Д.т.н. Сулейменов
У.С., к.т.н. Камбаров М.А., Звягина З.А.,
Алтаева
Г.А.
Южно-Казахстанский
государственный университет им. М. Ауэзова, г.Шымкент, Республика Казахстан
О СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ НОРМ СН РК 2.04-21-2004 ПО ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЮ И ТЕПЛОВОЙ
ЗАЩИТЕ ЗДАНИЙ
Одним из приоритетных направлений в современном
строительстве является энергосбережение, повышение тепловой защиты и
энергоэффективности зданий. Эта задача, отраженная в Законе Республики
Казахстан «Об энергосбережении и повышений энергоэффективности» и в
утвержденной Правительством Республики Государственной программе
«Энергосбережение – 2020» [1] и других правовых и нормативно технических
документах, может быть реализована путем пересмотра нормативной базы,
совершенствования архитектурно-планировочных, конструктивных и
инженерно-технических решений.
В связи с утверждением Комитетом по делам
строительства и ЖКХ Министерства регионального развития РК перечня
разрабатываемых в 2014 году нормативно-технических документов, в том числе СН и
СП РК «Нормы теплотехнического проектирования гражданских и промышленных зданий
с учетом энергосбережения» [2], рассмотрим некоторые обстоятельства, которые
следует обязательно учесть во избежание сохранения уже имеющихся в настоящее
время существенных ошибок и неточностей, а также в развитие выдвинутых
положений при разработке редакции СН РК 2.04-21-2004 «Энергосбережение и
тепловая защита гражданских зданий» [3].
Согласно
п.5.5 СН РК 2.04-21-2004 [3] минимальное значение сопротивления теплопередаче
непрозрачных ограждающих конструкций должно быть не менее наибольшего из
значений определяемых по формулам
(1)
(2)
В формуле (2) 
- нормируемый температурный перепад между расчетной
температурой воздуха в помещений и температурой внутренней поверхности стены
при расчетной температуре наружного воздуха, 0С.
В старых редакциях СНиП «Строительная
теплотехника» [4] для наружных стен жилых зданий 
принимался равным 6°С, в редакции СН РК
2.04-21-2004 значение нормируемого температурного перепада 
(по таблице 2)
принимается равным 4°С. Другими словами, если раньше
требовалось, чтобы в течение наиболее холодной пятидневки температура внутренней
поверхности стены 
была бы не ниже 14°С при температуре
воздуха в помещений 
=20°С, то по настоящим нормам - не менее 16°С.
Наиболее комфортными в г.Шымкенте считаются дома
с кирпичными стенами в 380мм (в 1,5 кирпича) эти стены, как раз, и обеспечивают
расчетное значение 
, равное 6°С. Новые нормы и указанное в них
"повышение" санитарно-гигиенических требований обязывают делать
кирпичные стены толщиной, примерно, в 2-3 кирпича т.е. не менее 510мм.
Введению таких санитарно-гигиенических
требований в разрабатываемые новые нормы должны предшествовать медицинские
исследования. Итогом этих исследовании должен быть вывод о том, что
значительная часть людей заболевает вследствие того, что в течение только пяти
дней в году температура на внутренней поверхности равна 14°С при температуре
помещения 20°С,
а если эту температуру в этот же период сделать на 2°С выше т.е. 16°С - то не заболевают.
Если этот факт подтвердится экспериментально, то вывод должен быть такой, что
новые требования следует распространять на участки стен без оконных проемов.
Получается, что требуемое сопротивление
теплопередаче стен здания, исходя из повышенных санитарно-гигиенических и
комфортных условий повышается в 
раза.
Обычная аргументация такого повышения
сопротивления теплопередаче стен заключается в том, что и в старых нормах также
не было выполнено медицинских исследований, подтверждающих достаточность
перепада 
для обеспечения комфортных условий в помещении, а
следовательно не надо подтверждать и назначение 
. Это считаем
логической ошибкой.
Следует указать, что конструкция наружной стены
обеспечивающий перепад температур между ее внутренней поверхностью и
температурой помещения в 6°С, проверены многолетним опытом и необоснованно
увеличивать нормируемые величины без соответствующего обоснования нельзя.
Понятно, что введение значений нормируемого
перепада температур 
и повышение
санитарно-гигиенических требований существенно увеличивает расход материалов на
наружные ограждающие конструкции, повышает стоимость жилья и снижает объемы
строительства при остром дефиците жилья. Такое «повышение» должно быть
аргументировано на макроэкономическом уровне т.е на уровне государственной
политики.
Рассмотрим формулу (4.3) определения потребности
в полезной тепловой энергии на отопление здания в течение относительного
периода 
[1]:
, (3)
где
- общие теплопотери здания через наружные
ограждающие конструкции, МДж; 
- бытовые теплопоступления в течение отопительного периода, МДж; 
- теплопоступления через
окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, МДж;
ν - коэффициент, учитывающий способность ограждающих конструкции помещений
здания аккумулировать или отдавать тепло; ξ - коэффициент эффективности
авторегулирования подачи тепла в системах отопления; 
- коэффициент,
учитывающий дополнительные теплопотребления системы отопления.
