Термореновация зданий с целью уменьшения уровня теплопотерь

В статье автор описывает факторы появления теплопотерь в зданиях, их виды, а также пытается определить необходимость и существующие способы термореновации.

Ключевые слова: термореновация, теплопотери, эергоэффективность, энергоресурсы, энергосбережение, тепловой режим, эксплуатация.

Одной из наиболее актуальных тем для обсуждения в сфере строительства и реконструкции на данный момент является энергоэффективность зданий и сооружений. Необходимость в ее увеличении обуславливается изменениями в климате, ограниченностью природных ресурсов, экономической выгодой и многими другими факторами. Одной из областей, требующих внимания для повышения уровни энергоэффективности здания, является оптимизация использования топливно-энергетических ресурсов. Для уменьшения их потребления в существующих зданиях, подвергшихся износу, проводят термореновацию, вследствие которой снижаются и восстанавливаются до первоначального уровня теплопотери и исключаются факторы их появления.

Теплопотери в зданиях и сооружениях

Тепловые потери в зданиях и сооружениях являются важной проблемой, которая приводит к неэффективному использованию энергии и повышенным затратам на отопление и охлаждение. Появление теплопотерь в зданиях зависит от различных факторов. Основные из них:

1. Теплоизоляция: Качество теплоизоляционных материалов, используемых для стен, крыши, полов и окон, играет важную роль в предотвращении теплопотерь. Если материалы изношены, тепло может проходить через них.
2. Окна и двери: Окна и двери являются уязвимыми точками для теплопотерь. Плохая герметизация оконных и дверных рам, неплотность стекол или отсутствие энергосберегающих покрытий могут приводить к утечкам тепла.
3. Мосты холода: Места, где нарушена целостность теплоизоляции, называются мостами холода. Это могут быть стыки стен, соединения окон и дверей, края перекрытий и другие точки, где тепло может проходить через слабые места в изоляции.
4. Вентиляция: Неправильная вентиляция может приводить к потерям тепла. Недостаточная вентиляция может вызвать конденсацию и скопление влаги. С другой стороны, избыточная вентиляция может приводить к притоку холодного воздуха и утечкам теплого воздуха.
5. Различные отверстия и щели: Наличие щелей, трещин и других отверстий в здании может способствовать развитию теплопотерь. Это могут быть щели вокруг труб, проводов, вентиляционных отверстий, потолочных светильников и других элементов.
6. Разность температур: Большая разница внутренней и внешней температуры может приводить к увеличению теплопотерь. Чем больше разница, тем больше тепла будет передаваться изнутри наружу или наоборот.
7. Тепловое излучение: Отсутствие энергосберегающих покрытий или плохая теплоизоляция стекол может приводить к значительным тепловым потерям через окна.
8. Использование систем отопления и охлаждения: Неправильное использование или неэффективность систем отопления и охлаждения также может приводить к теплопотерям.
9. Недостаточная изоляция труб и каналов, неправильное распределение тепла или охлаждения, а также использование устаревших или неэффективных систем могут привести к значительным потерям энергии.
10. Тепловая инерция: Некоторые здания имеют высокую тепловую инерцию, что означает, что они медленно нагреваются или остывают. В таких зданиях больше времени требуется для поддержания комфортной температуры, что может приводить к большим энергопотерям.
11. Неправильная эксплуатация: Некорректное использование здания также может привести к теплопотерям. Например, открытые окна или двери во время работы систем отопления или охлаждения, неисправные терморегуляторы, длительное пребывание дверей и окон в открытом состоянии и другие недостатки в эксплуатации могут приводить к ненужным потерям тепла.

С течением времени существующие здания и сооружения подвергаются износу. В том числе это касается и используемых при строительстве теплоизоляционных материалов. Вследствие этого изменяется тепловой режим здания и увеличиваются его теплопотери [1]. Это может происходить по причине многих факторов, в том числе представленных на рисунке 1.

Рис. 1. Факторы повышения теплопотерь в здании

Для поиска наиболее эффективного способа устранения проблемы необходимо отталкиваться от вида теплопотерь. В зависимости от этого принятые меры по их устранению будут максимально действенными и наименее затратными [2]. Рассмотрим следующие виды тепловых потерь [3]:

1. Проводимые потери (теплопроводность). Потери тепла через материалы здания. Тепло передается через стены, кровлю, полы, окна и другие элементы конструкции, если они недостаточно изолированы. Низкое качество теплоизоляции или отсутствие изоляции приводят к большим потерям.
2. Конвективные потери. Конвекция — это передача тепла через движение воздуха. Неправильная герметизация окон, дверей, щелей и прочих отверстий в здании приводит к притоку холодного воздуха и утечкам теплого воздуха. Такие потери могут быть значительными, особенно при работе систем отопления или охлаждения.
3. Радиационные потери: Радиационная теплопередача происходит путем излучения тепла от теплых объектов внутри помещения к холодным поверхностям. Неправильно изолированные окна, стены или крыша могут позволять теплу излучаться наружу или проникать внутрь здания, что приводит к тепловым потерям.
4. Инфильтрационные потери: потери, связанные с притоком холодного воздуха через неплотность в здании, такие как щели, трещины, незакрытые окна и двери. Инфильтрация может быть особенно значительной в ветреные дни или при низком качестве герметизации здания.
5. Потери через вентиляционные системы: Неконтролируемая вентиляция или недостаточное уплотнение вентиляционных систем могут приводить к потере тепла. Неправильная изоляция воздуховодов и неплотность соединений также способствуют теплопотерям через системы вентиляции.

