Кейс № 9

«Мероприятие по
улучшению теплозащитных свойств
ограждающих конструкций здания (кровля)»

 

Интерес представляет энергосберегающий эффект от замены изношенной и несовременной тепловой изоляции с низким коэффициентом сопротивления теплопередаче на новую, имеющую более высокие показатели теплозащиты. Помимо этого, замена изоляции значительно снижает теплопотери за счёт нагрева инфильтрационного воздуха, которые являются следствием неплотностей. Эти потери зачастую составляют более 25% от общих теплопотерь помещения.

Данное мероприятие может быть использовано для снижения тепловых потерь через наружные ограждения и для устранения выпадения конденсата на внутренней поверхности наружных ограждений. Может привести к изменению класса энергетической эффективности здания.

Приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания является одним из нормируемых показателей тепловой защиты здания. Нормативные значения устанавливаются в зависимости от градусо-суток отопительного периода и представлены в табл. 4 СП 50.13330.2012«Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003». Для соблюдения нормативных значений сопротивления теплопередаче применяются многослойные ограждающие конструкции с утеплителем. В качестве утеплителя могут применяться минераловатные плиты, пенополистирол, эковата и другие материалы, обладающие низкой теплопроводностью.

Существуют два основных типа кровель: плоские (рис. 1) и скатные (рис. 2). Структура кровли обоих типов включает в себя несущие конструкции и кровельный пирог. В ходе утепления кровли, как правило, весь кровельный пирог подлежит замене.

Описание: Утепление плоской кровли4

Рис. 1. Структура плоской кровли:
1 – плиты покрытия; 2 – слой пароизоляции; 3 – слой утеплителя;
4 – железобетонная стяжка; 5 – слой гидроизоляции (рулонной или наплавляемой)

Стяжка поверх слоя утеплителя на плоских кровлях выполняется в том случае, если предполагается, что кровля будет эксплуатируемой. В остальных случаях оправдано применение теплоизоляционных материалов, способных упруго деформироваться под весом человека с минимальными остаточными деформациями. Допускается укладка утеплителя в два слоя: нижний – мягкий, верхний – жесткий.

Описание: Утепление скатной кровли5

Рис. 2. Структура скатной кровли:
1 – черепица или другой кровельный материал; 2 – шаговая (поперечная) обрешетка;
3 – ветро- и влагозащитная мембрана; 4 – слой утеплителя; 5 – стропила;
6 – слой пароизоляции; 7 – слой внутренней отделки

При наличии внутренних водостоков необходимо создавать уклон с помощью сыпучих материалов (как правило, керамзитовый гравий).

В скатной кровле утеплитель должен быть закреплен на несущих конструкциях во избежание его перемещений под собственным весом. Для крепления применяются тарельчатые дюбели или клей.

Энергетический и экономический эффекты от утепления кровель зависят от климатических условий размещения объекта.

Область применения

Здания и помещения, имеющие кровлю с низкими теплозащитными свойствами.

Определить:

1.                         Термическое сопротивление теплоизоляционного слоя кровли до внедрения мероприятия

2.                         Среднюю за отопительный период тепловую мощность, передаваемую через кровлю, до внедрения мероприятия и после внедрения мероприятия

3.                         Экономию тепла за отопительный период

4.                         Годовую экономию в денежном выражении при тарифе TТЭ = 1818,70 руб./Гкал:

5.                         Срок окупаемости мероприятия

 

 

Методика расчёта эффективности мероприятия

Шаг 1. Средняя за отопительный период тепловая мощность, передаваемая через кровлю, определяется по формуле, Вт:

,                                                                          (4.9.1)

где tв [°С] – средняя температура воздуха в помещении;  [°С] – средняя температура наружного воздуха за отопительный период; F2] – площадь кровли; R  – термическое сопротивление, определяется по формуле 4.9.2:

,                                                                   (4.9.2)

где   – коэффициент теплоотдачи от внутреннего воздуха к кровле (см. Приложение, таблица П1); d [м] – толщина теплоизоляционного слоя; l  – коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя (см. Приложение, таблица П3);   – коэффициент теплоотдачи от кровли в окружающей среде (см. Приложение, таблица П2).

Шаг 2. Средняя за отопительный период тепловая мощность, передаваемая через кровлю, определяется дважды – до внедрения мероприятия и после внедрения мероприятия.

После чего рассчитывается экономия тепла за отопительный период ΔQ как разница между тепловой мощностью, передаваемой через ограждающую конструкцию здания (кровлю) до внедрения и после внедрения мероприятия.

,                                                                    (4.9.3)

где DQ [кВт×час, Гкал] – экономия тепловой энергии за год от внедрения мероприятия; n [час] – длительность отопительного периода; С – коэффициент перевода кВт×ч в Гкал равный 0,86∙10–3.

Шаг 3. Годовая экономия в денежном выражении, руб.:

,                                                                               (4.9.4)

где TТЭ [руб./Гкал] – тариф на тепловую энергию.

Пример расчёта

Площадь кровли F = 580 м2.

Материал кровли до внедрения мероприятия – плиты жёсткие минераловатные на органофосфатном связующем. Толщина – 50 мм, коэффициент теплопроводности 0,09 .

Нормативное термическое сопротивление кровли R0  (определяется по рис. П1., Приложение).

Расчётная температура внутреннего воздуха tв =20 °С.

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период = –3,1°С.

Средняя продолжительность отопительного периода, n = 214 суток.

Тариф на тепловую энергию ТТЭ = 1818,70 руб./Гкал.