Анализ формулы (3) показывает, что на самом деле
коэффициент 
, учитывающий дополнительные теплопотребления системой
отопления, должен относится не к общей сумме, а только к слагаемого 
,
потому что по своему смыслу, указанному в расшифровке параметров формулы, он
касается только составляющей теплозатрат, связанных с теплопотерями через
оболочку здания.
Вместе с тем, наличие коэффициента снижения
теплопоступления за счет тепловой инерции ν в формуле (3), согласно работы
[5], считается необоснованным, поскольку теплоинерционность конструкции в сочетаний
с использованием автоматического регулирования
климатических систем имеет значение только для расчета максимальной
тепловой мощности систем, которая всегда будет ниже, чем максимальная величина
теплопотерь или теплопоступлений. Считается, что введение каких-либо
коэффициентов к общему энергопотреблению не требуется.
Вместе с тем максимальное значение коэффициента
эффективности авторегулирования подачи тепла в системах отопления ξ не
должно быть выше 0,85, поскольку даже при установке термостатов у отопительных
приборов и авторегулировании на тепловом вводе возможны ситуации, когда в
начале и конце отопительного периода теплопоступления в помещение окажутся
больше, чем текущие теплопотери через оболочку здания. Таким образом,
рекомендуемый вид формулы (3) будет следующим:
(4)
Следует также отметить, что в разрабатываемых
нормах, в соответствии с масштабными программами высотного строительства в
Республике, необходимо предусмотреть основные требования к тепловой защите и
энергетической эффективности высотных зданий, которые в существующих нормах не
рассмотрены.
При этом требования к наружным ограждающим
инструкциям высотных зданий должны подразделяться на общие - предъявляемые к
конструкциям независимо от высоты здания, и особые - предъявляемые к
конструкциям в связи с повышенной высотой здания.
При этом к особым требованиям, которые должны
быть специально разработаны для высотных зданий, нужно отнести требования к
теплозащитным функциям, которые продиктованы задачей обеспечения повышенного
уровня комфортности помещений при условии высокой энергетической эффективности
этих зданий.
При разработке норм следует учесть особые
условия климатического воздействия, возникающих с повышением высотности здания
(изменения температурного, ветрового режимов, воздействие солнечной радиации),
а также нужно предусмотреть разработку и уточнение новых климатических
параметров характерных для высотных зданий.
Изменение температуры воздуха на единицу
расстояния по вертикали по данным измерений на высотной мачте составляет в
среднем 0,65°С/100м.
В связи с этим градиентом необходимо рассчитать средние месячные температуры
воздуха на соответствующих высотах, так как продолжительность и средняя
температура отопительного периода является производными от средней месячной
температуры наружного воздуха. Вместе с тем для выбора уровня теплозащиты
высотного здания должна быть установлена дифференциация зданий по высоте или,
при соответствующем обосновании,
допускать различные уровни теплозащиты зданий по высоте, а следовательно
устанавливать и класс энергетической эффективности.
В заключении следует отметить, что в целом при
разработке новой редакции СН и СП «Нормы теплотехнического проектирования
гражданских и промышленных зданий с учетом энергосбережения» необходимо
исходить из макроэкономической обоснованности повышения требуемого
сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций.
При рассмотрении вопроса о нормировании
теплозащиты здания и экономии тепловой энергии в масштабах государства будет
неправильным определять ценность мероприятия в денежном выражении. Необходимо
использовать и другие ценности, чтобы всесторонне оценить влияние мероприятия
на приоритеты государственной политики: экономия энергии, затраты труда, объемы
построенного жилья, изменение демографической ситуации и т.д. Исследования в
этом направлении должны быть проведены, а принятые изменения должны быть
подтверждены соответствующими расчетами и технико-экономическим обоснованием.
Таким образом, только комплексный подход к
проблеме энергосбережения по параметрам энергетической эффективности здания, на
этапе проектной документации, учитывающий все виды потребляемых зданием
энергетических ресурсов и рассматривающий все возможные пути снижения
потребляемой им энергии, включая и этапы разработки нормативных документов
позволит создать условия для преобразования рынка новых строительных
технологий, будет способствовать развитию рынка строительства жилые, приведет к
увеличению занятости населения, и существенному энергосбережению, повысит
тепловой комфорт в помещениях зданий.
Литература
1. Государственная программа «Энергосбережение –
2020». Утверждена
постановлением Правительства Республики Казахстан от 29 августа 2013 года № 904
2. СН РК 2.04-01-2009. Нормы теплотехнического проектирования
гражданских и промышленных зданий (сооружений) с учетом энергосбережения
3. СН РК 2.04-21-2004.
Энергосбережение и тепловая защита гражданских зданий
4. СНиП II-3-79*. Строительная
теплотехника
5. О.Д.
Самарин. Предложения по совершенствованию актуализированной редакции СНиП
23-02//Жилищное строительство № 6, 2012, с 13-15.
Ключевые
слова:
энергосбережение, температурный перепад, тепловая защита, теплозатрат,
теплопотерь, ограждающие конструкции.