Тепловая защита в индивидуальном строительстве

В качестве основы, о разумности утепления которой мы будем рассуждать, возьмем самую распространенную конструкцию: кладка на тонкий слой клея(2±1 мм) блоков из газобетона D400 толщиной 375 мм. Расчетная теплопроводность такой кладки в реальных условиях эксплуатации составит ХБ = 0,122 Вт/мх°С, а сопротивление теплопередаче по глади стены (без учета отделочных слоев) будет больше 3,2 м2х°С/Вт.

Если навесить на такую стену 100 мм минваты (с фасадной штукатуркой или с навесной облицовкой), то сопротивление теплопередаче стены увеличится примерно на 2 м2х°С/Вт и составит около 5,2 м2х°С/Вт.

Тепловая защита преследует две цели: обеспечить комфорт и снизить теплопотери.

Критерий комфорта — в расчетные морозы (-26 градусов) температура внутренней поверхности стены должна отличаться от температуры воздуха в помещении не более, чем на 4 градуса. Требуемое сопротивление теплопередаче для этих целей R0 = 1,32 м2х°С/Вт. Оно обеспечивается кладкой из газобетона марки D400 толщиной 150 мм.

Кладка из газобетона D400 150 мм обеспечивает тепловой комфорт.

Теперь о теплопотерях. Годовые тепло-потери рассчитываются довольно просто. Температура внутри помещения в отопительный период (+20 °С) и средняя температура наружного воздуха в тот же период (-1,8 °С для Санкт-Петербурга) дают нам расчетную разницу температур. Расчетная продолжительность отопительного периода 220 суток (в расчет берется период со среднесуточной температурой ниже +8 °С). Продолжительность в сутках умножаем на разность температур. Получаем 4 800 градусо-суток или 115 000 градусо-часов отопительного периода. Теплопотери за год через квадратный метр стены определяем делением движущей силы теплопотерь на сопротивление теплопередаче: Q = градусо-часы/R. Значит, через однослойную стену будет уходить 115000/3,2 = 36 кВт-ч в год, а через стену с дополнительным слоем минваты 115000/5,2 = 22 кВт-ч

.

Теперь вопрос о целесообразности такого утепления можно решать с помощью простой арифметики.Дополнительное утепление требует единовременных затрат 1025 руб./м2 и дает энергосберегающий эффект 14 кВт-ч/м2 в год. Что это означает для личного бюджета? 14 кВт-ч тепловой энергии стоят индивидуальному потребителю 40 руб. при отоплении электричеством или дизтопливом и меньше 4 руб. при отоплении газом. Итог: на 1025 руб. разовых вложений в утепление мы получаем экономический эффект от 4 до 40 руб. в год. Доходность на вложенный в утепление капитал от 0,4 до 4% годовых. Вы согласны произвести такое размещение своих денежных средств? Возвращаем вас к поставленному в начале статьи вопросу «имеет ли смысл утеплять современную газобетонную кладку». Теперь у вас есть проверяемая исходная информация для ответа на этот вопрос с точки зрения экономики: от 0,4 до 4% годовых.

Можем, кстати, посмотреть на дополнительное утепление с точки зрения заботы о ресурсах планеты и климате. Производство кубометра газобетона D400 обходится планете примерно в 1400 МДж/м3, то есть в 390 кВт-ч энергии (с учетом всех затрат от разработки карьеров и производства вяжущих, до упаковки и транспортировки к потребителю). Производство кубометра фасадной базальтовой ваты (плотностью 100 кг/м3) обходится уже в 7500 МДж/м3 (т.е. в 2100 кВт-ч и в 620 кг СО2). 620 кг двуокиси углерода образуется при сжигании углеводородов, расходуемых на производство одного кубометра минваты!

Теперь оценим эффект от утепления: сколько топлива будет сэкономлено на отоплении при снижении теплопотерь зданием. Сравним такие конструкции: первая пара — стена кирпичного дома 1985-го года постройки (R0 = 1,3 м2х°С/Вт), такая же стена с утеплением 100 мм минплиты и вторая пара — стена из газобетона D400 375 мм и такая же стена с утеплением 100 мм мин-плиты. Результат сведем в таблицу 2.

Из таблицы следует, что утепление стен отапливаемых зданий от низких «не утепленных» значений, принятых в 1970-80-х гг. оправдано и дает энергетический эффект уже через 4-5 лет. А утепление современных каменных стен, выполненных из газобетона, дает энергетический эффект не ранее, чем через 15 лет постоянной эксплуатации. С учетом периодическихремонтов наружной изоляции расчетный срок энергетической окупаемости возрастает еще больше.А экономическая окупаемость не наступит никогда.

