ЭКОНОМ�ЧЕСК�Е АСПЕКТЫ ПР�МЕНЕН�Я ТЕПЛО�ЗОЛЯЦ�� ДЛЯ РЕГ�ОНОВ

По оценкам специалистов, до 70% тепла отечественных ТЭЦ не доходит до потребителей, из них 40% теряется в теплоцентралях и 30% — непосредственно в домах. На первый взгляд, цифры эти неправдоподобно большие. Но надо принимать во внимание тот факт, что основной объем теплотрасс был построен или реконструирован в 70–80 гг., и на настоящий момент износ теплосетей и сопутствующих инженерных сооружений во многих регионах России приблизился к критическому уровню и составляет 50–75%. Это становится причиной участившихся утечек и аварий, массовых отключений теплоснабжения жилых и муниципальных зданий. Та же безрадостная картина наблюдается и при анализе теплопотерь в жилых и общественных зданиях. Уровень теплозащиты большинства зданий существенно ниже указанного в современных нормативных требованиях, предъявляемых к сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций. По данным Госстроя РФ, фактические теплопотери в жилых домах на 20–30% превышают проектные значения вследствие низкого качества строительства и эксплуатации. В основном в ранее построенных зданиях средней полосы России сопротивление теплопередаче стен составляет 0,9–1,1 кв. м оС/Вт, окон — 0,39–0,42 кв. м оС/Вт, покрытий — около 1,5 кв. м оС/Вт. Принятые недавно нормативные требования увеличили значения сопротивления теплопередаче: для стен до 3,0–3,5 кв. м оС/Вт, для окон — до 0,55–0,60 кв. м оС/Вт, для покрытий — до 4,5– 5,0 кв. м оС/Вт. Однако новым требованиям пока соответствует лишь несколько процентов всего жилого фонда страны. В свете тенденции роста цен на энергоносители в России задача уменьшения потерь тепла на пути от производителя к потребителю становится все более и более актуальной. Представляется очевидным, что проблема снижения теплопотерь может быть решена лишь путем масштабного внедрения современных теплоизоляционных решений на основе высокоэффективных и долговечных теплоизоляционных материалов. Такие энергосберегающие решения должны найти применение на всем пути от производителя теплоэнергии до ее потребителя. Как показывают расчеты, экономия топливно-энергетических ресурсов при помощи широкого использования высокоэффективной теплоизоляции гораздо более рентабельна по сравнению с увеличением объемов добычи топлива и строительством новых мощностей по производству энергии. До недавнего времени на пути к внедрению энергосберегающих решений для строительной и технической изоляции, помимо очевидных экономических причин, существовали и препятствия, связанные с недостатками законодательно-нормативной базы проектирования и строительства. В изначальной редакции СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» отсутствовали требования по энергопотреблению на отопление и по энергетической эффективности зданий, при выборе уровня теплозащиты не учитывались объемно-планировочные параметры здания и возможность использования более эффективных отопительно-вентиляционных систем и систем теплоснабжения. Лишь в последние годы в связи с ужесточением энергосберегающей политики были сделаны серьезные попытки привести строительные нормы в соответствие требованиям современности. Так, изменения в новой редакции СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» от 1997 г. потребовали перехода к использованию более эффективных теплоизоляционных материалов нового поколения с улучшенными теплотехническими свойствами. Произошли изменения и в нормативной базе проектирования строительной теплоизоляции. В 25 регионах РФ уже апробировано проектирование теплозащиты отапливаемых зданий с новым нормативным требованием — комплексным показателем удельной потребности на отопление здания (расход энергоносителей), приходящимся на единицу полезной площади или отапливаемого объема и на одни градусо-сутки отопительного периода. На основе этого положительного опыта и разрабатываются новые СНиП. Приведем ряд значений градусо-суток и необходимых показателей термосопротивления стен для некоторых городов России(см. табл. 1). На этот прогрессивный путь нормирования уже перешли в