Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


Экономия тепла за счет повышения тепловой защиты зданий

В подавляющем большинстве случаев через окна, в частности, в неугловых комнатах промежуточных этажей, теряется более 50% тепла отапливаемых помещений. Обеспечивая поступление в помещения естественного света, окна одновременно ухудшают их микроклимат.

В зимний период это происходит вследствие проникновения через неплотности (особенно при спаренных переплетах) холодного наружного воздуха, а также из-за увеличенной отрицательной радиации, создаваемой холодной внутренней поверхностью остекления. В результате микроклимат в близлежащем к окну пространстве, особенно если оно не защищено в должной степени отопительными приборами, оказывается резко дискомфортным. Указанные недостатки особенно сильно проявляются в холодном климате.

В летний период через окна, выходящие на солнечную сторону, в помещение поступает тепло от солнечной радиации. При этом в жаркую погоду происходит нежелательный перегрев помещений.

К тому же через окна в помещения проникает уличный шум, вследствие чего состояние акустической среды в них ухудшается, особенно, когда окна выходят на шумные улицы.

К этому следует добавить, что единовременные затраты на 1 м2 наиболее распространенного у нас двойного остекления, как правило, оказываются выше, чем на 1 м2 глади стены.

Из сказанного следует убедительный вывод о целесообразности проектирования зданий с минимальными (допускаемыми существующими нормами) размерами окон. Врачи-гигиенисты считают, что если в стремлении достичь требуемого коэффициента естественного освещения приходится принимать окна, создающие дискомфортный микроклимат, то лучше допустить уменьшение этого коэффициента, тем более, что современные средства искусственного освещения обладают большими возможностями для обеспечения его нужного качества и надежности.

Существует точка зрения некоторых специалистов (например, в ФРГ), по которой устройство окон во многих помещениях следует определять необходимостью устранения чувства «бункерностн» (сохранения контакта с природой) находящихся в ннх людей. Освещение же помещений полностью переносится на искусственные источники света.


Существенное уменьшение (на 35—45%) теплопотерь через окна и улучшение микроклимата в отапливаемых помещениях может дать применение тройного остекления вместо двойного. Поэтому оно заслуживает самого широкого распространеиня, особенно в районах с холодным климатом и дорогостоящим топливом. При одинаковой стоимости тепла целесообразность применения тройного остекления в зависимости от климата пропорциональна числу отопительных градусо-часов. Оно для климатических условий нашей страны оказывается весьма разнообразным и характеризуется применительно к некоторым городам данными, приведенными в табл. V.4.

Тройное остекление целесообразно распространять на существующие здания, особенно те, которые, несмотря на имевшиеся выступления в печати [20], были выстроены с избыточным остеклением. Сопротивление теплопередаче воздушной прослойки в окнах даже при ее толщине всего 20 мм только на 10% ниже ее максимальной величины (при толщине 50—100 мм), поэтому тройное остекление может быть сделано дополнительно на существующих рамах.

Одно из конструктивных решений этого устройства разработано Академией коммунального хозяйства для окон со спаренным переплетом (рис. V.2), а также для окон с раздельными переплетами. Крепление третьего стекла в этой конструкции осуществляется с помощью дополнительной створки, выполняемой из деревянных брусков, и двух приборов-фиксаторов. Герметизация щели между рамой и дополнительной створкой достигается с помощью эластичной (например, пенополиуретановой) прокладки, наклеиваемой на бруски дополнительной створки и прижимаемой винтовыми стяжками.


В тех случаях, когда можно не мыть внутренние поверхности стекла, образующие дополнительную воздушную прослойку, третье стекло можно устанавливать на существующей раме на винтах с помощью деревянных реек и замазки, как это показано на рис. V.3. При наличии реек, которые могут быть составными и сделанными, в частности, из фанеры, устройство тройного остекления не представляет трудностей: в углубление (четверть) рейки накладывается и уплотняется замазка, при привинчивании которой создается герметичность.

Еще более просто теплопотери через окно можно уменьшить с помощью прозрачной пластмассовой пленки, наклеиваемой с внутренней стороны на поверхность брусков рамы с образованием между внутренним имеющимся стеклом и пленкой воздушной прослойки. Эту пленку можно наклеивать, используя липкую (изоляционную ленту), При этом наклейку прозрачной пленки можно производить выборочно — на часть створок переплета.

Наклейка прозрачных пленок может производиться только осенью на период отопительного сезона и выполняться вместе с герметизацией окон, которую для уменьшения теплопотерь через них обязательно надо делать.


