1. Формулировка проблемы по рассматриваемому методу (технологии) повышения энергоэффективности; прогноз перерасхода энергоресурсов, или описание других возможных последствий в масштабах страны при сохранении существующего положения

В России, где общая площадь эксплуатируемых зданий составляет около 5 млрд м², на отопление ежегодно расходуется около 400 млн. т условного топлива, т.е. примерно четверть энергоресурсов страны. Расположение в северных широтах предполагает холодные продолжительные зимы и большое количество осадков. Поэтому на единицу жилой площади у нас расходуется в 2-3 раза больше тепловой энергии, чем в странах Европы. Широкое жилищное строительство, проводившееся в России в предшествующие годы в условиях дешевизны энергоносителей, привело к тому, что теплозащитные характеристики ограждающих конструкций зданий оказались много ниже, чем в странах, близких России по климатическим условиям. Это привело к значительным затратам на отопление зданий и подогрев воды.

Одним из наиболее эффективных путей экономии энергии в строительном секторе признано сокращение потерь тепла через ограждающие конструкции (наружные стены) зданий и сооружений. Наружная дополнительная теплоизоляция ограждающих конструкций обеспечивает снижение затрат на отопление здания до 40÷50 %.

2. Наличие методов, способов, технологий и т.п. для решения обозначенной проблемы

В соответствии с современными строительными нормами требуемое сопротивление теплопередаче увеличилось в 3-3,5 раза по сравнению со старыми нормами. Рост цен на тепловую энергию и коммунальные услуги также выдвигает на передний план жизненно важную потребность в повышении теплозащиты зданий для снижения затрат на отопление в процессе эксплуатации.

Одним из путей повышения энергоэффективности ограждающих конструкций жилых, общественных и производственных зданий, является применение эффективных утеплителей в конструкциях наружных стен, покрытиях, перекрытиях и перегородках. Существующие варианты утепления зданий отличаются как конструктивными решениями, так и используемыми в конструкциях материалами.

Рациональным и эффективным способом повышения теплозащиты эксплуатируемых зданий является дополнительное наружное утепление ограждающих конструкций. При проектировании новых и реконструкции существующих зданий предусматривают теплоизоляцию из эффективных материалов, размещая ее с наружной стороны ограждающей конструкции.

В отечественной практике для утепления ограждающих строительных конструкций наибольшее применение нашли:

- теплоизоляционные плиты из минеральной ваты;
- конструкции ограждений с экструдированным пенополиэтиленом в качестве утеплителя;
- теплоизоляционные плиты, изготовленные из базальтовых горных пород;
- плиты (блоки) из пеностекла и т. п.

3. Краткое описание предлагаемого метода, его новизна и информированность o нём, наличие программ развития; результат при массовом внедрении в масштабах страны

С 1 января 2000 г. для Москвы минимальное требуемое значение приведенного сопротивления теплопередаче стен жилых зданий составляет R=3,2 м²∙С/Вт. Это значит, что толщина наружных стен из железобетона должна быть не менее 6 м, из полнотелого глиняного кирпича - не менее 2,4 м, из ячеистого бетона - не менее 1 м. Приведенные цифры свидетельствуют о том, что ни один из традиционных строительных материалов (железобетон, кирпич, ячеистый бетон) не способен в однослойной ограждающей конструкции обеспечить требуемое значение приведенного сопротивления теплопередаче при разумной толщине ограждающей конструкции.

Требуемое значение R может быть достигнуто например в двух- трехслойной ограждающей конструкции, в которой внутренняя несущая часть выполняется из конструкционного материала, а наружные слои из эффективного утеплителя. Кроме того, такая схема позволяет перейти к максимально облегченным ограждающим конструкциям, в которых толщина несущей части определяется только прочностными характеристиками конструкционного материала.

Проблему утепления стен существующих зданий, как части программы санации, технически можно решать путем их утепления либо с наружной, либо с внутренней стороны. На основе накопленного в этой области опыта можно сказать, что устройство дополнительной теплоизоляции снаружи здания (которое наиболее эффективно) выполняет следующие функции:

- защищает стену от переменного замерзания и оттаивания и других атмосферных воздействий;
- выравнивает температурные колебания основного массива стены, благодаря чему исключается появление в нем трещин вследствие неравномерных температурных деформаций, что особенно актуально для наружных стен из крупных панелей;
- благоприятствует увеличению долговечности несущей части наружной стены;
- сдвигает точку росы во внешний теплоизоляционный слой, благодаря чему исключается появление сырости на внутренней части стены;
- создает благоприятный режим работы стены по условиям ее паропроницаемости;
- формирует более благоприятный микроклимат помещения;
- позволяет в ряде случаев улучшить оформление фасадов реконструируемых или ремонтируемых зданий;
- не уменьшает площадь помещений;
- обеспечивает возможность утепления зданий без создания дискомфортных условий проживания или выселения жильцов.

4. Прогноз эффективности метода в перспективе c учётом:
- роста цен на энергоресурсы;
- роста благосостояния населения;
- введением новых экологических требований;
- других факторов.

