Вопрос утепления дома далеко не праздный, волнует многих людей и требует определенных затрат, поэтому для того, чтобы ответить на него, рассмотрим причины необходимости утепления и выгоды, которые можно извлечь из фасадного утепления.

1. Нормативные требования по теплозащите

В далеком уже 1996 г. в СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника" были существенно увеличены требуемые значения приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций для различных зданий и помещений. Так, начиная с 1 января 2000 года (второй этап), приведенное сопротивление теплопередаче, например, для ограждающих конструкций жилых зданий по Москве и Московской области достигло 3,16 (м²*°С)/Вт.

На практике это означает, что для того, чтобы построить дом со стенами из кирпича глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе, толщина наружной стены должна быть не менее 2,5 м толщины. Вывод очевиден. Старые традиционные методы возведения ограждающих конструкций становятся неприемлемыми.

Задачу выполнения требований по теплозащите можно решить переходом от однослойных ограждающих конструкций к многослойным с применением эффективных утеплителей, таких как, например, минеральная вата или пенополистирол.

Это привело к появлению на строительном рынке разнообразных систем утепления, среди которых наиболее распространенными являются: слоистая эффективная кладка (рис. 1); системы фасадные теплоизоляционные композиционные (СФТК) с наружными штукатурными слоями (рис. 2); вентилируемые фасады (рис. 3).

Отметим, что для всех перечисленных систем утепления можно выделить ряд основных элементов:

1 - несущая стена; 2 - эффективный утеплитель; 3 - крепеж; 4 - финишная отделка.

2. Уменьшение затрат на отопление

На рис. 4.1 приведены потери тепла различными ограждающими конструкциями здания. По разным оценкам тепловые потери через наружные стены лежат в интервале 30...50% от общих теплопотерь. Как правило, частный владелец, хорошо утепляет рулонными материалам или плитами пол, перекрытия и кровлю. В настоящее время на строительном рынке существует большой выбор различных качественных стеклопакетов с высоким термическим сопротивлением. А вот утепление наружных стен практически всегда недостаточно, причем зачастую даже с точки зрения выполнения санитарно-гигиенических требований, не говоря об энергосбережении. Поэтому в общей сумме теплопотерь потери через наружные стены можно оценить по верхней границе, т.е. не менее 40-50%.

Перейдем теперь к рис. 4.2. При сгорании в нагревательном котле, например, таких традиционных горючих материалов, как газ, мазут или уголь, выделяется тепловая энергия Q_полная. Эта энергия используется для нагрева теплоносителя, например, воды, которая через трубы разводки подается к радиаторам отопления. Нагретый радиатор высвобождает тепловую энергию Q_польза для обогрева помещения.

Часть тепловой энергии Q_{пот.кот.} уносится продуктами сгорания и безвозвратно теряется.

Упрощенно КПД нагревательного котла можно представить формулой (1), причем по формуле (2), очевидно, что тепловая энергия, снимаемая с нагретых радиаторов, есть тепловая энергия котла минус его тепловые потери (другими потерями, связанными с типом котла, трубами разводки и радиаторами пренебрегаем).

Система отопления здания должна обеспечивать основное условие теплового баланса (4), когда тепловая мощность отопления должна быть не менее, чем общие теплопотери здания.

Простейший анализ развернутой формулы (3) и условия (4) показывает, что есть два пути снижения стоимости затрат на отопление здания. Это увеличение КПД нагревательного котла и снижение теплопотерь здания.

Современные отечественные котлы, например, ОАО "Жуковский машиностроительный завод" имеют КПД 87-90%. Известные марки импортных котлов декларируют КПД на уровне 91-97%. Если годовое потребление газа для частного дома составляет 4000-6000 м³/год, то даже установка импортного котла даст максимум экономии равной только ~ 10%, что составит 400-600 м³/год.

Второй путь, связанный со снижением теплопотерь здания, очевидно, более эффективен. Из формулы (5) наглядно видно, что это напрямую зависит от термического сопротивления наружных стен. Чем выше термическое сопротивление, тем меньше теплопотери. Например, применение фасадного утепления с одновременной установкой современных стеклопакетов позволяет более, чем вдвое снизить потребление энергоносителей.

Отметим также, что фасадное утепление обеспечивает необходимую температуру на внутренней поверхности наружной стены обогреваемого помещения, что предопределяет комфортные условия проживания (см. п.3).

3. Обеспечение комфортных условий проживания

Комфортные условия проживания, исходя из санитарно-гигиенических требований, связаны с тем, что человек будет себя комфортно чувствовать около наружной стены и в середине обогреваемого помещения, только в том случае, если температура внутренней поверхности наружной стены лежит в интервале [+16…+25 °С]. В противном случае, из-за конвективных потоков воздуха около наружной стены и радиационного теплового обмена между телом человека и наружной стеной в середине помещения, наступят охлаждение [<16 °С] или перегрев [>25 °С], что очень хорошо показано на рис. 5. Фасадное утепление с необходимой толщиной утеплителя, как зимой (теплозащита), так и летом (теплоустойчивость), способно обеспечить температуру внутренней поверхности наружной стены в требуемом интервале.

4. Применение легких несущих стен

Тепловая инерция или теплоустойчивость многослойной ограждающей конструкции есть сумма произведений сопротивлений теплопередаче на коэффициент теплоусвоения отдельных слоев. В связи с тем, что массивность легких конструкций мала, то неизбежно снижение теплоустойчивости ограждающей конструкции из-за снижения коэффициента теплоусвоения. Повышения теплоустойчивости можно добиться за счет увеличения сопротивления теплопередаче при введении в конструкцию эффективного утеплителя.

Применение легких несущих ограждающих конструкций позволяет снижать общие затраты на строительство, причем, в первую очередь, затраты на возведение фундаментов.

5. Увеличение полезной площади внутренних помещений

При одном и том же пятне застройки легкие ограждающие конструкции, при меньшей толщине, позволяют увеличить полезную площадь внутренних помещений. Например, для многоквартирных домов это может быть весьма внушительная цифра.

6. Аккумулирование тепла в несущей стене

В многослойной ограждающей конструкции, где эффективный утеплитель расположен снаружи, а более массивная несущая стена изнутри, аккумулирование тепла происходит в несущей стене. Массивная несущая стена обладает высоким коэффициентом теплоусвоения, а эффективный утеплитель препятствует выходу тепла наружу. Этот факт наглядно представлен на рис. 6.

8. Дополнительная звукоизоляция

Минеральная вата и пенополистирол являются эффективными звукопоглощающими материалами, при применении которых повышается звукоизолирующая способность ограждающей конструкции.

9. Улучшение экологии окружающей среды

Экономия энергоресурсов, расходуемых на отопление, положительно влияет на состояние окружающей среды из-за снижения вредных выбросов в атмосферу, вызывающих такие отрицательные явления, как парниковый эффект или кислотные дожди.

10. Разнообразие архитектурных и цветовых решений

Декоративные навесные элементы любой сложности (фото 7), декоративные фактурные штукатурки(фото 8), любые фасадные краски с компьютерным тонированием по всему спектру цветов (фото 9) позволяют реализовать самые современные идеи архитекторов и проектировщиков. Кроме того, при реконструкции или капитальном ремонте системы наружного утепления позволяют устранить дефекты и разрушения, которые возникли в процессе эксплуатации здания.