 атмосферного.

Исследования, проведенные после года эксплуатации, показали устойчивость свойств панелей. Давление внутри их выросло за это время на 100 Па.

Следовательно, при данном исходном давлении изделие будет сохранять свои теплоизолирующие свойства как минимум 100 лет. Применение в вакуумной панели более крупнопористого материала (например, пенополистирола с открытой пористостью) показывает увеличение значения коэффициента теплопроводности до этого же значения уже при давлении внутри панели на уровне 200 Па (рис. 2), то есть изделия из данного материала сохранят свои свойства на протяжении не более 2 лет.

При использовании вакуумных теплоизоляционных панелей необходимо учитывать обязательное требование сохранения их герметичности. Это накладывает определенные ограничения на конструкцию систем утепления и первостепенные сферы применения таких изделий, в частности в трехслойных стеновых панелях. Если в их современной конструкции необходим слой утеплителя не менее 15 см, то благодаря вакуумным панелям его толщина уменьшится до 2 см. При этом изделие будет защищено с двух сторон от механических повреждений слоями бетона. Упростится конструкция системы утепления, так как снизятся требования к прочности гибких связей между слоями бетона. Возможно использование вакуумных панелей между слоями кирпичной кладки, а также для утепления перекрытий верхнего и пола первого этажей.

В [5] приведены примеры применения вакуумных теплоизоляционных панелей для утепления фасада здания при его санировании, пола в помещении в области балкона пассивного здания. На рис. 3 представлена схема теплоизоляции пола. На бетонную плиту укладывается полиэтиленовая пленка, затем плита экструдированного пенополистирола (2 см), на которой лежат два слоя вакуумных панелей толщиной по 2 см каждая, что необходимо для устранения мостиков холода через стыки панелей. Затем еще одна плита экструдированного пенополистирола, покрытая полиэтиленовой пленкой. Общее термическое сопротивление системы составляет 11,8 м2•К/Вт.

В [6] предложено использование вакуумных панелей в трехслойной конструкции, где наружным слоем служит стекло, а внутренним — лист металла; в [7–9] — в высотном строительстве с целью уменьшения толщины наружных стен, приведены также примеры применения данных изделий в различных строительных конструкциях. Так, с помощью вакуумной теплоизоляции выполнялась тепловая модернизация старого здания [8]. Для устранения перегрева его восточной части в летнее время использовалась полупрозрачная ширма с электродвигателем, выдвигающим ее перед окном, размещенная между внутренней стеной здания и наружной облицовкой из кирпича. Между ширмой и внутренней стеной здания с целью устранения теплопотерь установлена вакуумная теплоизоляционная панель. Схема наружного утепления здания с применением вакуумных теплоизоляционных панелей [9] представлена на рис. 4.

Таким образом, современное состояние техники упаковочных материалов позволяет реализовать вакуумную теплоизоляцию на основе порошковых материалов. Эта технология сегодня успешно продвигается на рынках Западной Европы и употребляется как в новом строительстве, так и при выполнении работ по тепловой модернизации зданий. По сравнению с традиционными преимущества нового теплоизоляционного материала неоспоримы. Он позволяет уменьшить толщину слоя утеплителя при увеличении сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции.

Сегодня, на наш взгляд, имеется настоятельная необходимость организации серийного выпуска вакуумной теплоизоляции для массового использования в строительстве. Производство необходимых упаковочных материалов по западным технологиям может быть освоено как в России, так и в Беларуси. Установки для создания вакуума любой степени имеются на предприятиях радиотехнического профиля, выпуск аэрогелей в состоянии наладить отечественная химическая промышленность.

Литература

1. Кокоев М.Н., Федоров В.Т. Вакуумное теплоизоляционное изделие. Патент РФ 2144595. Бюл. №220.01.2000.
2. Васильев Л.Л. Теплопроводность неметаллических зернистых систем // Строительная теплофизика. М., Л.: Энергия, 1966. С. 48–56.
3. Дульнев Г.Н., Сигалова Г.В. Теплопроводность моно- и полидисперсных зернистых материалов // Строительная теплофизика. М., Л.: Энергия, 1966. С. 40–47.
4. Caps R., Friscke J. Konzepte für den Einsatz, von evakuirten Dämmungen bei Passivhäusern. 4 Passivhaus Tagung, Kassel, Marz 2000. S. 171–177.
5. Caps R., Friscke J. Vakuumdämmungen in der Anvendung. 5 Passivhaus Tagung, Reutlingen, Februar 2001. S. 247–254.
6. Armin Binz Hightech-Materialen von dem Durchbruch. 9 Passivhaus Tagung, Ludvigshafen 2005. S. 219–224.
7. Ferle A. Einsatz von Vacuumdämmung in Hochbau. 8 Europäische Passivhaustagung 2004. Krems, Austria. S. 171–177.
8. Oehler S. Münsterländer Hof renoviert. 9 Internationale Passivhaustagung 2006. Hannover. S. 57–62.
9. Diefernbach N. Modernisierung von Zweifamilienhäusern auf unterschiedliche energetische Standards unter einzatz von Großelementen mit Vakuumdämmung. 9 Internationale Passivhaustagung 2006. Hannover. S. 63–68.
10. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т. 4. М.: Мир, 1965.

Источник www.ais.by


Стекло и энергосберегающие технологии, новинки рынка

Удельные потери тепла через окна превосходят потери тепла через стены. Поэтому выбор стекла, оконных конструкций весьма важен. Об этом в докладе, который был представлен участником 5-й Международной конференции «Энергоэффективное строительство в Республике Беларусь: современные технологии энергосбережения» Калантаевым Алексеем Николаевичем,региональным менеджером по Северо-Западному региону и Республике Беларусь ООО «ЭЙ ДЖИ СИ ФЛЭТ ГЛАСС КЛИН»
Существует ряд факторов, которые необходимо учитывать при выборе стекла:

– теплоизоляция;
– защита от солнца;
– степень светопропускания;
– цвет стекла;
– шумозащита;
– безопасность;
– гармоничность сочетания прозрачных и непрозрачных участков на фасаде и т.д.

Очень важно уделить этим аспектам повышенное внимание. Для разных типов зданий (жилые, коммерческие) не все они одинаково важны.

Выбор толщины стекла

Для определения толщины стекла, необходимой для обеспечения устойчивости при различном соотношении размеров и стойкости к эксплуатационным нагрузкам, следует использовать прочностный расчет.

Определение уровня шумозащиты

Акустические свойства напрямую зависят от структуры и толщины стекла: бо¬лее высокий уровень звукоизоляции требует большей массы стекла. Помимо увеличения толщины для достижения более высокого уровня звукоизоляции можно использовать многослойное стекло Stratobel или специальное многослойное шу¬мозащитное стекло Stratophone.

Параметры толщины и звукоизоляции взаимозависимы, и их следует рассматривать параллельно.

Принятие решения по внешнему виду, цвету, степени светопропускания и светоотражения, солнечному фактору и теплоизоляции

Основным решающим фактором при выборе подходящего типа стекла является внешний вид (цвет стекла, наличие покрытия и т.д.).

Для жилых зданий основные тенденции сейчас направлены в сторону нейтральных цветовых решений.

Для коммерческой недвижимости возможно использование широкой гаммы от¬тенков, различных степеней зеркальности и других характеристик стекла. На фасадах очень важно правильно выбрать непрозрачные заполнения, которые должны либо гармонировать, либо, напротив, контрастировать со светопрозрачными участками остекления.

В зависимости от типа применяемых стекол с покрытиями необходимо также рассчитывать риск разрушения остекления по причине термошока, в особенности в случае применения стекол, обеспечивающих улучшенную теплоизоляцию, и определять необходимость закалки или термоупрочнения стекол.

Безопасность

Соображения безопасности (риск ранения, защита человека от падения, за¬щита от взлома, вооруженного нападения, взрывов и пожара и т.д.) также следу¬ет принимать в расчет в определенных ситуациях. В таких случаях используется термически закаленное или чаще многослойное стекло.

Совмещение функций

Многофункциональность.

Различное сочетание функций (теплоизоляция, защита от солнца, безопас- ность, звукоизоляция, декоративный внешний вид) может быть осуществлено в од-ном стекле.

Возможность осуществления.

Необходимо убедиться в том, что стекло нужной толщины и размеров есть в наличии, а также уточнить его вес.

Рекомендации по установке.

Важно помнить, что стекло требует правильного обращения при установке, и, если вес стекла велик, это может вызвать определенные проблемы. Необхо¬димо также оценить возможности д

В большинстве стран для обеспечения улучшенной теплоизоляции нормативы требуют для остекления использовать только стеклопакеты или даже только стеклопакеты с низкоэмиссионными стеклами.

Жилые здания.

