Энергоэффективность металлокаркасных жилых домов СТИЛТАУН ®: результаты натурных испытаний

Одним из важных  достоинств домов на металлическом каркасе справедливо считается их энергоэффективность. Благодаря легкому весу каркаса и применению современных теплоизоляционных материалов  такие дома потребляют в 2-3 раза меньше энергоресурсов на обогрев и лучше удерживают аккумулированное тепло. Для жильцов это означает ощутимое сокращение одной из основных составляющих коммунальных платежей – отопления.  
 
Чтобы подтвердить качество тепловой защиты металлокаркасных домов на практике, компания «Андромета» в декабре 2014 провела натурные тепловизионные испытания ограждающих конструкций 4-этажного дома, построенного по металлокаркасной технологии СТИЛТАУН® в жилом комплексе «Гармония»  рядом с Обнинском.

Испытания тепловой защиты 4-этажного дома СТИЛТАУН® выполнялись аттестованной лабораторией по Комплексной методике контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений, утвержденной Госстроем РФ.

Обследование включало измерение уровня теплозащиты  наружных ограждающих конструкций и их проверку на наличие скрытых дефектов теплозащиты в соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Основным материалом, обеспечивающим теплозащиту дома, является пенобетон плотностью 300 кг/м³. Этот материал имеет один из самых высоких показателей теплоаккумулирующей способности,  почти в 5 раз превосходящий кирпич и сопоставимый с деревом. При этом затраты тепла на нагревание  стен  и перекрытий металлокаркасного дома, благодаря их меньшей массе, в 2 раза ниже,  чем деревянного. В совокупности эти факторы обеспечивают существенную экономию энергопотребления. Конструкции стен и перекрытий на основе пенобетона  по металлическому каркасу и несъемной опалубке из плитного материала (в данном случае – стекломагнезита) разработаны и запатентованы компанией «Андромета», и при строительстве жилого комплекса «Гармония» прошли свою практическую апробацию. 

Объектом испытаний была полная секция дома из 4 жилых этажей и цокольного, предназначенного для размещения офисов и магазинов. Метод определения теплозащитных свойств ограждающих конструкций и теплоаккумулирующей способности здания основан на мониторинге теплового режима ограждающих конструкций в натурных условиях с помощью контактных датчиков температуры и плотности теплового потока, проходящего через ограждающие конструкции.

Датчики подключают к измерителю-регистратору, который круглосуточно фиксирует данные с интервалом не более 30 мин. По результатам тепловизионной съемки рассчитываются теплотехнические характеристики ограждающих конструкций здания: термическое сопротивление, сопротивление теплопередаче, потери тепла. На рисунках показаны примеры термограмм, полученных при внутренней и наружной съемке жилого 4-этажного дома СТИЛТАУН®. 

Как видно на рисунков, разброс температур на поверхности стен и перекрытия, включая места их стыков, не превышает 4,5^oC, участков с пониженной температурой нет. Такие участки не были выявлены ни в одном из более 50 мест в различных частях дома, где были установлены датчики. Это говорит о равномерной плотности заливки пенобетона, а значит - качественной тепловой защите дома.

Согласно требованиям СНиП 23-02-2003, для аттестации качества тепловой защиты здания по результатам испытаний необходимо было рассчитать санитарно-гигиенический показатель, включающий такие составляющие:

• превышение температуры точки росы внутреннего воздуха на внутренних поверхностях ограждающих конструкций;
• соответствие нормам температурного перепада между температурой внутреннего воздуха и среднейтемпературой внутренних поверхностей ограждающей конструкции.

На рисунке приведено распределение температур по сечению наружной несущей стены с пенобетонной теплоизоляцией и керамогранитной облицовкой, рассчитанное на основании снятых термограмм 4-этажного жилого дома СТИЛТАУН®.

1 - стекломагнезит 10 мм, 2 - пенобетон (300 кг/м3) - 170 мм., 3 - стекломагнезит 10 мм, 4 - базальтовая теплоизоляционная плита 100мм, 5 - пароизоляционная пленка, 6 - система металл-профиль с воздушной прослойкой и керамогранитными облицовочными плитами.

Как видно из рисунка, температура внутренней поверхности стены почти на 10^oC выше температуры «точки росы», а зона конденсации находится за пределами теплоизолирующего слоя. Это означает отсутствие паров влаги внутри теплоизоляции стены, а значит – гарантирует неизменность ее теплотехнических свойств.

Один из основных показателей качества тепловой защиты - сопротивление теплопередаче ограждающих конструкцийдома. Чем оно выше, тем лучше дом сохраняет тепло и, соответственно, меньше потребляет энергии на обогрев. Расчеты приведенного сопротивления теплопередаче были выполнены для всех типов ограждающих конструкций жилого 4-этажного дома СТИЛТАУН®: разных типов стен, перекрытий, кровли, окон и дверей. Как видно из данных таблицы, представленной ниже, все они отвечают требованиям СНиП 23-02-003, а те, которые выполнены из пенобетона по металлокаркасу  (стены жилых помещений и перекрытия) – существенно превосходят нормативные значения. Так, сопротивление теплопередаче наружных несущих стен дома превышает нормативный минимум более, чем в 1,5, а перекрытий – почти в 2 раза.

Ниже представлена диаграмма, иллюстрирующая зависимость потерь тепла ограждающей конструкцией от величины ее сопротивления теплопередаче; вертикальными линиями показаны нормативные значения (красная линия соответствует требованиям СНиП) и фактическое значение сопротивления, рассчитанное по данным тепловизионной съемки наружной несущей стены 4-этажного дома СТИЛТАУН® с пенобетонной теплоизоляцией и керамогранитной облицовкой (ярко-синяя линия).

Как видно из диаграммы, потери тепла наружных стен дома в ж/к «Гармония»  более, чем в 4 раза меньше нормативного значения.

Это гарантирует существенно меньшеее потребление тепла данным металлокаркасным домом по сравнению с аналогичными домами, построенными из обычных материалов, что подтверждают и фактические данные приборов учета потребляемого тепла, установленные на жилых домах ж/к "Гармония" действительно регистрируют расход тепла, в три раза меньший нормы, принятой щилищно-коммунальными службами.

Результаты комплексных тепловизионных испытаний ограждающих конструкций 4-х этажного жилого дома на металлическом каркасе СТИЛТАУН® полностью подтвердили и качество исполнения дома, и существенное превосходство теплотехнических характеристик ограждающих конструкций из металла и пенобетона над традиционными строительными материалами, и высокую энергоэффективность домов на металлокаркасе.  

По результатам испытаний 4-этажному металлокаркасному дому в жилом комплексе «Гармония»официально присвоен класс энергетической эффективности В - высокий, что отражено в Энергетическом паспорте дома.

Применение металлокаркасной технологии для возведения многокрвартирных жилых домов значительно сокращает не только вложения застройщиков и срок их возврата, но и последующие затраты собственников жилья на обогрев и кондиционирование домов, создавая дополнительные финансовые преимущества, особенно важные в современной экономической обстановке.