Изменение нормативов по коэффициентам сопротивления теплопередаче

Валерий Козионов, технический эксперт ООО «Декёнинк Рус», комментирует изменение нормативов в обновленной редакции основополагающего документа в области энергосбережения зданий СП 50.13330 «Тепловая защита зданий» и новые требования к энергоэффективности светопрозрачных конструкций.
Для чего нужны более теплые стены и более теплые окна, зачем повышать нормативный коэффициент сопротивления теплопередаче конструкции? На первый взгляд – всё очевидно. Тем не менее, давайте разберемся.
Для начала, немного основ строительной физики. Если наружная стена (или ограждающая конструкция в виде окна) в течении продолжительного времени подвержена действию постоянных температур, но со стороны помещения и со стороны улицы температуры различные (стационарное состояние), то благодаря разности температур (градиенту температур) через строительную конструкцию образуется тепловой поток от высшего энергетического уровня к низшему. Тепловая энергия течет от тепла к холоду.
В зависимости от теплотехнических характеристик системы наружной стены, выраженной через коэффициент теплопроводности материала стены - (лямбда), Вт/(м °С) в поперечном сечении стены устанавливается характерное распределение температур.
В более сложных ситуациях (многомерные тепловые потоки) по сравнению с невозмущенной зоной стены (одномерные тепловые потоки) как, например, область присоединения окна к наружной стене, изображение распределения температур может быть представлено только частично. Поэтому предлагается изображение изотерм. Изотерма – это линия, образованная точками с одинаковой температурой. Изотермы рассчитываются и изображаются с помощью программ по методу конечного элемента. На основании расчета изотерм могут быть определены тепловые потоки и распределение температур в поперечном сечении строительной конструкции. (Рис.1 Пример распределения температур и прохождения изотерм в однослойной (монолитной) и многослойной наружной стене)
Повышая нормативный коэффициент сопротивления теплопередаче R0 (м2-С/Вт), законодатели предписывают архитекторам, проектировщикам и строителям применять материалы и конструкции с более низкой теплопроводностью, которые с одной стороны сохраняют все более ценную энергию для подогрева помещения зимой или для охлаждения их летом, а с другой – повышают температуру на поверхности ограждающих конструкций со стороны помещения, предотвращая риск образования конденсата и грибка и связанные с ними проблемы.
Немного о конденсате и грибке. Воздух обладает свойством в зависимости от своей температуры максимально насыщаться определенным количеством воды в форме водяного пара (объем насыщения). При этом тёплый воздух может насытиться большим количеством воды, чем холодный.
Относительная влажность воздуха обозначает содержание влаги в воздухе по отношению к объему насыщения (= максимально возможное количество). Например, содержание влаги в количестве 8,65 г/м3 при 20°С соответствует относительной влажности 50%. Для воздуха помещения с температурой 20°С и относительной влажностью 50% это означает, что в воздухе содержится 50% максимально возможного количества воды (17,3 г/м3) в форме водяного пара.
Конденсат образуется в том случае, если воздух из-за охлаждения более не в состоянии сохранять первоначальное количество воды. Температура, при которой начинается этот процесс, называется температурой точки росы или точкой росы. (Таблица 1.Температура точки росы в зависимости от температуры и относительной влажности)
При температуре воздуха 20°С и относительной влажности 50 % температура точки росы составляет 9,3 °С или округлённо 10 °С (→ 10 °С – изотерма для оценки опасности образования конденсата на поверхности конструкции).
Во избежание конденсата, 10°С - изотерма должна находиться внутри конструкции.
Образование грибка является не только следствием образования конденсата. Исследования показывают, что при условиях благоприятных для роста грибка вследствие капиллярной конденсации грибок может образовываться уже ранее. Благоприятные условия – это относительная влажность воздуха ок. 80% установившаяся в течении длительного времени в приповерхностной зоне с подходящей питательной средой (например, домашняя пыль) для грибка. (Рис.2 Взаимосвязь температуры точки росы и критической температуры для грибка)
Как видим из вышесказанного, необходимость повышать теплозащитные свойства ограждающих конструкций — это жизненная необходимость, особенно для стран с таким климатом, как в России.
14.12.2018 Минстрой РФ подписал приказ о введении обновленной редакции основополагающего нормативного документа в области энергосбережения зданий СП 50.13330 «Тепловая защита зданий». Редакция была разработана Научно-исследовательским институтом строительной физики РААСН совместно с рядом представителей строительной индустрии, научно-исследовательскими институтами и содержит новые требования к энергоэффективности светопрозрачных конструкций, основанные на длительном цикле натурных испытаний.
Требования к сопротивлению теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций в России устарели по отношению к качеству продукции, представленной на современном рынке остеклений. Окна, выбранные по старым нормам, не могут обеспечить нужный уровень температур внутренней поверхности, не позволяют эффективно сохранять тепло, применять широкие стеклопакеты для повышения шумоизоляции, создать надежный монтажный шов с перекрытием зон холодных изотерм и тепловых мостов. (Рис.3 Развитие окон на примере деревянных и деревокомпозитных конструкций).
Новая редакция учитывает современные материалы, методы остекления и дает возможность экономии энергии за счет новых технологий. Были определены новые требования к сопротивлению теплопередаче светопрозрачных конструкций для всех климатических зон России. (Таблица 2. Изменения по определению базовых R0 тр. (м2 °С/Вт) для жилых зданий)
ГСОП рассчитываются по прежней формуле (5.2) СП 50.13330.2012. Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче при ГСОП в интервалах от 2000 до 12000 ( °С сут/год) следует определять методом линейной интерполяции.
Так, согласно изменённому СП 50.13330 требуемое приведенное сопротивление теплопередаче светопрозрачной конструкции R0 тр. (м2 °С/Вт), например, для Краснодара (ГСОП = 2538 сут.) составит 0,53 (ранее 0,34).
Приказ об утверждении изменений подписан Министром строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации Владимиром Якушевым 14 декабря 2018 г., а обновлённый СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий» вступит в силу уже через 6 месяцев со дня публикации на сайте Росстандарта.
Новые требования идут в ногу с трендом энергосбережения, позволяют строить более комфортные жилые и административные здания и вступят в силу уже в середине 2019 года, заменив устаревшие нормы 20 летней давности.
Российские производители оконных профилей и стеклопакетов готовы поставлять комплектующие для окон и дверей по новым нормам.
Новые строительные правила предписывают строителям приобретать более дорогие окна и двери и при этом не увеличить стоимость жилья.
Фолькер Гут, генеральный директор Deceuninck в России.
- Современные технологии позволяют изготовить доступные по цене окна из многокамерных ПВХ профилей, с 3 контурами уплотнителей, увеличенным до 25 мм заглублением стеклопакета и с двухкамерными стеклопакетами с многофункциональными стеклами. Приведенный коэффициент сопротивления такого окна в районе единицы. Одно из таких решений - инновационный профиль Deceuninck «Фаворит Спэйс», который неоднократно отмечался профессиональным сообществом и экспертами как энергоэффективный. Увеличенная ширина профиля 76 мм, 6 воздушных камер и дополнительный 3-й контур уплотнителя в окне «Фаворит Спэйс» надежно сохраняют тепло и спасают от сквозняков. В дополнение ко всему окна «Фаворит Спэйс» экологичны и надежны: их профиль производится без использования свинца и рассчитан на 60 лет эксплуатации.