Для достижения улучшенных характеристик по теплоизоляции и соблюдения норм по стеклозащите обычно применяются стеклопакеты с использованием:

- либо стекла Planibel Top N+, обеспечивающего улучшенную теплоизоляцию;

- либо многофункционального стекла Planibel Energy N, обеспечивающего защиту от солнца и улучшенную теплоизоляцию.

Эти два продукта абсолютно бесцветны, что позволяет без ограничений использовать их для зданий данного типа. Также существуют закаливаемые версии стекол Top NT и Energy NT.

Коммерческая недвижимость.

В основном используются стекла с солнцезащитными функциями:

- стекла с покрытием Stopray, обеспечивающие коэффициент теплопередачи стеклопакета Ug = 1,0 Вт/(м²•K);

- стекла с покрытием Sunergy, обеспечивающие коэффициент теплопередачи стеклопакета Ug = 1.8 Вт/(м²•K);

- стекла с покрытиями Stopsol, не обладающие теплозащитными свойствами и, так же как обычные стеклопакеты, обеспечивающие коэффициент теплопере- дачи Ug = 2,8 Вт/(м²•K);

- стекла Sunergy или Stopsol, используемые в стеклопакетах совместно со сте¬клом Top N+, также обеспечивают коэффициент теплопередачи Ug = 1,1 Вт/(м²•K).

Чтобы достигнуть значения коэффициента теплопередачи Ug меньше 1,0 Вт/м²•K, в двухкамерном стеклопакете следует применять заполнение аргоном и как ми¬нимум одно стекло с покрытием Top N+.

Что касается звукоизоляции, то характеристики окна также зависят от качества рамы и герметичности притворов.

Большинство национальных норм в области теплозащиты устанавливают тре¬бования к окну в целом (значение коэффициентаUw) и реже к стеклопакетам в отдельности (значение Ug).

Защита от солнца и энергосбережение

В случае применения солнцезащитных стекол следует принимать во внимание следующие ключевые факторы (так же как и значение коэффициента Ug):

солнечный фактор (SF или g);
коэффициент светопропускания (LT);
коэффициент наружного отражения света (LR);
цвет.

Показатели годового потребления энергии, температура внутри помещения и степень кондиционирования воздуха в здании там, где это необходимо, опреде¬ляют максимальный требуемый солнечный фактор для данного фасада, т.е. долю солнечной энергии, проходящую через фасадное остекление. Уровень освещен¬ности внутри здания, визуальный комфорт (естественность освещения) и тип ос¬вещения зависят от уровня светопропускания LT. Отражение света (прозрачность или зеркальный эффект) и цвет являются эстетическими критериями.

Все вышеперечисленные факторы взаимозависимы, и, выбирая определенное значение для одного критерия, можно ограничить возможность выбора для других.

Если рассматривать в сравнении характеристики солнцезащитных, энергосбе¬регающих и окрашенных в массе стекол, то стекла с покрытиями (солнцезащитные, энергосберегающие) имеют более высокие характеристики.

На заводах AGC применяются две технологии нанесения покрытия на стекла:

пиролитические покрытия: Stopsol и Sunergy;
магнетронные покрытия: Stopray, Stopray NEO, Stopray T, Planibel Energy N and Planibel Energy NT, Stopsol Phoenix.

В некоторых специальных случаях защиту от солнца можно также обеспечить с помощью трафаретной печати на стеклах, применением многослойных стекол с покрытием или с окрашенной межстекольной пленкой.

Изготавливаемые толщины стекол зависят от типа покрытия.

Чтобы правильно выбрать продукт, проектировщик должен руководствовать¬ся следующими критериями:

требуемый цвет и уровень светоотражения;
требуемая степень теплоизоляции; возможно, необходимо будет комбини- ровать солнцезащитные покрытия с низкоэмиссионным покрытием типа Top N+ для достижения необходимого значения Ug = 1,1 Вт/(м²•K);
требуемый солнечный фактор;
требуемый уровень светопропускания (достижимые значения зависят от вы¬бранного солнечного фактора; значение LT физически не может быть больше уд¬военного значения SF);
тип используемого продукта – стекло с пиролитическим или магнетронным покрытием (выбор зависит скорее от возможностей изготовителя стеклопакетов, чем от конструктивных требований).

Шумозащита

Акустические свойства характеризуются индексами изоляции воздушного шума Rw (C; Ctr), выраженным в децибелах (дБ):

индекс Rw используется для классификации стекол и сравнения их друг с другом, но обычно его не используют для оценки уровня звукоизоляции отдель¬ного элемента;
для шума, в спектре которого преобладают высокие и средние частоты, уровень звукоизоляции стекла оценивают, используя индекс Rw + C (= RA);
для шума, в спектре которого преобладают низкие и средние частоты, уровень звукоизоляции стекла оценивают, используя индекс Rw + Ctr (= RA,tr).
Индекс звукоизоляции (значение Rw) стеклопакетов может варьироваться от 29 до 51 дБ.
Для стеклопакета формулы 4-12-4 значение индекса звукоизоляции равно 29 дБ. Чтобы улучшить шумозащитные свойства обычного стеклопакета, необхо¬димо увеличить его массу (толщину стекол) или использовать многослойное стекло и/или более широкую дистанционную рамку.

Для повышения шумозащитных свойств стеклопакетов возможны следующие решения:
несимметричный стеклопакет: используются два стекла различной толщины;
стеклопакет с одним или двумя многослойными стеклами Stratobel;
стеклопакет с одним или двумя шумозащитными многослойными стеклами Stratophone.

При одинаковых акустических характеристиках стекло Stratophone тоньше, чем Stratobel. На практике это означает, например, что уровня звукоизоляции (Rw) 36 дБ можно достичь, используя либо многослойное стекло Stratobel 66.2, либо многослойное шумозащитное стекло Stratophone 33.2 ST.

При одинаковых характеристиках:

стеклопакет с многослойным стеклом с шумозащитной пленкой PVB будет тоньше стеклопакета с многослойным стеклом с простой пленкой PVB;
стеклопакет с многослойным стеклом с простой пленкой PVB будет тоньше несимметричного стеклопакета.

Указанные индексы звукоизоляции соответствуют остеклению стандартных раз¬меров 1,23×1,58 м. Для определения шумозащитных характеристик оконных бло¬ков и фасадов требуется консультация специалиста или проведение испытаний фасадной конструкции со всеми входящими в нее элементами.

Источник: http://portal-energo.ru/


Применение пенополистирола

Глобальная проблема экономии энергии заставляет задумываться над тем, как снизить теплопотери при эксплуатации здания, еще на этапе его строительства. Установлено, что 70% всего потерянного тепла уходит через ограждающие конструкции. Соответственно, в современном строительстве большое внимание уделяется материалам, которые позволяют возводить эффективные стены, сберегающие тепло внутри и не требующие повышенных расходов топливных ресурсов в холодное время года. Одним из наиболее перспективных путей решения проблемы является использование пенополистирола.
Пенопласт полистирольный зарекомендовал себя как незаменимый материал для утепления фундаментов, подземных частей зданий, цокольных этажей. Применение других видов теплоизоляции в таких помещениях не рекомендуется из-за капиллярного поднятия грунтовых вод.

Материал эффективно используется и для закладки в обычные наружные стены жилых домов. Если сравнивать пенополистирол с другими строительными материалами, то пенополистирольная плита толщиной 50 мм по своим теплоизоляционным свойствам эквивалентна минераловатному сухому слою в 110 мм, сухому пенобетону в 500 мм, плиты из дерева в 195 мм и кирпичной кладке в 850 мм. Использование пенополистирольных плит снижает затраты при строительстве и дальнейшей эксплуатации, как минимум, 20 раз!

Таких высоких теплоизоляционных характеристик удается достигать благодаря особой структуре материала. Он на 98% состоит из воздуха, который заключен в миллиарды микроскопических тонкостенных пузырьков из вспененного полистирола. Как известно, воздух обладает низкой теплопроводностью, что объясняет успешное применение пенополистирола в качестве теплосберегающего материала.

Помимо отличных теплоизоляционных свойств пенополистирол обладает рядом других достоинств:

Имеет хорошие тепловые свойства — низкая удельная теплопроводность, низкое термическое расширение, структурная стабильность в диапазоне температур от -180 до 80 С°; низкая диффузия водяных паров и низкое водопоглощение; сопротивление широкому ряду химических и иных сред.
Огнестойкий.
Обладает высокой прочностью.
Легко режется, блоки хорошо склеиваются между собой при помощи цементных, гипсовых растворов, клеев, просты в механическом креплении.
Имеет низкий объемный вес.
Обладает хорошими звукоизоляционными свойствами, благодаря низкой динамической жесткости.

Пенополистирол чрезвычайно удобен при самом строительстве. Пенополистирольные плиты практически невесомы, их легко транспортировать и монтировать. При этом здания, возведенные из таких плит, долговечны и надежны. Например, в суровых условиях Крайнего Севера дома из пенополистирольных плит эксплуатируются в идеальном состоянии не менее 50 лет!