Теперь, когда мы с помощью простых расчетов получили предел экономической и энергетической целесообразности и окупаемости энрегосберегающих мероприятий применительно к стенам жилых зданий впору задать основной вопрос: кому это выгодно?

Увеличение требований к конструкциям зданий преподносится как забота о кошельке потребителя и о здоровье планеты. Кем преподносится? Где истоки кочующей из публикации в публикацию мысли, что основной резерв энергосбережения — утепление конструкций зданий? Где истоки идеи, что энергосбережение делает экономику более эффективной?

Часто в качестве аргумента нам приводят в пример Европу — объединенные общей бюрократической надстройкой страны Евросоюза. Мол, раз «в Европе» утепляются, значит, и нам не грех. У нас, мол, и климат суровей, и эффект от утепления можно больший получить. Что ж, посмотрим на пример Евросоюза в деле энергосбережения. На причины и следствия тенденций последних лет.

Энергосбережение и геополитика Показателен ли для нас пример объедиенной Европы в подходе к энергосбережению? Не совсем. Сначала уточним термины: энергоэффективность — экономически целесообразное расходование энергии с целью увеличения ВВП в расчете на потраченный кВт-ч. Энергосбережение — уменьшение расходования энергии. Без учета экономической целесообразности такого уменьшения. Для стран Европейского Союза более актуальна вторая задача — снижение энергопотребления любой ценой. В структуре энергобаланса Евросоюза доля внешних источников энергии наиболее высока и составляет более 30%.

Ископаемые углеводороды распределены по Земле не равномерно. Например, Соединенные Штаты вместе с Канадой и странами Карибского бассейна энергодостаточны — они добывают больше энергоносителей, чем потребляют. А Китай, Япония и Европейский союз зависят от поставок энергоресурсов стран Персидского залива и России. Экономика Евросоюза наиболее энергозависима из крупных экономик.

Поэтому мировые тенденции энергосбережения ярче всего проявляются в испуганной своей зависимостью Европе. Цены на энергоносители растут. Поставки ресурсов зависят от политической ситуации в странах-экспортерах. Промышленность и бытовые нужды требуют постоянного потока нефти и газа по трубам. Танкеры должны приходить строго по графику, поскольку больших запасов нефти не создать.

Поэтому для снижения зависимости от внешних поставок энергоносителей в Евросоюзе стремятся к снижению энергопотребления любой ценой. Важным полемическим аргументом при этом выступают соображения об эмиссии СО2 — углекислый газ, образующийся при сжигании нефти, газа, угля и прочей ограники, является не столько показателем влияния на климат, сколько маркером зависимости экономики от углеводородов. Сам по себе СО2 дает не более 15% от общего антропогенного вклада в предполагаемое потепление и является далеко не самым значимым из так называемых «парниковых» газов. Но всё внимание общественности приковывается именно к нему.

С целью снижения зависимости от внешних поставок энергии Евросоюз принял документ, известный как Климатический пакет 20-20-20, в котором определены следующие цели до 2020 года:

• сокращение выбросов СО2 на 20% (от уровня 1990 г.);
• сокращение потребления первичной энергии на 20% (от уровня 1990 г.);
• увеличение доли возобновляемых источников до 20%.   

Сравнительные параметры однослойной и утепленной стен

*стоимость газобетонной кладки с учетом расходных материалов, доставки, работ принята 5000 руб./м3; стоимость утепления определена из стоимости работ, расходных материалов и комплектующих 625 руб./м2 и стоимости утеплителя 4000 руб./м3.

Сравнительные параметры однослойной и утепленной стен

* стоимость газобетонной кладки с учетом расходных материалов, доставки, работ принята 5000 руб./м3; стоимость утепления определена из стоимости работ, расходных материалов и комплектующих 625 руб./м2 и стоимости утеплителя 4000 руб./м3.

Выполнение этих требований ведет к внедрению энергосберегающих мероприятий внерыночными методами, увеличивающими нагрузку на бюджет и снижающими конкурентоспособность экономик. Поэтому экспорт энергосберегающей идеологии очень важен для сохранения конкурентоспособности энергодефицитных стран.

Поэтому мы слышим со всех сторон о пагубности выбросов углекислого газа и о необходимости энергосбережения. Поэтому вопросы экономической целесообразности энергосберегающих мероприятий не выносятся на обсуждение.

