на данный момент запасов углеводородного топлива осталось всего на 100 лет. Несмотря на это, Россия продает в Европу ежегодно 23% потребляемого там топлива по весьма низким ценам. Стоимость 1 куб. м российского газа -10 центов США, английского - 60, а норвежского - 13 Другой причиной расточительства топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) являются чрезмерные потери тепла при отоплении и горячем водоснабжении через поверхность зданий, сооружений, теплопроводов и оборудования. Эти потери составляют 360 млн. т УТ в год, или около 30% годового потребления первичных ТЭР России. Много ТЭР теряется в промышленности из-за использования устаревших энергоемких технологий, конструкций, машин и материалов и из-за нерациональной структуры экономики, перестройка которой не завершена. Сейчас продолжается приватизация предприятий индустрии. Учитывая природно-климатические особенности России, передача контроля над ТЭР частным и тем более зарубежным компаниям является опасной, на что указывает тяжелейшая ситуация с отоплением жилья, сложившаяся в Северном Казахстане зимой этого года. Экономичное расходование ТЭР и длительное сохранение их запасов требуют обязательного государственного контроля над топливодобывающими отраслями; отказа от продажи топлива за границу по демпинговым ценам, а затем и полное запрещение продажи; постепенная переориентация экономики на энергосберегающие высокоинтеллектуальные отрасли; значительное снижение потерь тепла через изолированную поверхность зданий, сооружений, теплопроводов и оборудования.

Бетон и железобетон по-прежнему остаются основным материалом для строительства гражданских и промышленных зданий во всех развитых странах. Уже на данный момент можно прогнозировать его долговечность более 10 лет. В России в 50-70-е годы была создана мощная база промышленного и гражданского домостроения, обеспечившая круглогодичное строительство более 100 млн. кв. м железобетонных зданий - крупнопанельных, каркасно-панельных, объемно-блочных, каменных и смешанных (с каменными наружными стенами) строительных систем. Основными недостатками этих зданий являются:

- большой вес несущих и ограждающих конструкций и высокие топливно-энергетические затраты ТЭЗ-1 на изготовление, транспортирование материалов и конструкций и строительство;

- чрезмерные ТЭЗ-2 на теплоснабжение зданий из-за высокой теплопроводности ограждающих конструкций (низкие требования норм, теплопроводные включения при изготовлении, щели при строительстве), неправильной эксплуатации системы отопления, отсутствия приточной регулируемой вентиляции и плохой изоляции теплосетей;

- однообразие архитектурных решений и конструктивно-планировочных схем зданий по причине максимального снижения стоимости.

Для обеспечения всех россиян отдельным жильем до 2010 года необходимо вводить в год не менее 200 млн. кв. м, что в 5 раз больше, чем вводится сейчас. Средств на это у государства мало, нуждающиеся в улучшении условий проживания граждане в связи с низким материальным положением не в состоянии купить себе жилье. Поэтому для 90% населения основным по-прежнему будет дешевое массовое жилье с потребительским качеством, отвечающим социально-бытовому минимуму, а главным требованием к новым конструкциям зданий остается максимальное снижение их стоимости и энергозатрат.

Значительные ТЭЗ-1 объясняются тем, что в наружных стенах используют легкие бетоны из тяжелого и энергоемкого керамзита; расход стали в железобетонных конструкциях в два раза выше, чем в США, пластмасс применяют в 9 раз, а гипса в 25 раз меньше, выпуск эффективных теплоизоляционных материалов (полимерных и волокнистых), и ячеистых бетонов на одного жителя у нас в 5-7 раз ниже, чем в Северной Европе. Кроме того, у нас большие расходы тепла при пропарке сборного железобетона и изготовлении цемента мокрым способом. Более 2/3 ТЭЗ-1 приходится на производство металлоконструкций (38%), цемента (17 %), сборного железобетона (8%), кирпича (5,5%) и керамзита (4%).