Пенополистирол может применяться не только в облицовке фасадов и конструкциях стен. В последнее время все более популярной становится тепло- и шумоизоляция крыш, стен и полов зданий с использованием пенополистиролбетона (смеси пенопластовых шариков с жидким бетоном).

Материал экологически безопасен – при изготовлении пенополистирола не используется вредный для окружающий среды и здоровья человека газ фреон. При горении материала выделяются точно такие же газы, как при сжигании древесины или пробки. Кроме того, пенополистирол не ядовит, не имеет запаха, не образует пыли, не подвержен старению, влиянию микроорганизмов, минеральных масел, щелочей кислот, а также гниению и образованию плесени, что, в частности, позволяет широко использовать материал также и в пищевой промышленности.

Источник http://sromcee.ru/


Citybuild 2013: керапен и термогран — современные энергосберегающие материалы

Специалисты ГК «Домостроитель» постоянно исследуют рынок новых материалов и технологий, которые можно применять в строительстве и производстве конструктивных элементов. Не секрет, что на сегодняшний день все более актуальным становится применение энергоэффективного домостроения. Наши эксперты посетили международный строительный конгресс, прошедший в рамках градостроительной выставки CityBuild в Москве.
Решить проблемы энергоэффективного домостроения только за счет применения традиционных энергосберегающих технологий невозможно, поскольку этот ресурс экономии энергоресурсов практически исчерпан. Сегодня трансмиссионные теплопотери (потери через наружные ограждающие конструкции) многоэтажных зданий составляют по разным данным примерно одну четверть от общего теплопотребления здания.

Реализация мероприятий по повышению энергоэффективности неразрывно связана с разработкой новых энергосберегающих технологий и строительных материалов. В рамках деловой программы международного строительного конгресса был представлен современный энергосберегающий материал керапен со свойствами кирпича. В основе этого материала — стекло и глина.

Уникальность керапена в следующем:
стены, построенные из керапена в 7 раз легче кирпича с таким же термическим сопротивлением, что резко сокращает расход материалов при производстве и уменьшает массу стен;
стабильная теплопроводность в различных климатических условиях (0,06-0,32 Вт/Мк);
благодаря низкому водопоглощению (менее 1%) этот материал незаменим для обеспечения долговечности построек и стерильности помещений;
формостабильность и однородность;
высокая прочность при малой плотности;
пожаробезопасность;
химическая стойкость;
морозостойкость — более 100 циклов;
возможно возведение зданий до 6 этажей без армирующих поясов;
возведение легких однослойных конструкций стен не требует высококвалифицированной рабочей силы и тяжелой строительной техники;
экологичность и вторичная переработка.

В рамках выставки также был представлен стеклокристаллический пористый заполнитель для строительных композитов термогран, созданный на основе кремнийсодержащего сырья (трепела, диатомита) и техногенных отходов. Термогран представляет собой полностью неорганическую пену с закрытыми как и у керапена порами. Он может выпускаться в виде шарообразных пористых гранул от 0,25 до 16 мм для использования в качестве наполнителя в легких теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонах (композитах), а также в виде плит или блоков плотностью 200-550 кг/м3 и использоваться как утеплитель стеновых и каркасных конструкций, включая строительные сэндвич-панели.

Целевые свойства материала:
низкая теплопроводность (0,06-0,08 Вт/мК);
низкая плотность (180-500 кг/м3);
высокая прочность при сжатии (8,0-75 кг/см2);
малое водопоглощение — менее 7%;
негорючий и долговечный материал.

Промышленный выпуск этих современных энергосберегающих материалов планируется начать уже в 2014-2015 годах.

Источник: http://www.dmoprom.ru/


Тепловая изоляция промышленного оборудования

Б. М. Шойхет, канд. техн. наук, заведующий отделом, Л. В. Ставрицкая, главный специалист, ОАО «Теплопроект» Экономия топливно-энергетических ресурсов является одной из приоритетных задач в развитии российской экономики. Существенная роль в решении проблемы энергосбережения принадлежит высокоэффективной промышленной тепловой изоляции.
Тепловая изоляция оборудования широко применяется в энергетике, химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности.

В энергетике объектами тепловой изоляции являются паровые котлы, газоходы, паровые и газовые турбины, теплообменники, баки-аккумуляторы горячей воды, дымовые трубы. В промышленности тепловой изоляции подлежат вертикальные и горизонтальные технологические аппараты, насосы, теплообменники, резервуары для хранения воды, нефти и нефтепродуктов. Особенно высокие требования предъявляются к эффективности тепловой изоляции низкотемпературного и криогенного оборудования.

Тепловая изоляция промышленного оборудования, помимо функций энергосбережения, обеспечивает возможность проведения технологических процессов при заданных параметрах, позволяет создать безопасные условия труда на производстве, снижает потери легко испаряющихся нефтепродуктов в резервуарах, позволяет хранить сжиженные газы в изотермических хранилищах.

При монтаже и в процессе эксплуатации теплоизоляционные конструкции подвергаются температурным, влажностным, механическим, в том числе вибрационным, воздействиям, которые определяют перечень предъявляемых к ним требований.

Основными показателями, характеризующими физико-технические и эксплуатационные свойства теплоизоляционных материалов, являются: плотность, теплопроводность, температуростойкость, сжимаемость и упругость (для мягких материалов), прочность на сжатие при 10% деформации (для жестких и полужестких волокнистых материалов), вибростойкость, формостабильность, горючесть, водостойкость и стойкость к воздействию химически агрессивных сред, содержание органических веществ и биостойкость.

Теплопроводность теплоизоляционного материала определяет требуемую толщину теплоизоляционного слоя, а следовательно, и нагрузки на изолируемый объект, конструктивные и монтажные характеристики теплоизоляционной конструкции. Теплопроводность возрастает с повышением температуры. Расчетные значения теплопроводности мягких и полужестких теплоизоляционных материалов в конструкции определяются с учетом степени их монтажного уплотнения, шовности конструкции, наличия крепежных деталей.

Температура применения теплоизоляционных материалов, оклеенных с одной или двух сторон фольгой, стеклохолстом или крафт-бумагой, определяется с учетом температуростойкости материалов, применяемых для оклейки, и клеевого соединения. Учитывается линейная усадка при нагреве, потеря прочности на сжатие и потеря массы при нагревании, степень выгорания связующего.

При выборе теплоизоляционного материала учитывают прочностные и деформационные характеристики изолируемого объекта, расчетные допустимые нагрузки на опоры и другие эле-менты изолируемой поверхности. Так, при изоляции стальных вертикальных резервуаров для хранения воды, нефти и нефтепродуктов допустимая нагрузка от изоляции ограничивается значениями 32–34 кг/м2.

Требования пожарной безо-пасности определяются нормами технологического проектирования конкретных отраслей промышленности с учетом положений СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов». Для таких отраслей промышленности, как газовая, нефтехимическая, химическая, производство минеральных удобрений, ведомственные нормы допускают применение только негорючих и трудногорючих материалов в составе теплоизоляционных конструкций. При выборе материалов учитывается не только показатели горючести теплоизоляционного слоя и защитного покрытия, но и поведение теплоизоляционной конструкции в условиях пожара в целом. Пожарная опасность теплоизоляционных конструкций наряду с другими факторами зависит от температуростойкости защитного покрытия, его механической прочности в условиях огневого воздействия. Негорючие волокнистые теплоизоляционные материалы при определенных условиях могут поглощать горючие вещества (нефтепродукты, масла и др.), которые влияют на горючесть конструкции и способны самовоспламеняться, что также учитывается при проектировании.

Долговечность теплоизоляционных конструкций зависит от их конструктивных особенностей и условий эксплуатации, включающих месторасположение изолируемого объекта, режим работы оборудования, степень агрессивности окружающей среды, интенсивность механических воздействий. Долговечность теплоизоляционного материала и теплоизоляционной конструкции в целом в значительной степени определяется долговечностью защитного покрытия.

Санитарно-гигиенические требования особенно важны при проектировании объектов с технологическими процессами, требующими высокой чистоты, например, в микробиологии, радиоэлектронике, фармацевтической промышленности. В этих условиях применяются материалы или конструкции, не допускающие загрязнения воздуха в помещениях.

На сегодняшний день на российском рынке теплоизоляционных материалов представлена продукция как отечественных, так и зарубежных производителей.

