Исследование теплотехнической однородности зданий с однослойными ограждающими конструкциями в условиях эксплуатации на Среднем Урале

В систему нормативных документов зданий со сниженным потреблением энергии входят:
-  СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий";
-  Свод правил СП 23-101 "Проектирование тепловой защиты зданий";
-  ГОСТ 30494 "Параметры микроклимата в жилых и общественных зданиях";
-  четыре ГОСТа по обеспечению энергоаудита зданий (ГОСТ 31166 , ГОСТ 31167, ГОСТ 31168 , ГОСТ 26254 ) и ГОСТ 26229 по тепловизионному контролю качества теплоизоляции;
-  разделы "Энергосбережение" в двух новых СНиП по жилым зданиям (31-01 и 31-02);

Все вышеуказанные документы официально утверждены соответствующими органами власти, введены в действие и имеют силу обязательных к исполнению

. Согласно новому закону РФ "О Техническом Регулировании" все ГОСТы и СНиПы, утвержденные до введения этого закона, будут действовать как обязательные к исполнению в течение 7 лет, после чего станут рекомендательными. СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника" признан не действующим с 1 октября 2003 г. ТСН в настоящее время является не действительным. По этим нормам, действующим с 2000 г., спроектированы новые здания, которые были построены и введены в эксплуатацию в 2001 - 2002 гг.

В СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»; изложены только основные нормы к зданию или сооружению. Методы проектирования, в том числе и альтернативные, вынесены в Свод правил (СП) "Проектирование тепловой защиты зданий и могут быть использованы проектировщиком в зависимости от творческого потенциала, квалификации, технических возможностей.

Основные принципы построения СНиП 23-02-2003  "Тепловая защита зданий".

СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" определяет нормируемые показатели энергоэффективности зданий, отвечающих мировому уровню, и методы их контроля. В нем:

-  установлены численные значения нормируемых показателей энергоэффективности зданий;

-  дана классификация новых и эксплуатируемых зданий по энергетической эффективности;

-  открыта возможность строить здания с более высокими показателями энергоэффективности, чем нормируемые;

-  создана возможность выявлять эксплуатируемые здания, которые необходимо срочно реконструировать с точки зрения энергоэффективности;

- разработаны правила проектирования тепловой защиты зданий при использовании как поэлементного нормирования, так и показателей энергоэффективности;

-  даны методы контроля соответствия нормируемым показателям тепловой защиты и энергетической эффективности как при проектировании и строительстве, так и при эксплуатации зданий (энергетические паспорта);

- не допускается проектирование зданий с расходами энергоресурсов, превышающими установленные нормируемые показатели.

СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" - новый документ как по своей структуре и области применения, так и по устанавливаемым им критериям теплозащиты и теплового контроля, методам контроля, характеру и уровню энергоаудита, согласованности с европейскими стандартами. При этом новый документ сохраняет преемственность с отмененным СНиП 2-3-79* "Строительная теплотехника"1996 г. и обеспечивает тот же уровень энергосбережения, однако представляет более широкие возможности в выборе технических решений и способов соблюдения нормируемых параметров. СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий"  распространяется на тепловую защиту как вновь строящихся и реконструируемых жилых, общественных, производственных, сельскохозяйственных и складских зданий и сооружений, так и эксплуатируемых зданий, в которых необходимо поддерживать определенную температуру и влажность внутреннего воздуха. При этом установленные критерии могут быть использованы для оценки энергетической эффективности существующих зданий с целью определения необходимости улучшения их энергетической эффективности. Новые нормы, в отличие от прежних, относятся как к проектируемым и реконструируемым, так и к эксплуатируемым зданиям .СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" потребовал осуществлять контроль качества теплоизоляции каждого здания при приемке его в эксплуатацию методом термографического обследования согласно ГОСТ 26629-85 "Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций. Такой контроль поможет выявить скрытые дефекты и возможность их устранения до ухода строителей со строительного объекта. Также необходим выборочный контроль воздухопроницаемости помещений зданий согласно ГОСТ 31167-03 "Здания и сооружения. Метод определения воздухопроницаемости помещений и зданий в натурных условиях". Контроль параметров при эксплуатации зданий осуществляют с помощью энергетического аудита по ГОСТ 31168-03 «Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление». Энергетический аудит здания определяется как последовательность действий, направленных на определение энергетической эффективности здания и оценку мероприятий по повышению энергетической эффективности и энергосбережения. Результаты энергетического аудита являются основой классификации и сертификации зданий по энергоэффективности. Энергетический аудит может также выполняться с целью более подробного описания некоторых теплотехнических и энергетических характеристик здания.

