Тепловая защита зданий и сооружений

Проектирование и строительство зданий, независимо от их назначения, производится в соответствии с техническими нормативами. В стандартизированном своде правил (СП) существуют специальные требования к реализации конструкционной части, облицовки, коммуникационному обеспечению и т. д.

Особое же место занимает направление защиты помещений от холода и переувлажнения. Естественная регуляция микроклимата достигается только в условиях правильно устроенных перекрытий, изоляционных барьеров и каналов воздуховода. Таким образом обеспечивается тепловая защита зданий, а также регуляция влажности без применения специального оборудования.

Нормативные документы

Разработкой документации с правилами, регулирующими нормы обеспечения условий для оптимального микроклимата, занимается уполномоченный технический комитет. На сегодняшний день свод правил действует не только в качестве проектной рекомендации, но и может использоваться применительно к строящимся и реконструируемым домам.

По назначению можно выделить производственные, культурные, социальные и жилые объекты, для которых требуется тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 также распространяется на складские и сельскохозяйственные строения, площадь которых составляет более 50 м². Применительно к таким объектам особенно важна регуляция температурно-влажностного режима.

В процессе проектирования специалисты должны руководствоваться правилами, ориентированными на обеспечение технической надежности конструкций. При этом требования к износостойкости и прочности не должны противоречить нормативным параметрам терморегуляции. Для этого применяются специальные стройматериалы с оптимальной пропускной способностью, гигроскопичностью и утепляющей структурой. В качестве конечной цели обеспечения тепловой защиты выделяется предотвращение рисков переувлажнения конструкций, энергоэффективность помещений и оптимальная регуляция температурно-воздушной среды.

Требования к тепловой оболочке

Основной защитный барьер определяется уровнем естественного сопротивления конструкций к теплопередаче. Ограждения и внутренние поверхности должны обеспечивать удельные характеристики в показателях, которые составляют не меньше нормативных. Причем конкретные значения тепловой защиты рассчитываются, исходя из климата региона строительства, назначения здания и условий его эксплуатации.

Для комплексной оценки коэффициента оптимальной защищенности применяется совокупность характеристик, в числе которых и сопротивления теплопередаче, и параметры работы отопительных систем, а также расходы тепловой энергии на вентиляцию и отопление. Что касается назначения объектов, то требования кардинально меняются при переходе от производственных зданий к детским и лечебно-профилактическим. В первом случае тепловая защита будет иметь средний коэффициент 2-2,5 (м2·°С)/Вт, а во втором – порядка 4 (м2·°С)/Вт.

Санитарно-гигиенические требования

Температура косвенно влияет на гигиенический фон в помещениях. Поэтому значения микроклиматических показателей рассчитываются и с точки зрения санитарно-экологической безопасности в здании.

На внутренних поверхностях ограждений температурный режим должен находиться ниже точки росы относительно воздуха внутри помещений. При этом минимальный температурный уровень на внутренних поверхностях остекления применительно к не производственным объектам составляет не менее 3 °С. Для промышленных строений этот же показатель равняется 0 °С. Правила обеспечения тепловой защиты зданий и сооружений СНиП также определяют и оптимальный коэффициент относительной влажности:

• Для жилых помещений, больниц и детских домов – 55%.
• Для кухни – 60%.
• Для санузла – 65%.
• Для чердаков и мансард – 55%.
• Для подвалов и ниш с подпольными коммуникациями – 75%.
• Для общественных зданий – 50%.

Требования к теплостойкости ограждений

Чем меньше температурные колебания в области размещения конструкций, тем более устойчивый микроклимат будет обеспечен в помещении. Под этой характеристикой следует понимать свойство ограждения поддерживать стабильность температуры в условиях колебаний при прохождении через перекрытия. Иными словами, требование сводится к нормализации теплоусвоения материала с учетом потенциально высокой амплитуды колебания тепловых потоков. Например, тепловая защита зданий, обеспеченных легкими ограждающими конструкциями, предусматривает устройство дополнительной изоляции с небольшими значениями затухания амплитуды.

Такой барьер активно охлаждается в условиях отключенного отопления и быстро согревается при контакте с солнечными лучами. Поэтому в холодных регионах к ограждениям повышаются и требования к показателю сопротивления теплопередаче, и к оптимальной теплоустойчивости.

Защита от переувлажнения конструкций

Если в случае с регуляцией температуры используется коэффициент удельного сопротивления теплопередачи, то оптимальная влажность рассчитывается посредством учета сопротивления паропроницанию. Это касается верхних слоев конструкций, для которых предусматривается индивидуальный механизм обеспечения влагопередачи.

Нормативы тепловой защиты зданий и сооружений СП в редакции 50.13330 от 2012 г, в частности, рекомендуют использовать для нормализации паропроницаемости минеральные изоляторы, мембранные фибро-пленки, пенополиуретан, а также засыпки из шлака и керамзита.

Повышение энергоэффективности зданий

Среди основных задач в комплексе мер по обеспечению оптимального микроклимата стоит цель оптимизации расходов на отопление. Специально для поддержки энергоэффективности рекомендуется выполнять следующие мероприятия:

• Создание индивидуальных тепловых станций, которые позволят сократить расходы на горячее водоснабжение.
• Использование автоматизированных средств управления климатическим оборудованием. В частности, тепловая защита зданий и сооружений будет эффективнее в случае поддержки котлов и компактных обогревателей современными терморегуляторами и датчиками контроля рабочих параметров.
• Рациональное управление системой освещения также способствует повышению энергоэффективности зданий. В этой части можно применять детекторы движения, программируемые таймеры и другие средства автоматизации светотехники.

Заключение

Основы тепловой стойкости закладываются еще на этапе создания проекта. Специалисты подбирают наиболее приемлемые материалы для утепления конструкций и в целом поддержки комфортного микроклимата. Но и в процессе эксплуатации объекта тепловая защита может улучшаться и корректироваться. Для этого применяют дополнительные средства изоляции, в том числе интегрированные в ограждающие конструкции. Особой популярностью пользуются многофункциональные материалы, обеспечивающие одновременно функции тепловой, влажностной и паровой защиты.