Номенклатура отечественных волокнистых теплоизоляционных материалов, предназначенных для тепловой изоляции оборудования представлена традиционно применяемыми матами минераловатными прошивными безобкладочными или в обкладках из металлической сетки или стеклоткани с одной или двух сторон (ГОСТ 21880-94, ТУ 36.16.22-10-89, ТУ 34.26.10579-95 и др.), изделиями минераловатными с гофрированной структурой для промышленной тепловой изоляции (ТУ 36.16.22-8-91), плитами теплоизоляционными минераловатными на синтетическом связующем плотностью от 50 до 125 кг/м3 (ГОСТ 9573-96), изделиями из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-95). В небольшом объеме выпускаются изделия из супертонкого стеклянного и базальтового волокна с применением различных связующих и без них (ТУ 21-5328981-05-92, ТУ.95.2348-92, ТУ 5761-086-11387634-95 и др.).

Минераловатные изделия для применения в конструкциях тепловой изоляции промышленного оборудования представлены в различных регионах страны продукцией предприятий АО «Термостепс», ЗАО «Минеральная Вата» (Московская обл.), ОАО «АКСИ» (г. Челябинск), ЗАО «Изорок» (г. Тамбов), АО «Тизол» (г. Н. Тура), Назаровского ЗТИ и др.

Наиболее крупными производителями теплоизоляционных изделий из стекловолокна на территории России являются ОАО «Флайдерер-Чудово» и ЗАО «Мостермостекло».

Продукция зарубежных производителей представлена широ-кой номенклатурой волокнистых теплоизоляционных материалов фирм: Rockwool (Дания), Partek Paroc Oy Ab (Финляндия), Isover Оу (Финляндия), Izomat (Словакия).

Из пенопластов применение в конструкциях тепловой изоляции оборудования, преимущественно низкотемпературного, находит заливочный и напыляемый пенополиуретан. Разработчиком и производителем наиболее распространенных марок Изолан-345 (заливочный), Изолан-210 (штучные изделия – плиты, сегменты) и Изолан-105 (напыляемый) является НПП «Изолан» (г. Владимир).

Для изоляции оборудования с отрицательными температурами расширяется применение изделий из вспененного синтетического каучука и полиэтилена. Изделия K-FLEX, производимые фирмой L’Isolante K-FLEX, выпускаются в виде эластичных листов и пластин. Материал характеризуется преимущественно закрытой пористостью и температурой применения от -70 до 130°C.

Эффективным материалом для изоляции оборудования и резервуаров является пеностекло Foamglas бельгийской фирмы Pittsburgh Corning – формованный материал (плиты, сегменты) с закрытыми порами, негорючий, с температурой применения от -260 до 485°C и высокими прочностными свойствами.

Рекомендуемые виды теплоизоляционных материалов для некоторых видов оборудования с положительными и отрицательными температурами поверхности приведены соответственно в табл. 1 и 2.

Технические решения тепловой изоляции промышленного оборудования многообразны как по видам применяемых материалов, так и по конструкциям.

Так, для тепловой изоляции вертикальных и горизонтальных технологических аппаратов и теплообменников применяются конструкции на основе волокнистых теплоизоляционных материалов с применением приварных штырей или проволочного каркаса.

Для горизонтальных аппаратов (емкостей, теплообменников и др.) малого и среднего диаметра преимущественно предусматривается крепление теплоизоляционного слоя на проволочном каркасе.

Поверх матов или плит, закрепленных стяжками каркаса на поверхности оборудования, предусматривается установка бандажей с пряжками из металлической ленты. У фланцевых соединений и днищ аппаратов предусматриваются опорные конструкции. Эле-менты опорных конструкций в виде колец, уголков, скоб или планок могут быть приварными или крепиться с помощью болтов.

Для горизонтальных аппаратов может применяться и комбинированное крепление теплоизоляционного слоя штырями с перевязкой по штырям струнами и стяжками.

Тепловая изоляция фланцевых соединений аппаратов выполняется съемной. Съемная конструкция тепловой изоляции изготавливается в виде полносборных конструкций, в которых теплоизоляционный слой жестко прикреплен к защитному покрытию. Конструкция оснащается замками или бандажами. Могут быть применены теплоизоляционные матрацы с металлическим защитным кожухом.

Для вертикальных аппаратов – теплообменников, колонн, емкостей – крепление теплоизоляционного слоя из минераловатных и стекловатных плит осуществляется с применением проволочного каркаса в виде колец, струн и стяжек, устанавливаемых по поверхности аппарата и теплоизоляционного слоя. У фланцевых соединений и днищ аппаратов устанавливают разгружающие устройства (кольца, кронштейны).

Крепление теплоизоляционного слоя штырями предусматривается для вертикальных и горизонтальных поверхностей с большим радиусом кривизны и плоских поверхностей (резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, баков-аккумуляторов горячей воды, резервуаров для питьевой воды и для технических нужд, в том числе противопожарных, металлических стволов дымовых труб, другого крупногабаритного оборудования).

Штыри для крепления теплоизоляционного слоя могут быть вставными (если предусмотрены скобы для крепления штырей) или приварными.

Дымовые трубы тепловых электростанций и промышленных предприятий являются сложными инженерными сооружениями, требующими эффективной тепловой изоляции несущих конструкций.

В настоящее время на объектах энергетики и в промышленности находятся в эксплуатации дымовые трубы различного конструктивного исполнения, включая:

- дымовые трубы с наружной несущей железобетонной оболочкой и внутренними стальными газоотводящими стволами;

- металлические трубы, свободно стоящие или в стальном несущем каркасе.

Дымовые трубы работают в сложных условиях, сочетающих перепады температуры, давления, влажности, агрессивное химическое воздействие дымовых газов, ветровые нагрузки и нагрузки от собственной массы.

В указанных конструкциях дымовых труб тепловая изоляция предусматривается по наружной поверхности металлических стволов и предназначена для защиты несущих железобетонных и металлических конструкций труб от теплового и химического воздействия отходящих газов.

Изотермические хранилища сжиженных газов являются уникальными инженерными сооружениями, в том числе и по тепловой изоляции. Объем этих хранилищ достигает 100–150 тыс. м3. Хранение сжиженных газов осуществляется при атмосферном давлении и пониженной относительно окружающей среды температуре. Так, сжиженный аммиак хранится при температуре -34°C, этилен – при -104°C, метан – при -164°C, кислород – при -183°C, азот – при -196°C. Для тепловой изоляции стен и купола изотермических резервуаров для хранения сжиженных газов применяются теплоизоляционные конструкции на основе вспученного перлитового песка, пенополиуретана и полированной алюминиевой фольги. Для тепловой изоляции днища применяются блоки из пеностекла или перлитобетона.

Для криогенного оборудования применяются конструкции на основе экранно-вакуумной тепловой изоляции, представляющие собой многослойные пакеты из полированной алюминиевой фольги с прослойками из минеральных волокон.

Расчет и проектирование тепловой изоляции оборудования выполняется по инженерным методикам в соответствии с требованиями СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».

Расчетная толщина теплоизоляционного слоя определяется в зависимости от назначения тепловой изоляции оборудования, а именно: по нормированной плотности теплового потока, регламентируемой указанным СНиП, либо по заданной плотности теплового потока, обусловленной технологическими факторами; с целью предотвращения конденсации влаги на поверхности изолируемого объекта; для обеспечения заданной температуры на поверхно-сти изолированного объекта по условиям обеспечения безопасности персонала и др.

Тепловая изоляция является необходимым элементом промышленного оборудования, обеспечивающим принципиальную возможность проведения высоко- и низкотемпературных технологических процессов в энергетике и промышленности при оптимальном потреблении топливно-энергетических ресурсов.

Повышение энергоэффек-тивности, эксплуатационной на-дежности и долговечности теплоизоляционных конструкций промышленного оборудования достигается за счет применения высококачественных теплоизоляционных и защитно-покровных материалов, совершенствования конструктивных решений, повышения качества монтажа тепловой изоляции и является одним из важных направлений в реализации программы энерго-сбережения.

Источник: http://www.abok.ru/


Теплоизоляционные материалы Isover для тепловых сетей подземной прокладки в каналах

Б. М. Шойхет, канд. техн. наук, заместитель директора ЗАО «Сан-Гобэн Изовер» Применение современных высокоэффективных теплоизоляционных изделий Isotec компании «Сан-Гобэн Изовер» позволяет сократить тепловые потери и повысить эффективность использования действующих тепловых сетей подземной канальной прокладки, что является значительным вкладом в реализацию программы энергосбережения в промышленности и ЖКХ России. Тепловые сети надземной и подземной канальной и бесканальной прокладки – один из основных элементов систем централизованного теплоснабжения. Общая протяженность тепловых сетей в Российской Федерации составляет более 257 000 км.
Основным видом прокладки тепловых сетей (более 85 % общей протяженности) в России является подземная прокладка в непроходных и проходных каналах. По мнению ведущих организаций и специалистов в этой области [1, 2], канальная прокладка тепловых сетей имеет ряд неоспоримых преимуществ, которые делают ее основным видом применительно к условиям России как на сегодняшний день, так и на долгосрочную перспективу.