Германии, Дании, Нидерландах, Франции, �спании, Польше и в ряде штатов США. Европейская Комиссия в апреле 2001 г. одобрила предложение по стандартизации энергетической эффективности зданий в Европейском Союзе, в основу которого положен указанный принцип. Также ведется разработка и внедрение территориальных строительных норм (ТСН) по проектированию тепловой изоляции оборудования, трубопроводов и зданий, которые позволят оптимизировать тепловые потери с учетом реальной стоимости тепловой энергии, природно-климатических особенностей, возможностей местной строительной индустрии, энергообеспеченности, стоимости теплоизоляционных и защитно-покровных материалов для конкретных регионов России. Разработка норм на региональном уровне открыла возможность ускоренного внедрения современных стандартов по эффективному использованию энергии в строительстве на всей территории страны. В этих нормах впервые установлена взаимосвязь между теплозащитой зданий, системами их отопления и теплоснабжения, причем этот комплекс рассматривается как единая энергетическая система. Рассмотрим подробнее особенности теплоизоляции зданий, теплосетей и трубопроводов различного назначения. ЭФФЕКТ�ВНАЯ �ЗОЛЯЦ�Я В ТЕПЛОСЕТЯХ Всего в России насчитывается около 240 тыс. км трубопроводов теплоснабжения населения, гражданских и промышленных объектов. Около 80% всех теплотрасс в России выполнено канальным способом с применением мягких отечественных материалов — прошивных матов из стекловаты или шлаковаты с гидроизоляцией (бризолом, изолом, полимерными лентами) или бесканальной прокладкой трубопроводов в жесткой изоляции из армопенобетона и битумоперлита. Помимо того, что перечисленные материалы обладают недостаточными теплоизолирующими свойствами, они имеют весьма высокое влагопоглощение, что значительно уменьшает срок службы самой изоляции и увеличивает скорость коррозии металла труб. Применение высокоэффективных теп-лоизоляционных материалов для изоляции теплосетей и прочих трубопроводов имеет несколько важнейших функций: • снижение плотности теплового потока до величин, предусматриваемых соответствующими нормативами, и как следствие — уменьшение теплопотерь в трубопроводах горячего водоснабжения, отопления и т. п.; • поддержание требуемой температуры в трубопроводах, резервуарах и технологических емкостях; • предотвращение замерзания воды в трубопроводах при остановке ее движения в зимнее время; • обеспечение заданной температуры на поверхности изоляции (по требованиям безопасности); • предотвращение оттаивания грунта вокруг трубопроводов, эксплуатируемых в условиях вечной мерзлоты; • предотвращение конденсации влаги из окружающего воздуха на поверхности труб и в покровном слое тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, содержащих вещества с температурой ниже температуры окружающего воздуха; • увеличение срока службы трубопроводов и резервуаров за счет замедления коррозии металла. Но применение теплоизоляции не может ограничиваться магистралями централизованного отопления. Как видно из приведенных выше оценок специалистов, изоляция внутридомовых тепловых сетей для уменьшения теплопотерь имеет не меньшее значение. А значит возникает задача выбора метода эффективной изоляции для труб самых разных диаметров, температуры теплоносителя и условий эксплуатации. В зависимости от диаметра изолируемых труб используются жесткие формованные изделия (цилиндры, полуцилиндры, сегменты) или рулонные мягкие изоляторы — маты. Для изоляции труб небольшого диаметра применяются цилиндры, полуцилиндры или сегменты из полимерных или минераловатных теплоизолирующих материалов. Для трубопроводов диаметром от 18 до 273 мм предпочтительны формованные минераловатные изделия (цилиндры или полуцилиндры) с толщиной теплоизоляционного слоя от 20 до 80 мм. Также в этой сфере находят применение цилиндры из вспененного каучука или пенополиэтилена, однако эти материалы гораздо дороже, к тому же горючи и рассчитаны на узкий диапазон рабочих температур. На российском рынке можно встретить и изделия для технической изоляции из стеклянного штапельного волкна. Сфера применения