Введение

В соответствии с Федеральным Законом №261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности» в строительные нормы внесены требования утепления зданий. В учебные планы и рабочие программы вводятся новые разделы и темы.

Поэтому в пособии рассмотрены следующие вопросы: пути распространения тепловых потерь через ограждающие конструкции зданий, тепловизионные методы контроля; классификация зданий по энергоэффективности; выбор наружной теплоизоляции фасадов и её расчет, а также противопожарные требования к облицовке стен.

В учебное пособие включены извлечения из нормативных документов по проектированию, строительству, реконструкции и капитальному ремонту зданий.

Цель пособия – оказать помощь в инструментальном обследовании тепловых потерь, проектировании вариантов теплозащиты (энергосбережении) фасадов зданий и экономической оценке мероприятия по защите от тепловых потерь.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Строительство» профиль «Городское строительство и хозяйство» и направлениям 20.03.01 «Техносферная безопасность», 21.03.03 «Геодезия и дистанционное зондирование».

Пособие может быть использовано для повышения квалификации инженеров-строителей по вопросам энергосбережения в зданиях.

Внедрение материалов пособия позволит проектировать здания с рациональным пользованием энергии путём выявления энергетического применения теплозащитных материалов на фасадах зданий.

Авторы выражают глубокую признательность и благодарность за содействие в подготовке учебного пособия директору ООО «Геостройприбор» А.Л. Заболотному и заведующему кафедрой «Безопасность жизнедеятельности» ВГАТУ, д.т.н., профессору В.Ф. Асминину.

Основные термины

Дефект – каждое отдельное несоответствие продукции требованиям проектной и/или нормативной документации, ухудшающее его свойства.

Тепловой неразрушающий контроль – неразрушающий контроль, основанный на регистрации температурных полей объекта контроля.

Теплопроводность – свойство материала конструкции переносить теплоту под действием разности (градиента) температур на ее поверхностях.

Удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период – количество тепловой энергии за отопительный период, необходимое для компенсации теплопотерь здания с учетом воздухообмена и дополнительных тепловыделений при нормируемых параметрах теплового и воздушного режимов помещений в нем, отнесенное к единице площади квартир или полезной площади помещений здания (или к их отапливаемому объему) и градусо-суткам отопительного периода.

Критический дефект ограждающей конструкции – теплотехнический дефект, который приводит к понижению температуры на внутренней поверхности НОК ниже точки росы при расчетных температурно-влажностных условиях.

Реперные зоны – зоны без температурных аномалий на поверхности объекта контроля, на которых проводят контактные измерения температуры и тепловых потоков и настраивают тепловизор.

Температурная аномалия – локальное отклонение температуры поверхности от нормы.

Температурное поле – совокупность мгновенных значений температуры во всех точках поверхности объекта контроля или его отдельного участка.

Тепловизор – прибор, предназначенный для преобразования теплового изображения объекта в видимое.

Термограмма – тепловое изображение объекта контроля или его отдельного участка.

Вентилируемый фасад (система вентилируемого фасада (СВФ)) – составная конструкция, включающая стальной каркас, утеплитель и облицовку фасадной стены здания с вентилируемым воздушным зазором между утеплителем и облицовкой.

Кронштейн – консольная опорная деталь для крепления направляющих профилей к стене, представляющая собой стальной гнутый уголок с ребром жесткости. Различают два типа кронштейнов: кронштейн опорный (непосредственно крепится к стене) и кронштейн подвижной.

Составной кронштейн – кронштейн опорный, соединенный с кронштейном подвижным.

Анкер – крепежное устройство, заделываемое в стене для закрепления кронштейнов.

Направляющий элемент – гнутый стальной профиль «шляпного», L-образного или Z-образного сечения, расположенный вертикально или горизонтально параллельно поверхности стены и закрепленный на кронштейнах.

Утеплитель – минераловатные плиты плотностью не менее 70 кг/м³, прикрепленные к стене дюбелем.

Облицовка – металлические профилированные листы (сайдинг фасадный, профнастил стеновой), кассеты, плиты из фиброцемента, керамогранита и других материалов.

Тепловой режим здания – совокупность всех факторов и процессов, формирующих тепловой внутренний микроклимат здания в процессе эксплуатации.

Класс энергетической эффективности – обозначение уровня энергетической эффективности здания, характеризуемого интервалом значений удельного расхода тепловой энергии на отопление здания за отопительный период.

Продолжительность отопительного периода – расчетный период времени работы системы отопления здания, представляющий собой среднее статистическое число суток в году, когда средняя суточная температура наружного воздуха устойчиво равна и ниже 8 или 10 ºС в зависимости от вида здания.

Конвективный теплообмен – перенос теплоты с поверхности (на поверхность),

ограждающей конструкции, омывающим ее воздухом или жидкостью.

Лучистый теплообмен – перенос теплоты с поверхности (на поверхность) конструкции за счет электромагнитного излучения.

Теплоотдача (тепловосприятие) – перенос теплоты с поверхности конструкции в окружающую среду, за счет конвективного и лучистого теплообмена.

Теплопередача – перенос теплоты через ограждающую конструкцию от взаимодействующей с ней среды с более высокой температурой, к среде с другой стороны конструкции с более низкой температурой.

Теплоусвоение поверхности конструкции – свойство поверхности ограждающей конструкции поглощать или отдавать теплоту.

Инфильтрация – перемещение воздуха через материал и неплотности ограждающих конструкций, вследствие ветрового и теплового напоров, формируемых разностью температур и перепадом давления воздуха снаружи и внутри помещений.

Тепловой поток – количество теплоты, проходящее через конструкцию или среду в единицу времени.

Относительная влажность воздуха – Отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре.