К преимуществам канальной прокладки (рисунок) относят: возможность свободного расширения трубопроводов и, как следствие, уменьшение напряжений в металле, защита трубопроводов от повреждений при раскопках других коммуникаций, предотвращение выброса теплоносителя на поверхность земли при разрыве трубопроводов, отсутствие затрат на реконструкцию тепловых сетей (для существующих сетей).

Бесканальная прокладка с применением предварительно изолированных труб используется там, где технически невозможно или экономически нецелесообразно устройство дренажных систем для предотвращения затопления каналов грунтовыми водами и атмосферными осадками. Выбор типа прокладки определяется условиями участка.

Нормы и правила проектирования подземных трубопроводов тепловых сетей всех способов прокладки, в том числе канальной, регламентируются СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети». Требования к конструкциям тепловой изоляции и нормы тепловых потерь теплоизолированными трубопроводами в зависимости от диаметра трубопровода, температуры теплоносителя и вида прокладки (надземная или подземная) определяются СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».

Большинство тепловых сетей в России эксплуатируется многие годы, и их проектирование осуществлялось в соответствии с действовавшими в период строительства нормативными требованиями к тепловой изоляции трубопроводов, которые были существенно ниже современных (СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»).

В действующих тепловых сетях канальной прокладки тепловая изоляция трубопроводов выполнена преимущественно теплоизоляционными изделиями на основе стеклянного и минерального волокна, произведенными по ГОСТ 10499-95; ГОСТ 21880-94; ГОСТ 9573-96 и Техническим условиям (ТУ) производителей.

Практика показывает, что применение теплоизоляционных материалов без учета их технических характеристик, несоблюдение требований нормативных документов, выполнение работ неспециализированными организациями, отсутствие систематического контроля и своевременного ремонта тепловой изоляции приводит к сверхнормативным потерям тепловой энергии в промышленности и ЖКХ.

Введение новых, более жестких нормативов по тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей в непроходных каналах требует увеличения толщины теплоизоляционного слоя с учетом фиксированного расстояния между осями труб, что вызывает технические трудности, связанные с необходимостью монтажа изоляции в стесненных условиях, а в некоторых случаях и необходимостью реконструкции опор трубопроводов и самого канала.

Применение новых эффективных материалов обеспечивает выполнение этих требований без реконструкции или замены конструктивных элементов самих непроходных каналов. На сегодняшний день применительно к водяным тепловым сетям канальной прокладки этим требованиям в наибольшей степени отвечают теплоизоляционные изделия из стеклянного штапельного волокна, производимые компанией «Сан-Гобэн Изовер».

В 2003 году институт «Теплопроект» разработал альбом «Теплоизоляционные изделия Isotec марок KK-ALK, KT-11-TWIN, KIM-AL, KVM-50, KLS-K в конструкциях тепловой изоляции оборудования и трубопроводов» с рекомендациями по применению теплоизоляционных материалов и изделий компании «Сан-Гобэн Изовер» в промышленности и ЖКХ.

Температура теплоносителя в подающих и обратных трубопроводах водяных тепловых сетей в зависимости от графика отпуска тепла имеет значения 95–70, 150–70 и 180–70 °C, при этом средняя температура теплоизоляционного слоя составляет 50–100 °C. Данный диапазон температур является оптимальным для теплоизоляционных изделий из стеклянного волокна как по показателю теплопроводности, так и по допустимой температуре применения.

В этом диапазоне теплоизоляционные изделия Isotec имеют минимальную для данного класса материалов теплопроводность, которая определяется оптимальной плотностью изделий 50–80 кг/м3 и оптимальным диаметром волокна 4–6 мкм. Высокие деформативные характеристики теплоизоляционных изделий Isotec обусловлены их гофрированной структурой, оптимальным диаметром и упругостью волокон.

С учетом высокой прочности на сжатие и формостабильности теплоизоляционных цилиндров и гофрированных матов Isotec они могут применяться в конструкциях тепловой изоляции трубопроводов со штукатурным покрытием без дополнительных опорных элементов.

Для прокладываемых в каналах трубопроводов тепловых сетей диаметром 25–324 мм рекомендуется применять цилиндры Isotec марок KK, KK-AL, KK-ALC (техническое свидетельство ТС-07-1002-04). Номенклатурный ряд продукции включает цилиндры длиной 1 200 мм, внутренним диаметром 25–324 мм при толщине стенки 20–60 мм. Теплоизоляционные цилиндры имеют оптимальную плотность 65–75 кг/м3, соответствующую минимальным значениям коэффициента теплопроводности для волокнистых теплоизоляционных материалов. Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных цилиндров при температурах 50 и 100 °C имеет значения l50 = 0,035 Вт/м•К и l100 = = 0,043 Вт/м•К соответственно, что является одним из наиболее низких показателей для материалов этого класса в данном диапазоне температур. Это обеспечивает снижение требуемой толщины теплоизоляционного слоя, что особенно важно при замене изоляции действующих тепловых сетей.

Теплоизоляционные цилиндры Isotec гидрофобизированы в процессе изготовления, что особенно важно с учетом их возможного увлажнения в конструкции. Они выпускаются с покрытием из алюминиевой фольги и могут применяться в непроходных каналах без дополнительного защитного покрытия.

Широкое применение современных высокоэффективных теплоизоляционных изделий Isotec позволяет сократить тепловые потери и повысить эффективность использования действующих тепловых сетей подземной канальной прокладки, являющихся одним из основных элементов систем теплоснабжения в России.

Источник: http://www.abok.ru/


Севастополь. Опыт строительства энергоэффективных зданий

Об опыте строительства в Севастополе двух энергоэффективных зданий. Одно из этих зданий административно-производственное, а второе жилое, усадебного типа. При проектировании и на стадии строительства зданий ставилась задача применить в одном объекте как можно больше не сложно реализуемых, общедоступных и экономически обоснованных энергосберегающих решений. Хотелось создать совершенно прагматичные энергосберегающие объекты, оставив вопросы демонстрации возможностей перспективных методов энергосбережения на долю показательных проектов. О том, как это было и что получилось в статье директора ООО «Теплообмен» , г.Севастополь, Барона Виталия Григорьевича Барон Виталий Григорьевич
В последнее время все большее внимание стало уделяться вопросам энергосбережения во всех сферах жизнедеятельности человека. При этом одной из самых актуальных стала тема энергосбережения при эксплуатации зданий и сооружений. К вновь проектируемым и строящимся зданиям предъявляются все возрастающие требования по энергоэффективности, планируются и выполняются работы по повышению термического сопротивления уже существующих зданий. Однако зачастую под энергосберегающими мероприятиями понимается только утепление стен и применение современных окон. Сюда же можно отнести пока не очень активно, но все же применяющееся энергоэффективное светодиодное освещение.

В свете этих тенденций, будет, наверное, небезынтересно познакомиться с опытом создания двух зданий, в которых реализован целый комплекс энергосберегающих мероприятий, как в строительных конструкциях, так и в инженерных системах. Одно из этих зданий административно-производственное, а второе жилое, усадебного типа. Причем это не пилотные показательные проекты и не демонстрационные объекты, выполненные за счет средств каких-либо грантов или в рамках опытной отработки комплекса энергосберегающих решений, а это два здания, построенные в Севастополе просто с целью не на словах, а на деле комплексно реализовать как известные рекомендации, так и собственные энергосберегающие разработки. Административно-производственное здание наше предприятие строило для размещения собственного производства, а жилое здание строилось для проживание семьи автора этих строк.

Чтобы исключить недоуменные вопросы о том, почему вдруг производственное предприятие взялось строить, да еще исключительно за счет собственных средств, энергоэффективные здания, следует отметить, что наше предприятие уже более 20 лет разрабатывает и выпускает энергоэффективное и энергосберегающее оборудование. За эти годы идеи энергосбережения вошли в плоть и кровь наших разработчиков. Благодаря постоянной ориентации на создание энергоэффективной и энергосберегающей техники нами были одними из первых в мире предложены и технически реализованы ряд идей по энергосбережению – это и децентрализованные рекуператоры тепла вентиляционного воздуха, и доводчики воздуха, и емкостные водоподогреватели с выносным греющим элементов и ряд других. Но нам не довелось видеть ни одного объекта, где эти наши предложения были бы одновременно реализованы. Поэтому когда мы приступили к проектированию и постройке зданий для себя, было решено реализовать на своих объектах наши идеи.