Выгодно беречь энергию или нет — не обсуждается. Просто директивно выдвигаются целевые требования: снизить, сократить, переключить.

Потенциал энергосбережения — сколько можно сэкономить, утепляя дома

По данным EURIMA (европейской Ассоциации производителей минеральной ваты), основанным на исследовании, проведенном еще в 1990-м году, структура потребления энергии в Европе такова, что 40% расходуется в зданиях (сюда включены отопление, кондиционирование, холодное и горячее водоснабжение, не промышленное потребление электроэнергии).

Эти данные уже не вполне актуальны для Европы, тем более не верны они для России. Значение 40% получено для постиндустриальной Европы, вынесшей энергоемкие производства в Азию. Обеспеченность жильем и общественными зданиями в Европе также значительно превышают аналогичные значения для России. Несмотря на более холодный климат, доля энергии, идущей на нужды ЖКХ, в России сравнительно невелика. У нас хорошо развита энергоемкая промышленность первых переделов, у нас сравнительно высоки транспортные издержки.

При этом, несмотря на все усилия и дотации, в 1990-е годы в Германии энергопотребление в жилищно-коммунальной сфере снизилось лишь на 3% (с учетом миллиардов марок, потраченных на утепление панельного жилья восточных земель - бывшей ГДР). Экономика от утепления оболочки зданий может получить не более 8% снижения энергопотребления. При этом затраты энергии на производство теплоизоляторов и их монтаж будут колоссальны.

Энергосбережение и коммерческие интересы Евросоюз стремится снизить свою зависимость от импорта нефти и газа. Вводятся большие акцизы на бензин, стимулируется получение энергии из возобновляемых источников. Налоговое регулирование позволяет потребителям самостоятельно выбирать способы снижения расхода энергии. Это самый разумный и эффективный способ снизить общее энергопотребление.

В последенее время, однако, все быстрее стали ужесточаться  директивные требования к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций. При этом по общему заключению энергоаудиторов, потенциал экономии при утеплении зданий в Европе уже невелик. Основное утепление конструкций большинства зданий до разумных сопротивлений теплопередаче на уровне 2-3 м2х°С/Вт уже осуществлено. Дальнейшее утпеление требует разового расхода энергии на производство и монтаж утеплителей, сравнимого с ожидаемым энергетическим эффектом за весь будущий период эксплуатации.Т.е. вводимые требования уже таковы, что не ведут к уменьшению энергозависимости Евросоюза от нас и наших арабских коллег.

В чем же причина появления таких требований?

Дело в том, что за последние десятилетия в ЕС сильно развилась промышленность теплоизоляционных материалов. Развиться она смогла благодаря бюджетному финансированию энергосберегающих мероприятий. Теперь производители теплоизоляционных материалов и устройств «зеленой энергетики» рентабельны только благодаря дотациям и жестким директивным требованиям. Утепляться от существующих значений не выгодно даже в Европе — при их высоких розничных ценах на энергию. А электроэнергия, выработанная ветряными и солнечными станциями, закупается у производителей по большей цене, чем продается потребителям. Т.е. «зеленая энергетика» не увеличивает конкурентоспособность, а создает дополнительную нагрузку на бюджеты стран Евросоюза.

Однако требования к теплозащите зданий продолжают повышаться. Источник такого положения вещей — в механизме финансирования научных исследований в странах Евросоюза. Большинство «энергосберегающих» исследований проводится на гранты от производителей теплоизоляционных материалов и устройств «получения энергии из возобновляемых источников». Поэтому результаты большой части исследований завышают ожидания от тех или иных «энергосберегающих» мероприятий.

Поэтому, когда в разговорах о применении утеплителей и требованиях к конструкциям зданий ссылаются на пример европейских стран, нужно вспоминать об источниках евросоюзных директив и требований. Евросоюз, во-первых, стремиться снизить зависимость от поставок ресурсов из арабских стран и России, а во-вторых, учитывает интересы мощного лобби зарабатывающих на «зеленой» индустрии компаний.

Для сравнения: в Китае и Японии, зависимость которых от внешних энергопоставок не менее драматична, чем для Европы, снижение энергопотребления в ЖКХ обеспечивается комплексом мероприятий, в котором утепление оболочки здания занимает подобающее ему скромное место, а сами требования к конструкциями дифференцируются в зависимости от их энергоемкости и расчетной долговечности.