При этом, если липкой лентой обклеивать весь периметр прозрачной пленки, то можно одновременно одной лентой заклеивать и щель между рамой и колодой окна.

При герметизации щелей в окнах и балконных дверях существенно уменьшаются теплопотери через них и улучшается микроклимат отапливаемых помещений, особенно при низких наружных температурах и сильных ветрах, так как в этих условиях в помещения инфильтруется боле холодный воздух в большем количестве.

В некоторых случаях перед герметизацией оказывается необходимым проведение ремонта оконных рам и переплетов, а иногда и колод, так как в процессе длительной эксплуатации зданий они перекашиваются, перестают плотно закрываться, а иногда и подгнивают, поэтому хорошо выполнить герметизацию в таких условиях не удается.

К сожалению, современная практика эксплуатации зданий показывает, что ремонт и герметизация окон и балконных дверей во многих случаях производятся плохо и это является причиной больших дополнительных потерь тепла. Для правильного выполнения этой работы имеется специальная литература [39].

Уменьшить теплопотери через окна можно также путем применения теплозащитных (селективных) стекол вместо обычных. Их отлнчие от обычных состоит в покрытии поверхности пленкой из двуокиси олова. При этом в помещение пропускается весь солнечный спектр, но отражается длинноволновое тепловое излучение от внутренних поверхностей ограждающих помещение конструкций. По данным натурных исследований, проведенных ЦНИИЭП жилища [33], при остеклении спаренных переплетов селективными стеклами теплопередача через них уменьшается на 35%. По сопротивлению теплопередаче двойной раздельный переплет с одним селективным стеклом эквивалентен окну с тройным обычным остеклением. При применении селективного стекла достигается не только экономический, но и гигиенический эффект, так как температура на внутренней поверхности селективного стекла повышается на 4° С по сравнению с температурой обычного. Применение селективных стекол, которые пока не выпускаются в нужном количестве, оказывается экономически выгодным как в новом строительстве, так и в существующих зданиях.

Определенное уменьшение теплопотерь через окна и улучшение микроклимата в отапливаемых помещениях могут дать правильно повешенные занавеси. Важно, чтобы они по возможности плотнее, в основном сиизу и с боков, примыкали к поверхности пола и стен, образуя у поверхности стекла возможно менее вентилируемую воздушную прослойку. При этом занавеси будут не только уменьшать холодную радиацию от окна в помещение, но и снижать конвективное охлаждение, создаваемое окном. Вместе с тем заиавесн не должны закрывать отопительные приборы, так как это уменьшит их теплоотдачу.

Рациональное в теплотехническом отношении занавешивание окна представлено на рис. V.4. Образуемое закрытыми занавесями пространство около внутренней поверхности стекла, ограниченное с боков оконными откосами, будет создавать своеобразную воздушную прослойку. Частичное открытие занавесей будет увеличивать создаваемое окном охлаждение, поэтому, открывая и закрывая занавеси, можно в определенной степени регулировать микроклимат помещения, особенно вблизи окон.

В некоторых случаях с помощью занавесей можно увеличивать теплоотдачу отопительного прибора. С этой целью пространство между его низом и помещением должно быть отгорожено, а низ занавесей должен доходить отопительного прибора и находиться в пространстве между отопительным прибором и внутренней поверхностью стены (рис. V.5). При этом к прибору будет подходить охлажденный у окна воздух с более низкой температурой и отнимать от него большее количество тепла. По данным испытаний [21], подобная установка отопительного прибора с занавесями около окна с одинарным остеклением может дать увеличение теплоотдачи прибора до 30—40%.


Уменьшения теплопотерь через окна весьма просто можно достичь путем создания в отапливаемых помещениях избыточного давления (подпора), например с помощью квартирной системы воздушного отопления (см. стр. 63—66). При этом можно уменьшить или полностью устранить инфильтрацию холодного воздуха через неплотности в окнах, кроме того, теплый вытесняемый из помещения через закрытые окна воздух, поступая в пространство между стеклами, повышает в ием температуру, вследствие чего увеличивается температура внутренней поверхности остекления. При увеличении температуры внутренней поверхности остекления теплопотери через окна не уменьшаются, но улучшается микроклимат в отапливаемом помещении и снижается охлаждающее действие окна. Это происходит вследствие снижения теплосодержания вытесняемого через окна воздуха.

Для оптимального решения этого вопроса принимают экономически целесообразное сопротивление теплопередачеограждающей конструкции Я к, м2 (°С/Вт) с учетом климатических особенностей местности (числа отопительных градусо-часов) и стоимости топлива (тепла), которые также могут быть различными в зависимости от местных условий.