таких изделий гораздо уже, чем для минераловатных цилиндров, — и по противопожарным нормам и по физико-техническим характеристикам. Для изоляции трубопроводов больших диаметров применяются рулонные изоляторы — маты (монтируемые при прокладке трубопровода) или нанесенная в заводских условиях пенополиуретановая теплоизолирующая оболочка с полимерным или жестким защитным кожухом (в основном применяется для прокладки трубопроводов методом наземной укладки). Надо принимать во внимание, что согласно противопожарным требованиям при применении теплоизоляционных конструкций из горючих материалов для трубопроводов надземной прокладки следует предусматривать вставки длиной 3 м из негорючих материалов не менее чем через 100 м длины трубопровода. Для теплоизоляции трубопроводов, теплоцентралей, паропроводов по сей день используются сравнительно дешевые маты из отечественного стекловолокна. К сожалению, такая изоляция оказывается недолговечна и малоэффективна, поскольку стекловата обладает большим водопоглощением и за несколько сезонов теряет теплоизолирующие свойства. Большой коэффициент монтажного уплотнения (более 3) требует большого расхода материала. Для этих целей более пригодны гидрофобизированные минераловатные маты, срок службы которых ограничивается лишь физическим износом труб. В целом выбор адекватного теплоизоляционного решения для теплосетей приобрел в последние годы сверхважное значение для многих регионов России. Стало понятно, что при современном уровне финансирования коммунального хозяйства теплосети изнашиваются быстрее, чем обеспечивается их реконструкция, из-за чего возрастает число аварий и отключений тепла. По данным Госстроя РФ, в текущем отопительном сезоне уже зарегистрировано более 1500 инцидентов и отказов в системах теплоснабжения городов и населенных пунктов и 59 чрезвычайных ситуаций и крупных на объектах ЖКХ в 29 субъектах Российской Федерации. � высказывается мнение, что пик этого кризиса еще впереди. Помимо исключительно организационных и экономических причин сложившейся в регионах катастрофической ситуации, ее очевидной причиной технического плана считается использование таких устаревших материалов, как стекловата, шлаковата, армопенобетон или битумоперлит. Теплоизолирующие оболочки из этих материалов уже спустя считаные годы эксплуатации теряют значительную часть теплоизоляционных свойств и становятся не способны предотвратить «размораживание» теплосетей даже при самой кратковременной остановке ее движения (например, при незначительной неисправности насосного или котельного оборудования). ОСОБЕННОСТ� ТЕПЛО�ЗОЛЯЦ�� ЗДАН�Й �сследования показывают, что при эксплуатации традиционного многоэтажного жилого дома через стены теряется до 40% тепла, через окна — 18%, подвал — 10%, покрытия — 18%, вентиляцию — 14%. Ставя задачу уменьшения теплопотерь, необходимо осознать важность комплексного подхода к использованию современных теплоизоляционных материалов. То есть наряду с очевидной необходимостью повышения тепловой сопротивляемости ограждающих конструкций, крыш, окон и перекрытий не обойтись и без модернизации инженерных систем — вентиляции и теплоснабжения. Перечислим основные методы достижения энергетической эффективности зданий: • повышение тепловой эффективности ограждающей оболочки здания, включая стены, покрытия и окна; • повышение регулируемости систем отопления и теплоснабжения зданий; • повышение эффективности эксплуатируемых систем теплоснабжения, в том числе путем перехода к применению альтернативных систем децентрализованного теплоснабжения; • внедрение систем принудительной вентиляции с применением систем рекуперации тепла вытяжного воздуха. 