Главными недостатками норм являются нормирование только теплозащитных качеств ограждающих конструкций, весьма низкое значение сопротивления теплопередаче окон и балконных дверей. Через окна, площадь которых даже в жилых зданиях достигает 40% площади стен комнат, происходит 30-70% общих потерь тепла через ограждающие конструкции. Поэтому увеличение приведенного сопротивления теплопередаче в два раза (по данным США) дает экономию до 50 л сырой нефти в год на кв. м остекления. На севере Европы и Америки применяют окна с сопротивлением 0,95 кв. м оС/Вт, а в скором будущем 1,25 и даже 2 против 0,39 и 0,55 у наших окон. Основным элементом эффективных окон является стеклопакет, заполненный инертным газом и специальной пленкой с обязательным нанесением теплоотражающего покрытия на внутреннюю поверхность стекла или пленки. Для нашего климата более подходят стекловолокнистые и дерево алюминиевые блоки.

В условиях сурового климата России и энергетического кризиса необходимо максимально уменьшить размер окон и даже днем использовать искусственное и смешанное освещение. Тем более что в городах из-за грязного воздуха окна сильно затемнены, а изнутри дополнительно закрыты шторами. В летний период из-за больших окон для борьбы с инсоляцией, вызывающей перегрев помещений и утомление зрения на большей части территории России, пригодной к проживанию, требуются дорогостоящие солнцезащитные устройства.

Нормами для жилья предусмотрен воздухообмен за счет неорганизованного притока наружного воздуха через не плотности в окнах. Поэтому, утеплив ограждающие конструкции и заделав не плотности и щели, мы ликвидируем в доме вентиляцию, в результате из-за отсутствия приточной вентиляции ухудшается микроклимат, увеличивается влажность воздуха и конструкций, происходит рост заболеваний органов кровообращения и дыхания, подавляется иммунная система, возникают аллергические реакции, а сэкономленное тепло уходит через форточки при проветривании помещений. Оптимальное теплоснабжение зданий и создание микроклимата в помещении требует автоматизации всего цикла.

Необходимо изменение метода оплаты коммунальных услуг с человека и занимаемой площади, которые себя полностью дискредитировали. на данный момент дотации за обогрев гражданских зданий достигают 70-90% от всей стоимости тепла, которое уходит на обогрев гражданских зданий. При этом монополисты подачи тепловой энергии не заинтересованы в снижении абсолютных количеств энергоресурсов и ликвидации потерь тепла и воды в сетях, имеющийся опыт демонстрирует, что отдельной квартиры, оборудованные контролирующими индивидуальными приборами, позволяют экономить до 50% горячей и холодной воды и до 20% тепловой энергии. При групповом принципе контроля эти показатели в 1,5 - 2 раза ниже.
Энергосберегающие затратные мероприятия (ЭСМ) подразделяются на:

- малозатратные, очевидность внедрения которых не вызывает сомнений, а окупаемость менее 5 лет;

- высокозатратные, требующие увеличения теплозащиты ограждающих конструкций за счет значительных капитальных и материальных вложений.

Требования новых норм по теплотехнике с поэлементным теплотехническим нормированием ограждающих конструкций зданий стимулируют к проведению высокозатратных мер, которые при реально существующей технологии энергосбережения не могут дать заметного эффекта в ближайшем будущем. Поэтому нормировать надо ТЭЗ на кв. м площади здания, как это принято в нормах множественных стран, а ответственность возлагать на авторов проекта.

Для снижения ТЭЗ в строительстве крайне не желательно идти путем увеличения материалоемкости традиционных ограждающих конструкций, используя энергоемкие материалы и технологии, и сложившиеся конструктивные решения зданий. Наиболее эффективно проблему снижения ТЭЗ можно решить, только подходя к ней комплексно, учитывая ТЭЗ-1 и ТЭЗ-2 и затраты, идущие на создание и обслуживание инфраструктуры, и последние достижения и направления в области строительства, коммунального хозяйства и нетрадиционной энергетики. Использование подземного пространства позволяет обходиться практически без отопления помещений, срок эксплуатации зданий многократно увеличивается, существенно экономятся строительные материалы и территории, отсутствует арендная плата за использование земли. Поэтому комплексный подход к снижению ТЭЗ в строительстве включает разработку:

- нормативной и законодательной базы, стимулирующей реальное энерготеплосбережение, использование подземного пространства, расширение области искусственного освещения, снижения размеров окон и отказ от них (темная кухня, столовая, кабинет в жилых зданиях);

- новых энерго- и материалосберегающих объемно-планировочных и конструктивных решений многофункциональных зданий, возводимых различными методами, с учетом местных особенностей и традиций и максимальным использованием подземного пространства;

- регионально-адаптируемых конструктивных систем, обеспечивающих свободу планировки и разнообразие архитектурных решений;

- легких эффективных несущих и ограждающих конструктивных элементов заданной долговечности, изготавливаемых по гибким технологиям с максимальным использованием имеющейся базы строительной индустрии и прогрессивных новых и местных строительных материалов;

- регулируемых отопительных систем, в том числе использующих нетрадиционные источники энергии, с индивидуальным учетом ТЭЗ и местным обогревом, работающим по принципу - когда, где и сколько требуется обогревать объекты и помещения.

Индивидуальные жилые малоэтажные здания, получившие широкое применение в богатых странах с более мягким климатом, требуют значительно больших материальных затрат на строительство и в 3-5 раз больше ТЭЗ на эксплуатацию, чем многоквартирные здания, и не могут быть предложены как массовые, особенно в городских условиях. Даже дешевые дома с легкими (щитовыми и каркасными) трехслойными наружными и внутренними стенами и перекрытиями, разрабатываемые в составе программы “Свой дом”, из-за низкой тепловой инерции ограждений требуют постоянного отопления и поэтому мало пригодны для сельской местности с периодическим отоплением.

Учитывая наши особенности и возможности, для массовой застройки рекомендуются компактные замкнутые застройки из экономичных массовых универсальных широких блокированно-кооперированных, различных в плане зданий средней и повышенной этажности, комбинированной объемно-планировочной системы и структуры с многообразием архитектурного облика и максимальным использованием подземного пространства, с сохранением и эффективным использованием базы строительной индустрии. В них для удобства проживания и снижения затрат располагаются под общей крышей или сблокированы жилые отдельной квартиры, личные гаражи, общественные учреждения (детский сад ясли, спортивные залы, бассейн, бани, врачебные и оздоровительные кабинеты, конторы, кинотеатр, дискотека, магазины, общежития, сбербанк, прачечная, бюро услуг, ремонтные мастерские, коммунальные службы и др.). В будущем в больших в плане зданиях коммуникации дополнительно можно будет компоновать эскалаторами, движущимися тротуарами и лифтами пространственного перемещения. Уже сейчас имеются примеры строительства замкнутых в плане зданий повышенной этажности с крытым свободным пространством в середине для зимнего сада и длинные широкие здания с крытой пешеходной улицей.

Для новых универсальных гражданских зданий требуются новые конструктивные системы, обеспечивающие максимальную свободу планировки и перепланировки в цикле эксплуатации и реконструкции. На на данный момент сложились две основные конструктивные пространственные системы, обеспечивающие прочность и деформативность зданий при различных воздействиях:

- пластинчатая, состоящая из системы пересекающихся несущеограждающих вертикальных стен и горизонтальных перекрытий;

- стоечно-пластинчатая, состоящая из вертикальных несущих колонн, горизонтальных несущеограждающих перекрытий и ограждающих стен.

Недостатком пластинчатой системы являются трудности со свободной планировкой помещений, особенно общественных зданий, и большой вес конструкций. Поэтому надо увеличивать шаг поперечных стен до 7,2; 9; 12 и более метров и применять легкие материалы. Стоечно-пластинчатая система дает значительно большие планировочные возможности, особенно при больших сетках колонн. но для универсальных зданий требуется смешанная открытая конструктивная система на основе вертикальных несущих колонн и стен с различным, в том числе широким и нерегулярным, шагом, изготавливаемых с применением сборного, сборно-монолитного железобетона.