При проектировании и на стадии строительства зданий ставилась задача применить в одном объекте как можно больше не сложно реализуемых, общедоступных и экономически обоснованных энергосберегающих решений. При этом такие безусловно энергосберегающие, но небезусловно экономически оправданные на сегодня решения, как использование энергии ветра или солнечной радиации для получения электроэнергии, или использование тепловых насосов для отопления и обеспечения горячего водоснабжения в условиях каменистого грунта и отдаленности от водных массивов были исключены из рассмотрения. Хотелось создать совершенно прагматичные энергосберегающие объекты, оставив вопросы демонстрации возможностей перспективных методов энергосбережения на долю показательных проектов. По нашему замыслу, реализованные нами приземленные проекты энергоэффективных зданий могли бы не только обеспечить пользователю этих зданий снижение затрат на отопление и кондиционирование, но и послужить примером для непосредственного повторения этого опыта.

Административно-производственное здание.

В описываемом здании располагаются как производственные помещения, так и административно-бытовые. Производственные помещения занимают цокольный, первый и второй этажи, а административно-бытовые – третий и четвертый этажи (фото 1).

Поскольку речь идет о производстве в этом здании теплообменных аппаратов, то не только в административно-бытовых, но и в производственных помещениях нет мощных источников тепла (в производственных помещениях располагаются станочный, сварочный, заготовительный и слесарно-сборочный участки, причем на сварочном участке работают маломощные установки аргоно-дуговой сварки для сваривания особотонкостенных деталей, когда большие тепловложения в сварной шов способны привести к браку готового изделия).

Энергосберегающие мероприятия, реализованные в строительных конструкциях.

При проектировании здания сразу были заложены известные энергосберегающие мероприятия, которые неукоснительно реализовывались при строительстве. А именно:

- заполнение стен было выполнено в основном газобетонными блоками и, частично, местным пористым природным материалом (ракушечником) с теплопроводностью, близкой к газобетону;

- крыша, изначально запроектированная плоской, в ходе строительства в порядке авторского надзора была перепроектирована в шатровую с воздушным подкрышным зазором, заполняемым плитами из минваты;

- все окна были энергосберегающего типа (со стеклопакетами и высокоплотными притворами);

- при выборе остекления была учтена ориентация здания по сторонам света: площадь остекления южного фасада существенно превосходила площадь остекления северного фасада;

- консоль 3-го этажа имеет такой размер, чтобы полностью затенять в летний период года окна нижерасположенного этажа, но не мешать проникновению в них солнечных лучей в осенне-весенний период;

- все стены были утеплены 100мм слоем пенополистирола, что заметно превышало необходимую расчетную толщину утепления для обеспечения соответствия современным требованиям по термическому сопротивлению стен;

- входные двери оснащены доводчиками, обеспечивающими нахождение дверей в закрытом состоянии;

- основные (не пожарные) входы в здание выполнены с тамбурами.

Энергосберегающие мероприятия, реализованные в инженерных системах.

В отличие от энергосберегающих мероприятий в части строительных конструкций, в инженерных системах здания был реализован целый ряд мероприятий, впервые разработанных на нашем предприятии. Поэтому, в отличие от строительной части, нижеперечисленные специфичные мероприятия, выполненные в этом здании, сопровождены комментариями и фотографиями. Ниже приведен перечень энергосберегающих мероприятий в инженерных системах:

- вся общеобменная вентиляция обеспечивается децентрализованными рекуперативными приточно-вытяжными вентиляционными установками с механическим побуждением. Эту идею – децентрализованных рекуператоров, мы предложили в 2003г. и тогда же создали рекуператор ТеФо, обеспечивающий степень энергосбережения на уровне 80% (следует подчеркнуть, что это не декларативная цифра, в отличие от большинства аналогов, а этот показатель был подтвержден в ходе 3-х серий испытаний, проведенных в разные годы в аккредитованной Госстандартом Украине климатической камере). Указанные рекуператоры ТеФо, серийно выпускаемые нашим предприятием, мы установили как в производственных помещениях, так и в административных. При этом, благодаря такому преимуществу наших рекуператоров, как многовариантность их установки, в производственных помещениях, где отсутствуют повышенные требования к интерьеру, эти рекуператоры были размещены открыто на стене (фото 2), а в административных помещениях рекуператоры были спрятаны в оконные откосы (фото 3).

Применение именно децентрализованных рекуператоров дает, помимо очевидного энергосберегающего эффекта за счет утилизации тепловой энергии удаляемого воздуха, еще и дополнительные по сравнению с центральными рекуператорами энергосберегающие возможности. В частности, не расходуется энергия на преодоление аэродинамического сопротивления воздуховодов при перемещении по ним воздушных потоков. Кроме того, обеспечивается возможность гибкого управления работой системы вентиляции здания – в тех помещениях, где в данное время отсутствуют люди, рекуператоры работают на частичных нагрузках, что не только снижает потребляемую их вентиляторами электрическую энергию, но и уменьшает тепловые потери с удаляемым воздухом (ведь 100% степень рекуперации недостижима в принципе и, значит, удаляемый через любой рекуператор воздух обязательно будет уносить с собой часть тепловой энергии помещения);

- в нерабочее время суток, а также в выходные и праздничные дни все рекуператоры переводятся на частичные режимы работы, обеспечивая сниженные уровни воздухообмена, что также снижает потери энергии;

- все освещение, как внутреннее, так и наружное, рассчитанное на длительное функционирование, выполнено на светодиодах. При этом в производственных помещениях светодиоды никак не декорированы, а в административных помещениях они выполнены в виде офисных светильников (фото 4 и 5);

- освещение периодического использования (санузлы и лестницы), реализованное на лампах накаливания, управляется по датчикам движения, причем на лестницах включение светильников дополнительно подчиняется сигналам с датчиков освещенности;

- отопление здания осуществляется по графику, адаптированному к режиму работы предприятия и учитывающему реальную потребность в заданном уровне отопления. В частности, осуществляются ночные, а также праздничные и в выходные дни снижения мощности отопления;

- с целью более эффективного использования в системе отопления здания энергетического потенциала поступающей сетевой воды, приборы отопления выполнены в виде изготавливаемых нашим предприятием высокоэффективных доводчиков воздуха (фанкойлов). Эти приборы отопления представляют из себя собранный в корпусе пучок специальным образом профилированных нержавеющих труб, по которым прокачивается вода системы отопления и которые обдуваются малошумными, с регулируемым числом оборотов, вентиляторами (фото 6).

Это позволяет более полно использовать тепловой потенциал сетевой воды и, кроме того, выборочно снижать отбираемую тепловую мощность в тех помещениях, которые по каким-то причинам значительное время не используются. Применение таких приборов отопления, кстати, реализует идеологию гидравлически устойчивого регулирования отопительной нагрузки, что благоприятно сказывается на работе сетевых насосов котельной и на состоянии регулировки всей квартальной системы отопления. Как видно по фотографии, эти приборы отопления расположены в нижней зоне помещения, причем патрубки выхода нагретого воздуха направлены вниз. Это позволяет достигать ощущения теплового комфорта при меньших тепловых потоках;

- в здании реализовано горячее водоснабжение на основе сформулированной нами в середине 90-х годов идеи емкостного подогревателя с выносным греющим элементов (фото 7).

В качестве такого выносного греющего элемента используется один из выпускаемых нашим предприятием высокоэффективных теплообменников ТТАИ. Применение такого подхода к обеспечению горячего водоснабжения позволяет использовать тепловую энергию в периоды ночного снижения ее потребления, что сглаживает ее пиковое дневное потребление и способствует заполнению ночных провалов. Это благотворно сказывается на работе котельной, позволяя сжигать газ или иное топливо в режиме, более близком к оптимальному;

- помимо понятных мер по энергосбережению, ориентированных на холодный, зимний, период года, в здании реализовано инновационное энергосберегающее мероприятие, рассчитанное на жаркий, летний, период года. Нами более 10 лет назад была выдвинута идея использования холода воды хозяйственно-бытового и производственного назначения для кондиционирования воздуха в летний период. Эта идея нашла свое воплощение в описываемом здании. На фотографии 8 показан созданный нашим предприятием доводчик воздуха. Это устройство по своей конструкции аналогично описанным выше отопительным приборам, но включено по тракту воды не в систему отопления, а в систему водоснабжения здания. Следует отметить (что видно на фотографии), что в зимний период года этот доводчик может превращаться в отопительный прибор – система клапанов и трубопроводов позволяет подавать в его трубки либо водопроводную, либо отопительную сетевую воду. Поэтому вся водопроводная вода, поступающая летом в здание, проходит сначала по нержавеющим трубочкам доводчика воздуха. Учитывая, что температура водопроводной воды в жаркую летнюю пору находится на уровне 15 оС, эта вода, является ценным энергетическим ресурсом, но не тепловым, а энергетическим ресурсом по холоду. В обычных системах эта возможность энергосбережения не используется. Мы же пришли к выводу, что если мы повысим температуру воды, поступающей в систему водоразбора здания на 2-3 оС , то это никак не скажется отрицательно на ее дальнейшем использовании, а воздух за счет этого может быть ощутимо охлажден (все таки водяной эквивалент воздуха почти в 4 тысячи раз меньше, чем у воды). В данном устройстве эта вода охлаждает трубочки, которые обдуваются расположенными выше них вентиляторами. Таким образом, мы получаем практически бесплатное частичное кондиционирование воздуха. Конечно, тепловой (точнее говоря, охлаждающей) мощности такого устройства не достаточно для полноценного кондиционирования сварочного участка, где установлен этот доводчик, но некоторое снижение температуры воздуха это устройство обеспечивает, снижая потребности в расходе электроэнергии на привод кондиционера.