В настоящее время можно говорить о существовании двух направлений снижения теплопотерь в зданиях: реконструкция существующих строений для приведения в соответствие новым ужесточенным нормам теплозащиты и разработка и возведение новых т. н. энергоэффективных домов, отвечающих современным строительным требованиям. В существующем фонде крупнопанельных многоэтажных жилых домов России заключены огромные резервы в достижении энергосберегающего эффекта, поскольку уровень теплозащиты этих зданий существенно ниже современных требований.

В основном в ранее построенных зданиях средней полосы России сопротивление теплопередаче стен составляет в среднем 0,60 м²∙ ⁰С/Вт.. Принятые недавно нормативные требования увеличили значения сопротивления теплопередаче: для стен до 3,0÷3,5 м^{2 0}С/Вт. Несоответствие этого показателей, например, в панельных домах старой постройки приводит к удельным теплопотерям до 90 Вт/м².

Тепловая модернизация старых зданий требует единовременных капиталовложений, которые составляют в среднем 5-10% от стоимости дома, а экономический эффект - экономия на отоплении - 50%. Подсчитано, что затраты на проведение тепловой модернизации этой категории задний окупаются за 5-10 лет.

Утепление наружных стен, покрытий и перекрытий до Уровня требований СНиП П-3-79 (1998), этап II, дает меньший эффект и является рентабельным для нового строительства, а также при реконструкции крупнопанельных домов, где учитывается дополнительный эффект, связанный с эксплуатационными расходами на ремонт фасадов, стыков и т.п. Для остальных зданий срок окупаемости превышает 10 лет, а для старой застройки достигает 20 лет.

В настоящее время растет число реализованных проектов реконструкции зданий в частности панельных пятиэтажек в Москве и Санкт-Петербурге, в которых удалось добиться двукратного снижения затрат на обогрев. В случае массового внедрения этого успешного опыта, даже по самым приблизительным подсчетам, можно будет сократить тепловые потери всего жилищного фонда на 30%.

В соответствии с Национальным проектом, в 2010 году более 50 % от общего объема строительства будет составлять малоэтажное строительство, где наиболее целесообразным является использование легких утеплителей из стекловолокна и минеральной ваты.

5. Перечень групп абонентов и объектов, где возможно применение данной технологии c максимальной эффективностью; необходимость проведения дополнительных исследований для расширения перечня

Область применения утепления ограждающих конструкций достаточно обширна: жилые дома, коттеджи, производственные и административные здания и помещения, больницы, школы и дошкольные учреждения и т. д.

6. Обозначить причины, по которым предлагаемые энергоэффективные технологии не применяются в массовом масштабе; наметить план действий, для снятия существующих барьеров

Некоторые причины, по которым предполагаемые энергоэффективные мероприятия пока не применяются в массовом масштабе:

- так как важная роль в решении проблемы энергосбережения принадлежит высокоэффективной строительной и промышленной тепловой изоляции, сравнительный анализ показывает, что пока в России объемы производства теплоизоляционных материалов в пересчете на душу населения в 4-5 раз ниже, чем в таких странах, как Швеция, Финляндия, Германия и США;
- строительная промышленность в России долгое время была ориентирована на индустриальное изготовление ограждающих конструкций, где главным материалом для них служил керамзитобетон. Сегодня из-за ограниченности сырьевых ресурсов производство легкого керамзитового гравия крайне ограничено;
- проектирование и строительство зданий и сооружений зачастую проходит по устаревшим нормам проектирования теплозащиты ограждающих конструкций;
- пока недостаточная в целом по РФ степень внедрения последних достижений теплотехники в области производства композиционных теплоизоляционных материалов, пористых и пустотелых бетонов и пр., а также оптимальных конструктивно-технологических решений.

Реализация новой для России концепции строительства с использованием эффективных утеплителей должна осуществляться на основе детального анализа как свойств, рекомендуемых к применению материалов, включая их долговечность и эксплуатационную надежность, так и применяемых конструктивных решений с учетом эксплуатационных особенностей конструкций, протекающих в них физических и химических процессов, а также требований экологической и пожарной безопасности.

7. Наличие технических и других ограничений применения метода на различных объектах; при отсутствии сведений по возможным ограничениям необходимо их определить проведением испытаний

Некоторые технические ограничения метода утепления наружных стен имеют место для проектирования и строительства:

- зданий в северных регионах страны (где из-за суровых климатических условий стены с увеличенной толщиной теплоизоляции не успевают войти в квазистационарное влажностное состояние, что ухудшает санитарно-гигиенические условия в жилых помещениях и приводит к систематическому накоплению влаги и ускоренному морозному разрушению, снижению срока службы и частым капитальным ремонтам стен);
- зданий повышенной высотности из соображений прочности и соблюдения необходимой несущей способности конструкций стен.

8. Необходимость проведения НИОКР и дополнительных испытаний; темы и цели работ

Внедрение метода утепления ограждающих конструкций не требует проведения дополнительных НИОКР и пр.