Оптимизация теплотехнических показателей светопрозрачных фасадов

В жилых зданиях в силу особенностей планировочных решений, жестких теплотехнических, противопожарных требований и традиционной экономии застройщиков сплошное остекление применяется лишь для ограждения балконов, нижних этажей и зимних садов на кровлях. В квартирах же устанавливаются традиционные окна. Архитектурная мода общественных зданий — офисов, банков, торговых, спортивных и развлекательных центров, напротив, имеет тенденции к значительному увеличению площадей светопрозрачных фасадных ограждающих конструкций.

Вместе с тем инженерные решения современного общественного здания неотделимы от его архитектурного облика и направлены на снижение энергопотребления, обеспечение безопасности и повышение качества микроклимата в помещениях. Но немногие заказчики и инвесторы на ранней стадии просчитывают будущие эксплуатационные расходы и имеют достаточные опыт и знания, чтобы избежать проблем, связанных с низкими техническими характеристиками и качеством остекленных фасадных конструкций. Избыточные теплопотери, образование конденсата и обледенение в краевых зонах остекления и на поверхностях алюминиевых профилей, разрушение откосов и монтажных стыков на многих известных объектах в республике — тому подтверждение.

Сегодня проектировщиками уделяется особое внимание повышению теплоизоляционных характеристик витражей и светопрозрачных фасадов как разновидности ограждающих конструкций, поскольку современный стеклянный фасад — это сложный и ответственный продукт, на который приходится до 20% инвестиционных затрат.

Сегодня многие архитекторы понимают, что наиболее правильным подходом при проектировании общественного здания с большими площадями светопрозрачных конструкций является выбор фасадной системы, остекления и алюминиевых профильных переплетов с повышенными значениями сопротивления теплопередаче. Это важно для оптимизации энергетического баланса здания на стадии проектирования. Очевиден резкий контраст между значениями сопротивления теплопередаче, например, применяемых сегодня профилей низкоизолированных систем светопрозрачных фасадов — 0,28—0,40 м2*оС/Вт и сопротивления теплопередаче стеновых конструкций — 2,00—2,50 м2*оС/Вт. По сути, алюминиевые профили с такими показателями — это теплопроводные включения в ограждающую конструкцию, создающие существенные проблемы и расходы в процессе эксплуатации.

Вызывает удивление, что архитекторы при разработке проекта здания с большой площадью фасадного остекления до сих пор прописывают для него требование «не менее 0,60 м2*оС/Вт», которое распространяется на световые проемы (окна и балконные двери), площадь которых определяется только исходя из нормативного значения коэффициента естественной освещенности помещений.

С 1 октября 2003 г. Постановлением № 113 Госстроя России введен в действие СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий». Документ сохраняет преемственность с отмененным в октябре 2003 г. СНиПом «Строительная теплотехника», редакция 1998 г. (аналогом СНБ 2.04.01—97). Новые нормы отличаются от старых тем, что устанавливают классы энергетической эффективности зданий, порядок заполнения энергетического паспорта объекта, критерии теплозащиты, методы контроля, характер и уровень энергоаудита, согласованные с европейскими стандартами. Соответствие нормативной базы в России мировым тенденциям стало серьезным толчком для развития строительных технологий, так же, как и в Европе, где применение норм EnEV 2000 должно сократить потребление энергии примерно на 30%.

СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий» ограничивает коэффициент остекленности фасада (для жилых зданий — не более 18%, для общественных — не более 25%), если коэффициент сопротивления теплопередаче окон (светопрозрачных конструкций) меньше указанных здесь значений, зависимых от величин градусов суток отопительного периода. СНиП 23-02-03 также ужесточает нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции. Опытный проектировщик делает для себя вывод: при коэффициенте остекленности фасада более 25% в силу вступают другие законы.

Для общественных зданий с коэффициентами остекленности фасадов 25 % и более требуемое (минимальное) сопротивление теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций (включая профильные переплеты) должно рассчитываться индивидуально, исходя из температурновлажностных условий эксплуатации объекта, положения ограждающей конструкции и коэффициента теплоотдачи ее внутренней поверхности. Необходимость соответствия показателей фасадных конструкций указанным выше требованиям, а также предоставления документальных подтверждений и теплотехнических расчетов или протоколов испытаний таких конструкций претендентами должна прописываться заказчиком и генподрядчиком в тендерном задании.

При проектировании величину сопротивления теплопередаче светопрозрачного фасада можно точно определить расчетом, но для этого необходимо знать теплотехнические свойства всех его компонентов (получив данные у производителей):

— панелей заполнения ячеек фасадных конструкций (стеклопакетов, термопанелей и пр.);

— комбинаций алюминиевых профилей;

— линейных краевых участков (в зависимости от материалов: спейсерной рамки стеклопакета, контурного профиля вставных элементов (окон, фрамуг, панелей и пр.));

— габариты ячеек фасадной конструкции.

Особо следует сказать о необходимости соблюдения качества работ при монтаже фасадных конструкций и использовании должных материалов для устройства монтажных стыков. Во всем мире установлены очень высокие требования к монтажу светопрозрачных фасадов: применение в монтажных швах высокоэффективных гидро-, тепло- и пароизоляционных материалов является законом и не обсуждается. Это позволяет избежать существенных теплопотерь и ускоренного разрушения строительных конструкций. Применение системных изоляционных лент, фартуков, специальных герметиков, минераловатных и иных термовкладышей влечет за собой увеличение общей стоимости материалов от 4 до 7 % от стоимости самой фасадной конструкции — инвесторы принимают данную статью расходов как должное. В итоге они получают смонтированную по всем правилам и нормам конструкцию, гарантия на которую хотя и выдается производителем (подрядчиком), но основана она на качестве исходных материалов, подтвержденном в свою очередь гарантией проверенных поставщиков.

Недопонимание некоторыми заказчиками ответственности данного вида работ и отсутствие должного технического надзора только усугубляют проблему. Поэтому проектировщикам, несущим профессиональную и моральную ответственность за конечный результат своего труда, следует уделять повышенное внимание узловому проектированию светопрозрачных фасадов на стадии АР/С и КМ с указанием всех необходимых требований по устройству монтажных стыков. Потому как проект — документ, требования которого надо выполнять.

Светопрозрачные элементы фасадов должны иметь долговечность порядка 30—50 лет. Следовательно, при определении оптимальных проектных показателей остекленных фасадов нужно принимать во внимание не сегодняшние цены на энергоносители, а учитывать прогнозные показатели этих цен на весь период эксплуатации объекта и тенденции по ужесточению требований в области энергосбережения со стороны государственных ведомств. По такому принципу строятся общественные здания в развитых странах мира.

Сегодня инвестор должен принимать во внимание не только крайне высокую стоимость модернизации или замены ограждающих фасадных конструкций в местах высоких теплопотерь, но и оценивать свои финансовые потери при необходимости будущей комплексной тепловой реабилитации объекта.

И только полагаясь на современные высокотехнологичные конструктивные решения и материалы с высокими эксплуатационными показателями, в том числе по надежности, долговечности и теплотехнике, на плодотворное сотрудничество с проверенными поставщиками и производителями конструкций можно не сомневаться, что инвестиции в такой сложный продукт, как остекленная оболочка общественного здания, сделаны правильно.

по материалам журнала «Архитектура и строительство»