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 и индивидуальных жилых домов России заключены огромные резервы в достижении энергосберегающего эффекта, поскольку уровень теплозащиты этих зданий существенно ниже современных требований. Тепловая модернизация зданий требует единовременных капиталовложений, незначительных по сравнению с общей стоимостью жилья. Наиболее предпочтительным способом повышения теплозащиты реконструируемых зданий считается наружная теп-лоизоляция стен с применением эффективных теплоизоляционных материалов. При этом обеспечивается значительное повышение теплотехнической однородности наружных ограждений, простота конструктивных решений дополнительной теплозащиты, возможность утепления зданий без выселения жильцов, сохранение полезной площади, улучшение температурно-влажностного режима существующих наружных ограждений. Распространение в строительной практике получили конструкции наружной теплоизоляции, которые условно можно разделить на «мокрые» системы с оштукатуриванием плитного (предпочтительнее — минераловатного) утеплителя и «сухие» вентилируемые системы с облицовкой на относе от слоя теплоизоляции. Те же подходы используются при проектировании и возведении новых энергоэффективных зданий. Применение новейших энергосберегающих решений с привлечением современных теплозащитных материалов, многослойных стеновых конструкций, герметичных многокамерных стеклопакетов, энергосберегающей сантехники и инженерного оборудования позволяет значительно сократить теплопотери. Снижение энергопотребления зависит от региона строительства и объемно-планировочных решений зданий и в среднем составляет около 40% по сравнению со зданиями, построенными по старым нормам. Помимо вышеперечисленных аспектов пассивного энергосбережения, также стоит упомянуть о новейших решениях с привлечением высоких технологий. �меются в виду интеллектуальные системы отопления, позволяющие оптимизировать поступление и распределение тепла в здании — то есть обеспечить необходимое и достаточное его количество тогда и там, когда и где это необходимо. Однако такой подход требует внесения значительных и порой радикальных изменений в распространенную, в частности в России, схему централизованного отопления. ЗАКЛЮЧЕН�Е Отечественный и зарубежный опыт реконструкции старых и возведения новых зданий свидетельствует о том, что за счет комплексных энергосберегающих проектных решений (высокоэффективная теплоизоляция, системы отопления с авторегулированием подачи тепла, механическая вентиляция с рекуператорами тепла, нетрадиционные источники энергии и т.п.) можно весьма существенно сократить расход теп-ловой энергии. Уже сейчас можно отметить значительный прогресс в плане внедрения энерго-сберегающих технологий при строительстве новых домов. По данным Госстроя, около 70–80% новых зданий в России строятся в соответствии с новыми нормами теплозащиты. Есть и конкретные результаты внедрения энергосберегающих технологий. Например, благодаря росту уровня энергосбережения в московских новостройках за последние пять-семь лет был получен энергосберегающий эффект, равный 4% от общего энергопотребления зданий города. � эта очень существенная экономия с каждым годом будет постоянно расти. Другой аспект проблемы теплосбережения — реконструкция ветхого жилого фонда — стоит в России как никогда остро в связи с гигантским объемом работ. Более 90% жилого фонда не соответствует современным нормам энергосбережения. Разработано немало проектов повышения термосопротивления зданий, при этом основной акцент делается на тепловой модернизации массового панельного жилья как наиболее экономически целесообразной. Подсчитано, что затраты на проведение тепловой модернизации этой категории задний окупаются за 10–15 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 теплопотери всего жилищного фонда на 30%. Наметились также некоторые подвижки в сокращении теплопотерь в системах централизованного отопления, связанные большей частью с отказом от устаревших способов тепло- и гидроизоляции трубопроводов. Экспертами высказывается мнение, что лишь за счет перехода к высокоэффективным теплоизолирующим материалам в изоляции теплосетей, даже без замены существующей системы, энергоэффективность можно повысить в два-три раза и экономить на теплоснабжении порядка $12–13 млрд. в год — т. е. сумму, сопоставимую с доходами от экспорта нефти и газа. Однако прогресс в этой области по-прежнему тормозится очевидной экономической незаинтересованностью служб, ответственных за модернизацию теплосетей.