С целью подтверждения соответствия показателя нормализованного удельного расхода тепловой энергии на отопление за отопительный период эксплуатируемого здания нормируемым значениям и требованиям контроля этого показателя согласно новому СНиП были разработаны три новых ГОСТа, утвержденных Госстроем РФ в 2003г.:
  ГОСТ 31166 "Конструкции ограждающие термически неоднородные зданий и сооружений. Метод калориметрического определения коэффициента теплопередачи";

  ГОСТ 31167 "Здания и сооружения. Метод определения воздухопроницаемости помещений и зданий в натурных условиях";

  ГОСТ 31168 "Здания жилые. Метод определения потребления тепловой энергии на отопление здания". Последние два стандарта определяют базовые методы контроля параметров, входящих в энергетический паспорт эксплуатируемых зданий, и используются при энергоаудите.

В СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» предложено определять уровень тепловой защиты: по нормируемым значениям сопротивления теплопередаче для отдельных ограждающих конструкций показатели («а») либо по нормируемому удельному расходу тепловой энергии на отопление здания в целом(показатели «в»), использование которого позволяет предлагать конструктивы, сбалансированные с точки зрения стоимости и энергоэффективности. При использовании любого из подходов должны обеспечиться санитарно-гигиенические условия соблюдаться нормируемая величина температурного перепада между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающей конструкции и температура на внутренней поверхности ограждающей конструкции выше температуры точки росы для условий микроклимата помещения(показатели «б»).Иначе говоря, все виды ограждающих конструкций должны обеспечивать комфортные условия пребывания человека и предотвращать поверхности внутри помещения от увлажнения, намокания и появления плесени. Требования тепловой защиты здания будут выполнены, если в жилищных и общественных зданиях будут соблюдены требования показателей «а» и «б» либо «б» и  «в». В зданиях производственного назначения необходимо соблюдать требования показателей «а» и «б».

Проектирование по показателям «в» дает следующие преимущества:

-отпадает необходимость для отдельных элементов ограждающих конструкций достижения нормируемых значений сопротивления теплопередаче;

-обеспечивается энергосберегающий эффект за счет комплексного проектирования теплозащиты здания и учета эффективности систем теплоснабжения;

Предоставляется большая свобода выбора проектных решений. Проектирование ограждения по потребительскому подходу позволяет не только существенно оптимизировать тепло затраты при эксплуатации здания и на этапе возведения здания уменьшить прямые затраты застройщика. Такой результат достигается за счет заложенной в нормативной документации возможности снижения минимального значения коэффициента термического сопротивления ограждающей конструкции/на 37%, и как следствие уменьшение толщины конструкции, снижение нагрузки на несущие элементы перекрытий здания и фундаменты. Снижение величины коэффициента термического сопротивления ограждающей конструкции возможно при  условии соответствия проектируемого здания классу «нормальный» или более высокому по энергосбережению.

1.3.Согласование норм с европейскими стандартами.

СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" отвечает международному уровню стандартизации зданий, в частности, он согласуется с требованиями Директивы (Закона) ЕС № 93/76 SAVE и решения ЕС №647 о принятии долгосрочной программы содействия энергетической эффективности зданий SAVE с 1998 по 2002 г., с новым постановлением ФРГ EnEV 2002 и с новой Директивой ЕС по энергетическим показателям зданий. Некоторые нормы вводились в России даже раньше, чем на Западе. Например, московские нормы МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению» были утверждены в 1999г., а новые нормы Германии были введены только в 2002г.

Представляет интерес сопоставление нормативных показателей Германии и России по конечному удельному расходу энергии на отопление. Значение этого показателя в нормах Германии находится в пределах от 40 до 96 кВт-ч/(м2год) при базовой системе теплоснабжения. Величины конечного удельного расхода энергии на отопление, установленные в новом СНиП и пересчитанные на климатические условия Германии, находятся в пределах от 55 до 105 кВт-ч/(м2год). Очевидно, что немецкие нормы ниже новых российских норм на 20-27 % для многоквартирных жилых зданий и на 9-10 % для одноквартирных домов.

1.4.Преимущества внедрения новых норм для РФ.