Под термореновацией понимается процесс проведения ремонтно-строительных работ с целью повышения до первоначального уровня теплоизоляционных свойств конструкций здания, подвергшихся износу с течением эксплуатации [4].

Многие существующие и эксплуатируемые на данный момент сооружения, построенные в ХХ веке, имеют достаточные и соответствующие нормам конструктивные характеристики. Несмотря на это, в большинстве из них уровень теплового комфорта существенно снижен за счет долгого процесса эксплуатации. Проведение термореновации таких строений повысит их потенциал энергосбережения и увеличит энергоэффективность [5].

Снижение уровня теплопотерь при термореновации достигается рядом способов. Стоит учесть, что их комбинирование поможет достичь большего результата.

1. Улучшение изоляции. Один из наиболее эффективных способов снижения теплопотерь — это улучшение изоляции здания. Включает добавление дополнительного слоя утеплителя в стены, потолок и полы, а также замену окон и дверей на энергоэффективные варианты. Хорошая изоляция создает барьер, который предотвращает проникновение холодного воздуха и утечку тепла изнутри помещения.
2. Герметизация. Устранение щелей, трещин и неплотностей в здании помогает предотвратить инфильтрацию воздуха и снизить теплопотери. Установка уплотнителей на окнах и дверях, заполнение щелей в стенах и полах, герметизация вокруг труб и проводов — все это помогает создать герметичный барьер и снизить проникновение холодного воздуха.
3. Улучшение системы отопления и охлаждения. Обновление и совершенствование систем отопления и охлаждения также помогает снизить тепловые потери. Может включать замену устаревших систем на более эффективные модели, установку программных термостатов, регулирующих температуру в разных зонах здания, и использование системы теплового насоса для эффективного использования тепла из окружающей среды.
4. Управление вентиляцией. Правильное управление вентиляцией в здании помогает контролировать поток воздуха и минимизировать потери тепла. Использование вентиляционных систем с рекуперацией тепла позволяет перерабатывать отработанный воздух и использовать его тепло для предварительного нагрева или охлаждения воздуха, поступающего в здание.
5. Энергоэффективные окна и ограждения. Замена старых окон на энергоэффективные модели с двойным или тройным стеклом и теплоизоляционными рамами может значительно снизить теплопотери. Также важно уделить внимание теплоизоляции фасадов и крыши здания, использовать материалы с высокими теплоизоляционными свойствами.
6. Энергосберегающие привычки. Внедрение энергосберегающих привычек среди жильцов и сотрудников здания также играет важную роль в снижении тепловых потерь. К ним относятся: выключение света и электроприборов при выходе из помещений, правильное использование системы отопления и охлаждения, а также регулярное проведение технического обслуживания оборудования.

Применение этих и других способов поможет значительно снизить теплопотери в здании. Это приведет к увеличению его энергоэффективности и повысит комфорт жильцов или сотрудников при эксплуатации, а также приведет к экономической выгоде. Важно также помнить, что каждое здание уникально, и решения по снижению теплопотерь должны быть адаптированы к его особенностям [6].

Заключение

Подводя итоги, можно сделать вывод о важности и необходимости термореновации в существующих зданиях, тепловой режим которых был нарушен в следствие износа при эксплуатации. Данный процесс уменьшает теплопотери, вызванные рядом факторов, а также в перспективе снижает количество потребляемой энергии, которая ранее была затрачена на компенсацию потерь и поддержание микроклимата здания в рамках нормы. Таким образом, термореновация напрямую увеличивает энергоэффективность, решая проблему оптимизации использования топливно-энергетических ресурсов.

Литература:

1. Богословский В. Н. Тепловой режим здания. / В. Н. Богословский. // Стройиздат, 1979. 248 с.
2. Корниенко С. В. Повышение энергоэффективности зданий за счет снижения теплопотерь через краевые зоны ограждающих конструкций // Academia. // Архитектура и строительство. 2010. № 3. С. 348–351.
3. Малявина, Е. Г. Теплопотери здания. Справочное пособие / Е. Г. Малявина. // 2-е изд., испр. М.: АВОК-ПРЕСС, 2011. 144 с.
4. Ческис, В. Ю. Снижение тепловых потерь путем термореновации зданий / В. Ю. Ческис // Молодой ученый. — 2022. — № 50 (445). — С. 57–60.
5. Корниенко, С. В. Термореновация жилых зданий первых массовых серий/ С. В. Корниенко// Энергосбережение — 2018. — № 5 — С. 42–49.
6. Ахманов, И. И. Термореновация ограждающих конструкций зданий / И. И. Ахманов// Образование и наука в России и за рубежом — 2020. — № 12 — С. 192–196.