Удельная теплоемкость – отношение теплоемкости материала к его массе.

Коэффициент остекленности фасада здания – отношение площадей светопроемов к суммарной площади наружных ограждающих конструкций фасада здания, включая светопроемы.

Показатель компактности здания – отношение общей площади внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций здания к заключенному к заключенному в них отапливаемому объему.

Коэффициент теплопроводности материала – величина, численно равная плотности теплового потока, проходящего в изотермических условиях через слой материала толщиной в 1 м при разности температур на его поверхностях один градус Цельсия.

Коэффициент теплоусвоения материала – величина, отражающая способность материала воспринимать теплоту при колебании температуры на его поверхности.

Плотность материала – отношение массы (свойства материала, характеризующего его инерционность и способность создавать гравитационное поле) материала к его объему.

Плотность сухого материала – отношение массы сухого материала к занимаемому им объему.

Плотность влажного материала – отношение массы материала, включая массу влаги в его порах, к занимаемому этим материалом объему.

Удельный вес материала – отношение веса (силы, возникающей вследствие взаимодействия материала с гравитационным полем) материала к его объему.

Относительная массовая влажность материала – процентное отношение массы влаги к массе материала в сухом состоянии.

Сорбционная влажность материала – равновесная относительная влажность материала в воздушной среде с постоянной относительной влажностью и температурой.

Коэффициент паропроницаемости материала – величина, равная плотности стационарного потока водяного пара, проходящего в изотермических условиях через слой материала, толщиной в один метр, в единицу времени при разности парциального давления в один Паскаль.

Коэффициент поглощения теплоты солнечной радиации – отношение теплового потока, поглощенного поверхностью материала, к падающему на нее потоку солнечной радиации.

Коэффициент излучения поверхности – отношение величины теплового излучения, единицей поверхности конструкции, к величине теплового излучения, единицей поверхности абсолютно черного тела при одинаковой температуре.

Теплоустойчивость ограждающей конструкции – свойство ограждающей конструкции, определяемое отношением амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности и амплитуды теплового потока при его гармонических колебаниях.

Теплоустойчивость помещения – свойство результирующей температуры внутреннего воздуха и внутренних поверхностей ограждающих конструкций, сохранять относительное постоянство при колебаниях теплопотерь и теплопоступлений снаружи, и теплопоступлений внутри, обеспечиваемых системами поддержания микроклимата.

Воздухопроницаемость ограждающей конструкции – свойство ограждающей конструкции пропускать воздух под действием разности давлений на наружной и внутренней поверхностях, численно выраженное массовым потоком воздуха через единицу площади поверхности ограждающей конструкции в единицу времени, при постоянной разности давлений воздуха на ее поверхностях.

Воздухопроницаемость помещений – свойство ограждающих конструкций пропускать воздух под действием разности давлений на наружных и внутренних поверхностях, численно выраженное в объемном (м³) или массовом (кг) расходе воздуха в единицу времени.

Коэффициент воздухопроницаемости ограждающей конструкции – воздухопроницаемость ограждающей конструкции, приходящаяся на один Паскаль разности давлений на ее поверхностях.

Сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции – величина, обратная коэффициенту воздухопроницаемости ограждающей конструкции.

Паропроницаемость ограждающей конструкции – свойство материалов ограждающей конструкции пропускать влагу, под действием разности парциальных давлений водяного пара на ее наружной и внутренней поверхностях.

Сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции – величина, обратная потоку водяного пара, проходящего через единицу площади ограждающей конструкции в изотермических условий на единицу времени, при разности парциальных давлений внутреннего и наружного воздуха в один Паскаль.

Коэффициент теплообмена (тепловосприятия или теплоотдачи) – величина, численно равная поверхностной плотности теплового потока при перепаде температур между поверхностью и окружающей средой в один градус Цельсия соответственно, для внутренней и наружной поверхностей.

Сопротивление теплообмену (теплоотдачи или тепловосприятию) – величина, обратная коэффициенту теплообмена.

Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции (трансмиссионный) – величина, численно равная поверхностной плотности теплового потока, проходящего через ограждающую конструкцию при разности внутренней и наружной температур воздуха в один градус Цельсия.

Термическое сопротивление слоя ограждающей конструкции – величина, обратная поверхностной плотности теплового потока, проходящего через слой материала ограждающей конструкции при разности температур на его поверхностях в один градус Цельсия.

Термическое сопротивление ограждающей конструкции – величина, равная сумме термических сопротивлений всех слоев материалов ограждающей конструкции.

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции – величина, обратная коэффициенту теплопередачи ограждающей конструкции.

Приведенный коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции – средневзвешенный коэффициент теплопередачи теплотехнически неоднородной ограждающей конструкции.

Приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания - величина, численно равная среднему кондуктивному тепловому потоку, приходящемуся на единицу площади совокупности наружных ограждающих конструкций здания при разности внутренней и наружной температур воздуха в один градус Цельсия.

Условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции – условный коэффициент теплопередачи (воздух-воздух) за счет переноса теплоты воздухом, фильтрующим через оболочку здания.

Общий коэффициент теплопередачи здания – величина, равная сумме приведенного и условного коэффициентов теплопередачи здания.

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции – величина, обратная приведенному коэффициенту теплопередачи ограждающей конструкции.

Коэффициент теплоусвоения поверхности конструкций – отношение величины амплитуды гармонических колебаний плотности теплового потока, вызванного неравномерностью отдачи теплоты системой отопления, к величине амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности наружного ограждения.

Тепловая инерция ограждающей конструкции – величина, численно равная сумме произведений термических сопротивлений отдельных слоев ограждающей конструкции на коэффициенту теплоусвоения материала этих слоев.