Внедрение новых норм дает следующие преимущества региону:
- новый принцип нормирования облетает проблему перехода на повышенный уровень теплозащиты зданий при обеспечении намеченного федеральными нормами энергосберегающего эффекта;

- создаются условия для внедрения новых энергоэффективных технологий и строительных материалов, а также эффективного отопительно-вентиляционного и теплоснабжающего оборудования и систем его управления;

- создается возможность при проектировании достичь заданного энергосберегающего эффекта за счет различных комбинаций как отдельных элементов теплозащиты, так и систем обеспечения микроклимата внутри помещений и выбора систем теплоснабжения, т.е. за счет повышения качества проектирования;

- стимулирует архитекторов к использованию энергоэффективных компоновок зданий, например, зданий с уширенным корпусом;

- дает возможность принятия альтернативных технических решений при реконструкции или капитальном ремонте зданий для достижения требуемого энергопотребления.

. С утверждением Госстроем РФ нового СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и одобрением нового свода правил СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» к этому СНиП завершена 10-летняя работа по созданию нового поколения системы нормативных документов зданий со сниженным потреблением энергии. Строительный комплекс России полностью перестроился и перешел на соблюдение новых федеральных норм, а группа стандартов и энергетические паспорта зданий обеспечили энергоаудит возведенных и эксплуатируемых зданий. Произошли коренные преобразования рынка на производство, продажу и использование энергоэффективных строительных материалов и изделий и использование новых энергоэффективных технологий. Такой перелом произошел благодаря работе большого коллектива на всех уровнях и, в первую очередь, активной позиции ряда организаций (НИИСФ РААСН, ОАО ЦНИИЭП жилища, НП "АВОК", ЦЭНЭФ, Мосэкспертизы, Общества по защите природных ресурсов, региональных органов управления строительным комплексом и проектных организаций) и поддержки Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя РФ.

Благодаря новым нормам, энергопотребление на отопление вновь построенных и реконструированных, за последние 8 лет, зданий снизилось на 35-45 % в зависимости от типов зданий. По данным Госстроя РФ, уже 6% (170 млн. м2) всего фонда жилых зданий России соответствуют требованиям новых норм. Произошел переход от повсеместного распространения однослойного и трехслойного панельного домостроения к монолитно-каркасному с наружной теплоизоляцией, с невентилируемыми и вентилируемыми фасадами и с применением легких теплоизоляционных материалов

1.5.Малоэтажное строительство на Урале.

В развитии малоэтажного домостроения сегодня заинтересованы все органы власти. В соответствии с поручением Президента РФ Дмитрия Медведева Правительством страны поставлена задача к 2015–2020 годам обеспечить долю малоэтажного строительства на уровне 65–70% от общего объема возводимого жилья. Эти масштабные планы, направленные на увеличение темпов жилищного строительства, потребуют от строительного комплекса регионов и городов определенной перестройки, формирования нового взгляда на малоэтажку. В Екатеринбурге в настоящее время реализуется немало проектов малоэтажной застройки, всего порядка 27 коттеджных поселков. Но, если заглянуть в ближайшее будущее, определенное Стратегическим планом развития Екатеринбурга и параметрами Генерального плана развития города, станет понятно, что эта цифра должна вырасти: в стратегию развития мегаполиса заложено изменение структуры вводимого жилья. К 2015 году из всего объема вводимого жилья порядка 40% должно приходиться на долю малоэтажного строительства. Очевидно, что уже 2011 год продемонстрирует нам эту тенденцию. В 2011 году Екатеринбург ввел в эксплуатацию 1 миллион 26 тысяч квадратных метров жилья, из них только 12% составили малоэтажные дома. В этом году они сдадут в эксплуатацию не менее миллиона квадратных метров жилья, при этом уже 30% в составе всего введенного в эксплуатацию объема жилья будет составлять малоэтажная застройка. Как известно, приоритет строительства малоэтажного жилья экономического класса установлен в национальном проекте «Доступное и комфортное жилье — гражданам России» и в федеральной целевой программе «Жилище» на 2011–2015 годы. На решение задачи отработанными механизмами массового строительства малоэтажного жилья и комплексного освоения территории стал проект «Светлореченский».
Поселок представляет собой 15 таунхаусов и трехэтажных домов общей площадью 18,5 тыс. кв. метров, расположенных на участке 6,6 га. Стоимость квадратного метра - 30 тыс. рублей, на строительство ушло меньше года. Применены технологии быстрого возведения жилья, за характеристиками домов планируется следить в процессе эксплуатации. В итоге будут выбраны лучшие технологии, которые используют в следующих проектах. В данной дипломной работе был произведен теплотехнический расчет ограждающих констукций одного из домов.