Экономически целесообразное сопротивление теплопередаче определяется расчетом в сопоставлении различных конкурентоспособных варнаитов ограждений из условий обеспечения наименьших приведенных затрат [43]. При этом расчете следует иметь в виду происходящее повышение цеи на топливо, а также возможность применения в ограждениях новых высокоэффективных теплоизоляционных материалов. В связи с этими обстоятельствами в некоторых зарубежных странах стали производить утепление ограждающих конструкций в существующих зданиях.

В нашей стране такую необходимость следует определять выборочно — для тех конструкций, сопротивление теплопередаче которых оказывается существенно заниженным. К сожалению, такие случаи встречаются, в частности, из-за некачественности выполнения паиелей (применение материалов с большей теплопроводностью ит.п.). Утепление таких панелей производится обычно с внутренней стороны путем покрытия поверхности теплой штукатуркой, установки или приклеивания утепляющих щитов, материалов и т. п. При этом важно, чтобы в место соприкосновения существующей конструкции с утеплением во избежание появления сырости не мог проникать внутренний воздух.

Такое выборочное утепление ограждающих конструкций в существующих зданиях может дать гораздо большую экономию тепла, так как отопление зданий очень часто ведут по наиболее холодному помещению (где поставлена некачественная панель), перегревая остальные.

Отопительные приборы в помещениях, как правило, устанавливают у наружных стен. При этом за приборами и на 10—20 см выше их на внутренней поверхности наружной стены устанавливаются повышенные температуры. По данным натурных испытаний, через эти участки наружных стен, особенно когда отопительные приборы установлены в нишах, происходит повышение теплопередачи до 5% общих теплопотерь помещения [12].

С целью уменьшения этих дополнительных теплопотерь весьма целесообразно оклеивать поверхность стены за отопительным прибором эффективным теплоизоляционным материалом. В существующих зданиях такую оклейку сделать трудно, поэтому можно рекомендовать крепление к стене эффективного теплоизоляционного, наклеенного на ткань материала сверху и снизу отопительного прибора (рис. V. 6). При этом желательно, чтобы обращенная к отопительному прибору поверхность, покрывающая теплоизоляционный материал, была гладкой, обладала отражательной способностью (для уменьшения восприятия лучеиспускания от отопительного прибора) и позволяла производить мокрую протирку. Трехсантиметровый слой пенополиуретана, наклеенного на линолеум, покрашенный краской серебряного цвета, может уменьшить дополнительные теплопотери от установки отопительного прибора у наружной стены до 50%.

В общих теплопотерях малоэтажных, особенно одноэтажных, зданий теплопотери через чердачные перекрытия составляют значительную долю. Вместе с тем повышения сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия в существующих зданиях можно достичь путем дополнительного утепления его легким эффективным теплоизоляционным материалом (возможно с частичным удалением слежавшейся недостаточно эффективной засыпки).


В многоэтажных зданиях доля теплопотерь через перекрытия верхнего этажа меньше, поэтому при осуществлении данного мероприятия теплопотери здания в целом снизятся незначительно. Вместе с тем в данном случае возможно и целесообразно полное устранение теплопотерь через перекрытия верхнего этажа путем устройства теплого чердака (предложение МНИИТЭП). Последний представляет собой неотапливаемый технический этаж над верхним жилым этажом, в который выводится вытяжной вентиляционный воздух от всех расположенных ниже квартир. Этот воздух отводится из теплого чердака общей на секцию вытяжной вентиляционной шахтой. При этом в теллом чердаке за счет тепла, вносимого вентиляционным воздухом, устанавливаются температуры, при которых теплопотерями через перекрытие верхнего этажа можно пренебречь. Для достижения такого теплового режима, например в 9-этажном здании, сопротивление теплопередачи кровли и ад теплым чердаком, по данным ЦНИИЭП жилиша, должно быть на 25—30% меньше, чем чердачного перекрытия При обычном чердаке [38]. К тому же при таком конструктивном решении исключается необходимость вывода через кровлю многочисленных локальных вытяжных вентиляционных каналов и существенно сокращается периметр заделок кровельного ковра в местах примыкания его к вертикальным поверхностям, т. е. уменьшается число потенциальных мест протечек через кровлю.

Проведенное опытное строительство и эксплуатация многоэтажных зданий с теплым чердаком позволяют рекомендовать его применение с учетом местных условий не только в новом строительстве, ио и в капитально ремонтируемых существующих зданиях.

Ливчак И.Ф./ Квартирное отопление.: Стройиздат, 1976г.

Экспертиза

на главную