Наружные стены зданий для улучшения теплозащитных функций в 3 -3,5 раза следует делать ненесущими одно-, двух- и трехслойными. Однослойные толщиной до 40-60 см выполняются из мелкозернистых и легких бетонов или гипса, облегченных поризацией, отверстиями, добавками полистирольных гранул и растительных отходов. Для прочности следует добавлять фибры из стекловолокна. Многослойные стены толщиной до 35-45 см рекомендуются с внешними слоями из железобетона и листовых материалов (асбестоцемента, армостекло фибробетона, цементно-стружечных плит). В качестве эффективного утеплителя в многослойных стенах используются:

- плиты из пенополиуретана, пенополистирола, пеноизола, минеральной, шлаковой и стеклянной ваты и волокна;

- ячеистые и легкие бетоны, гипс, арболит в виде сборных теромовкладышей и монолита;

- засыпки в виде песка и щебня из вспученного полистирола, перлита и вермикулита;

- плиты торфяные, эковата.

Энергозатраты на единицу объема пенополиуретановых, волокнистых, бетонных и арболитных утеплителей сопоставимы, а их стоимости заметно отличаются по регионам. Для решения проблемы теплоизоляции зданий и сетей необходимо в 5-10 раз увеличить выпуск эффективных утеплителей.

Объединение слоев наружных стен железобетонными жесткими ребристыми и дискретными связями значительно снижают приведенное сопротивление теплопередаче стен. Несколько эффективнее гибкие связи из оцинкованной арматуры диаметром 8-12 мм. Более эффективные связи из нержавеющей проволоки диаметром 3 - 5 мм и стеклопластиковые связи мало применяют ввиду их большой стоимости и дефицита. Поэтому необходим дальнейший интенсивный поиск эффективных конструкций связей и налаживание их массового производства. Учитывая ограниченный срок службы эффективных органосодержащих утеплителей по сравнению с материалом внешних слоев, конструкция стен должна позволять замену панелей в период эксплуатации зданий или их утепление, что необходимо учитывать при определении стоимости зданий.

Для снижения массы энергозатрат несущих конструкций следует шире применять песчаные поризованные бетоны с объемным весом более 1200 кг/м3, и легкие бетоны на основе шлаков и нового утеплителя из отходов кремниевого производства, разработанного во Владимире, который дешевле керамзита в 5 раз.

Наиболее трудоемкими и энергоемкими при строительстве зданий являются кровельные работы, степень механизации которых составляет всего 15%. базовой объем работ выполняется с применением традиционных рулонных битуминозных материалов, которые используют по всей территории страны. Нормативный срок службы таких кровель составляет 8 лет, что намного ниже срока капитального ремонта зданий. Реально же около 30-50% площади покрытия требуют ремонта уже через 3-5 лет. В результате на ремонт кровель расходуется до 15% средств, предусмотренных на всего жилого фонда, и свыше 50% выпуска рулонных кровельных материалов. Поэтому необходимо полностью изменить подход к решению конструкций крыш и кровли домов, переходя в мало- и среднеэтажном строительстве на обязательное устройство теплых мансард. Это, кроме всего прочего, улучшает архитектуру зданий и позволяет получить дополнительные площади для жилья и общественных целей.
Подводя итог вышесказанному, можно сделать два основных вывода:

-только комплексный подход дает заметное сокращение ТЭЗ в строительстве;

-применение высокозатратных ЭСМ, имеющих большой срок окупаемости, и трехслойных стен с невысокой долговечностью органополимерсодержащих утеплителей может в итоге дать увеличение ТЭЗ вместо ожидаемого сокращения.

Поэтому необходим интенсивный поиск новых долговечных эффективных теплоизоляционных материалов, например, на основе природного неорганического минералополимера, серы, которая, по мнению ученых, является вяжущим 21-го века.

Источник: http://www.zodchiy.ru/