Жилое здание усадебного типа.

В жилом здании нами тоже был применен тот же подход, что и в административно-производственном – максимальное применение известных и общедоступных в реализации методов энергосбережения, плюс применение инновационных энергосберегающих методов и устройств собственной разработки. Автору этих строк хотелось реализовать на практике свои энергосберегающие наработки, о которых им было в прежние годы написано немало статей и сделано докладов.

Энергосберегающие мероприятия, реализованные в строительных конструкциях.

В жилом доме, как и в административно-производственном здании, было принято решение не ограничиваться удовлетворением термического сопротивления ограждающих конструкций самым современными требования, а существенно их превзойти.

Поэтому, кроме заполнения стен местным пористым строительным материалом (ракушечником), обладающим высоким термическим сопротивлением, был выполнен навесной фасад с вентилируемым зазором, а для дальнейшего повышения термического сопротивления в этот зазор были помещены плиты из минваты.

Стены цокольного этажа утеплены пенополистиролом.

Плиты из минваты были уложены и в подкрышный воздушный зазор.

Оба входа в дом выполнены с тамбурами.

В окна были вставлены двухкамерные стеклопакеты (т.е. с тремя стеклами).

При выборе места строительства дома была учтена не только ориентация по сторонам света, но и рельеф местности. В частности, дом расположили как можно ближе к горе, которая находится строго на север от дома (см. фото.9) и которая таким образом защищает его от северных ветров.

Упомянутый учет расположения по сторонам света привел к угловой конфигурации дома с тем, что вход в дом через веранду ориентирован строго на юг. Это позволило экранировать все помещения дома от палящих южных лучей солнца в летний полдень. Достигается это тем, что не только веранда имеет крышу, но и на сходящихся в угол стенах дома, на этажах выше веранды, устроены балконы-козырьки (см. фото 10).

Ширина этих балконов такова (не говоря уж о крыше веранды), что прямые солнечные лучи в период высокого летнего стояния солнца не попадают внутрь помещений, но зимой все эти помещения, вплоть до противоположных от окон стен, оказываются доступны прямым солнечным лучам. Это решение не только снижает температуру помещений летом, облегчая решение задачи кондиционирования, но и снижает энергопотребление на освещение комнат в зимнее время.

Энергосберегающие мероприятия, реализованные в инженерных системах.

В жилом доме, как и в административно-производственном здании, вся общеобменная вентиляция осуществляется с помощью рекуператоров ТеФо. Причем тут тоже было использовано такое преимущество рекуператоров ТеФо, как возможность их многовариантной установки. В этом доме применено 5 вариантов установки рекуператоров ТеФо – скрыто под окном, скрыто в стене, открыто на стене, скрыто за подвесным потолком и вариант установки сквозь стену. Причем были применены как схемы, когда один рекуператор вентилирует одно помещение, так и схемы, когда один рекуператор вентилирует два смежных помещения. Чтобы не перегружать статью иллюстративным материалом, приведены две фотографии – скрыто под окном и вариант установки сквозь стену (показана наружная, выступающая из стены, часть рекуператора) – см. фото 11 и 12.

Работа каждого из рекуператоров настраивается индивидуально, в зависимости от предполагаемого режима использования помещения (например, режим работы рекуператора в спальне отличается от режима работы в кухне). Наличие возможности индивидуальной настройки каждого рекуператора способствует радикальному энергосбережению при обеспечении необходимого уровня теплового и воздушного комфорта – это и уменьшение расхода электроэнергии на привод вентиляторов, которые могут работать в зависимости от режима на номинальном или на частичном режиме, а могут быть вовсе выключены. Кроме того, переход на частичные режимы, а иногда и полное отключение рекуператора позволяет снизить энергетические потери с удаляемым воздухом.

Система отопления также проектировалась с учетом обеспечения повышенной энергоэффективности. В частности, отопление всего дома осуществляется посредством водяных теплых полов. Известно, что такой метод отопления позволяет существенно сократить расход энергии на отопление для достижения ощущения теплового комфорта. Но система водяных теплых полов позволяет также гибко регулировать всю систему отопления дома – не используемые помещения (или целый этаж) могут иметь меньшую температуру, чем те помещения, где находятся люди. Естественно, это прямо влияет на снижение энергопотребления дома.

В качестве источника тепла в доме применен котел с закрытой топкой конденсационного типа. Наличие закрытой топки исключает необходимость поступления в помещение, где расположен котел (а это кухня), уличного воздуха, что автоматически обеспечивает в холодную пору года энергосберегающий эффект. А применение котла конденсационного типа позволяет полнее использовать теплоту уходящих газов и ориентироваться не на низшую, а на высшую располагаемую теплоту сгорания газа (известно, что это позволяет для получения того же количества тепла расходовать меньше топлива). И, конечно, котел работает по заданной программе, которая предусматривает ночные снижения.

Особо хочется отметить инновационное энергосберегающее решение, позволяющее обеспечивать кондиционирование воздуха в летнее время, не используя никакой из привычных кондиционеров. Достигается это благодаря тому, что на небольшой глубине под землей (порядка 18-19метров) находятся грунтовые воды, имеющие достаточно низкую температуру и которые с помощью погружного насоса удается без значительных затрат энергии поднимать из скважины на поверхность. Поэтому на каждом этаже дома был расположен доводчик воздуха, описанный в части, относящейся к административно-производственному зданию. Патрубки каждого доводчика открываются в основное помещение этажа, а сам доводчик, чтобы не нарушать интерьер комнаты, расположен не открыто на стене обслуживаемого помещения, а в расположенном за стеной санузле, причем скрыто в стенной нише (см. фото 13 и 14).

Такое расположение доводчика имеет еще и то преимущество, что легко решается проблема удаления конденсата, который образуется во всех кондиционерах - вестовая трубочка из доводчика выведена в нижерасположенный сантехнический прибор. Расход воды для удовлетворительного охлаждения воздуха, учитывая уже упоминавшиеся выше существенные различия водяных эквивалентов воздуха и воды, оказывается не велик и может быть использован для полива зеленых насаждений и хознужд.

Хочется отметить еще одну особенность инженерных систем этого дома. Правда эта особенность имеет отношение к более широкому, чем энергосбережение, понятию - к ресурсосбережению. В этом доме проложены две параллельные водопроводные системы – одна запитана из городского водопровода, а вторая – из скважины. Из системы, запитанной водой из скважины, обеспечивается в штатном режиме смыв унитазов. На первый взгляд может показаться это мероприятие не существенным, но только не для Севастополя, где и в прежние годы в летнее время были проблемы с водой, а в нынешнюю пору сложных отношений с Украиной, перекрывшей поступление днепровской воды, водосбережение приобретает особую остроту. Надо отметить, что эти две системы имеют перемычку (пока постоянно закрытую), которая позволит в случае необходимости запитать все точки водоразбора в доме водой из скважины.

Источник: http://portal-energo.ru/


Энергоэффективный квартал. Архитектура + современные технологии

Район Viikki, расположенный в пригороде Хельсинки (Финляндия), представляет собой экологическое поселение, созданное под руководством Технологического университета Хельсинки специально для научных и экспериментальных целей. Демонстрационный энергоэффективный район стал одним из девяти европейских экспериментальных проектов программы Европейского сообщества Thermie, решающей задачи зеленого строительства. Здесь в реальных условиях исследуются различные инновационные технологии, а также их взаимосвязь с экологическими и социальными аспектами. Марианна Бродач
Энергоэффективный квартал. Общая информация. На территории экологического района Viikki, которому уже около 10 лет, располагаются здания университета, научно-исследовательские центры, жилые дома на 13 000 человек, городская библиотека, Парк науки, зеленые зоны, здания общественного назначения и коммерческие предприятия. В районе работает более 6 тысяч человек. Жилая часть Lotakortano – это большая территория, общей площадью 1132 гектара, расположенная к востоку и северо-востоку от Парка науки. Жилая и торговая зона 292 гектара, остальное – 840 га, зоны отдыха и водные зоны. На этой части, помимо разнообразных жилых зданий, располагаются объекты общественного назначения, такие как школы, больницы, магазины, клубы, сауны и прачечные. Общая площадь зданий немногим более 1 миллиона кв. метров. Концепция В основе концепции строительства демонстрационного жилого района Viikki лежит не только идея выявить возможности энергосберегающих технологий, но и идея более высокого уровня: свойства окружающей нас среды оказывают непосредственное влияние на качество нашей жизни как дома, так и на рабочем месте или в общественных местах, составляющих основу современных городов. Это выделение социальных аспектов является признанием того факта, что градостроительство и архитектура развиваются и должны развиваться на основе как духовных, так и материальных потребностей людей. Были повышены общие требования безопасности зданий для здоровья людей, а также требования по степени озеленения. Метод оценки включал в себя обязательные и добровольные показатели проекта. В обязательные показатели проекта вошли оценка влияния проекта на окружающую среду и затраты энергии. Было определено главное требование так называемой реализуемости проекта: стоимость строительства не должна увеличиться больше чем на 5 %. Каждый фактор соответствует определенному количеству баллов по степени весомости. Например, загрязнение окружающей среды оценивается в 10 баллов и включено в число обязательных; использование природных ресурсов – в 8 баллов. Контрольные данные показывают уровень существующих норм, требуемый минимум выявляет необходимость и обязательность улучшения существующих норм. Достижение более высокого уровня по сравнению с требуемым минимумом оценивается одним или двумя баллами. Таким образом, максимальное количество баллов, которое может набрать проект, равно 30. При проектировании района учитывались местные климатические особенности, способствующие повышению комфортности в застройке и снижению энергетической нагрузки на тепло- и энергоснабжение зданий. Ориентация фасадов зданий выбиралась так, чтобы максимально использовать энергию солнечной радиации и естественное освещение. Размещение галерей для прохода на южной стороне здания улучшало защиту от ветра. Планом предусматривалось размещение двухэтажных квартир одна над другой, со входом с первого этажа и с галереей для прохода. Галерея для прохода, соединяющаяся с лестничным пролетом, ведет к дому с квартирами меньшего размера, которые также содержат общие сауны и технические помещения. Меньшие квартиры также размещаются друг на друге в конце двухэтажного, снабженного террасой дома. Изучалось также влияние формы и расположения зданий на ветровые потоки. Ограждающие конструкции В соответствии с повышенными требованиями к теплозащите ограждающие конструкции выполнены из энергосберегающих материалов с эффективной теплоизоляцией: • наружные стены сделаны из деревянных элементов, изготовленных в заводских условиях; • слоистая фасадная облицовка выполнена с использованием бумаги, сделанной из бумажных отходов; • конструкция пола представляет собой комбинацию системы напольного отопления с сохраняющим теплоту бетонным основанием. Энергоснабжение Система тепло- и электроснабжения жилых зданий, помимо подключения к городским сетям централизованного тепло- и электроснабжения, включает в себя крупнейшую в Финляндии установку по использованию солнечной энергии. Альтернативные источники энергии Система солнечного теплоснабжения состоит из восьми установленных на зданиях солнечных коллекторов общей площадью 1 248 м2. Эти солнечные нагревательные системы обеспечивают централизованное теплоснабжение и в некоторых случаях производят также обогрев помещений при помощи систем подогрева пола. Применяются солнечные комбинированные системы, системы пассивного использования солнечной радиации, параллельная работа систем солнечного обогрева и систем централизованного теплоснабжения, в солнечных коллекторах используются модули большой площади (площадь блока коллектора – 10 м2). Солнечная система горячего водоснабжения и напольного отопления скомбинирована с центральным теплоснабжением Хельсинки. Площадь солнечных коллекторов составляет 157 м2. Эта система обслуживает группу зданий, состоящую из основного четырехэтажного дома с солнечными коллекторами и двух рядом стоящих зданий с террасами (44 квартиры, в которых проживает около 150 жильцов). С помощью данной системы удается покрыть приблизительно 62 % потребляемой энергии, необходимой д ля горячего водоснабжения. Кроме того, она участвует в работе системы напольного отопления, необходимого даже в некоторые холодные летние ночи. Из первого бака подается в основном вода для горячего водоснабжения, в то время как напольное отопление осуществляется из второго бака. Солнечные коллекторы встроены в конструкцию крыши жилого дома. Эти коллекторы установлены под углом 47–60°. Такие углы оптимальны, поскольку они соответствуют наклону Солнца осенью, зимой и весной, когда имеется наибольшая потребность в энергии. На одном из многоквартирных зданий района Viikki под названием Salvia установлены фотоэлектрические панели общей площадью 288 м2 (24 кВт•пик). Они вырабатывают электроэнергию для каждой квартиры. Жилая площадь здания – 1 500 м2, количество этажей – 6. Фотоэлектрические элементы смонтированы на месте ограждения балконов с южной и западной сторон и объединены в единую сеть. Мониторинг их работы осуществляется через Интернет. Системы вентиляции и отопления Жилые здания оборудованы центральными и поквартирными системами механической вентиляции и системами естественной вентиляции. В центральной механической системе вентиляции теплообменник располагается на чердаке здания, в поквартирной – устанавливается в каждой квартире. Часть зданий оборудована системой естественной вентиляции. Приток воздуха осуществляется через специальные приточные устройства в стене, расположенные за отопительными приборами, или через окна со специальным устройством для забора наружного воздуха. Наружный воздух протекает между оконными стеклами и таким образом подогревается. Удаление воздуха осуществляется через вытяжной канал, оборудованный на конце дефлектором особой конструкции. ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ • Использование теплоты обратной воды системы теплоснабжения для напольного отопления. • Утилизация теплоты удаляемого воздуха. • Индивидуальная механическая вентиляция с утилизацией теплоты раздельно для каждой квартиры. • Повышение эффективности систем естественной вентиляции за счет специальной конструкции дефлекторов. • Вентиляция помещений предварительно подогретым наружным воздухом, поступающим через окна специальной конструкции или забираемым из остекленных лоджий. • Использование низкотемпературных отопительных систем. • Использование солнечных коллекторов, подключенных к магистралям горячей воды. Индивидуальный контроль температуры в каждом помещении Водоснабжение и водоотведение Жилые здания и отдельные площадки подключены к городской системе водоснабжения и канализационной сети. Квартиры оборудованы устройствами экономии воды и раздельными водосчетчиками. Дождевая вода с крыш фильтруется и направляется в резервуары для полива. В малом масштабе применяется разделение и использование сточных вод. Согласно требованиям охраны здоровья, перед повторным использованием сточные воды очищаются. Между домами прокладывается сеть биологических каналов, включающая фильтрационные пруды для сточных вод и резервуары для полива. Удаление и повторное использование отходов В экологической жилой зоне отходы рассматриваются как вид ресурса, поэтому удаление отходов там заменено на технологию повторного их использования. Повторное использование биологических отходов производится в самой жилой зоне благодаря наличию больших участков, предназначенных для применения компостного гумуса. Имеются примыкающий к общей площади центр повторного использования отходов всего района площадью 70 м2; крытый сборный пункт площадью 25 м2 с открытой площадкой площадью 10 м2. Не допускается образование дополнительных отходов, поощряется повторное использование отходов на месте. Отходы сортируются на месте и собираются таким образом, чтобы причинить минимум вреда окружающей среде. Информационный центр Korona в Viikki Информационный центр Korona является еще одним интересным примером энергоэффективного и экологического строительства. Центральную часть здания образуют Научная библиотека Хельсинского университета и филиал библиотеки Хельсинки. В этом здании располагаются также администрация факультетов и городка, другие вспомогательные университетские службы, а также наиболее важные помещения для преподавания и проведения лекций. Информационный центр назван Korona из-за двойной внешней стены, окружающей круглое здание. Фасад здания оживляется контрастом между внешней стеклянной стеной и неотделанной стеной на заднем плане. Закругленная поверхность стены и меняющееся освещение зимних садов придают информационному центру бóльшую выразительность. Фасад днем и ночью мерцает, как драгоценная корона. Закругленная стеклянная стена, окружающая информационный центр, имеет определенное экологическое и техническое предназначение. Она служит зданию в качестве своеобразного пальто, сокращающего потери тепловой энергии зимой и уменьшающего потребность в охлаждении летом. Информационный центр, как средневековый город, комфортно расположился внутри окружающей его стены. Внутренние пространства здания формируются освещаемыми сверху высокими «улицами», разделяющими помещения библиотечных собраний. «Улицы» раскрываются горизонтальными и вертикальными видами, проходящими сквозь здание. Они ведут от центрального входного вестибюля к трем зимним садам – египетскому, римскому и японскому бамбуковому садам. В эти открытые сады, представляющие древние культурные регионы, приходят почитать или просто отдохнуть многочисленные посетители центра. Зимние сады, а также пространство между стеклянной стеной и стоящей за ним неотделанной стеной служит для забора свежего воздуха системой кондиционирования, причем в разные сезоны забор осуществляется из разных секторов этого пространства. Источник: http://portal-energo.ru/