1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer

Анализ строительных материалов для энергосберегающего дома

Анализ строительных материалов для энергосберегающего дома

Согласно пересмотренной европейской директиве по энергетическим характеристикам зданий (EPBD II), на долю строительного сектора приходится 40% общего энергопотребления и 36% выбросов вредных газов (особенно CO2) в Европейском Союзе. Первые усилия по экономии энергии и сокращению выбросов парниковых газов привели к улучшению тепловых свойств конструкций.

Главным фактором была толщина теплоизоляции. Чем больше толщина теплоизоляции, тем лучше. Результатом попыток увеличения толщины теплоизоляционных слоев стали энергосберегающие дома с толстыми стенами (негабаритная толщина теплоизоляции), небольшие окна с многослойным остеклением, дома с минимальной охлаждаемой поверхностью ограждающих конструкций. Почти 90% жилого фонда нуждаются в ремонте. Эти дома имеют низкую энергетическую эффективность. Города сталкиваются с проблемой модернизации существующего жилищного фонда. Эту проблему необходимо решать. Новые дома должны соответствовать экологическим нормам и стандартам энергоэффективности. Чрезмерная толщина теплоизоляции приносит неисчислимые проблемы - долгосрочную экономическую окупаемость и влияние на технико-экономические показатели здания, конструктивные решения. Кроме того, энергосберегающий дом, изолированный внешней теплоизоляционной композитной системой, может подвергаться воздействию биотических факторов. Атаки вредителей отрицательно влияют на эстетическую функцию зданий (зеленые фасады) и способствуют биологической коррозии поверхностей ограждающих конструкций дома. Ухудшение свойств конструкций, в том числе эстетического впечатления, неприемлемо для инвесторов. Нарушение механической устойчивости, ухудшение физических свойств строительных материалов и конструкций или их частей могут быть финансово количественно оценены с помощью методов анализа рисков. Энергоэффективная архитектура, как для новых зданий, так и для реконструируемых, должна сочетать современные строительные материалы с передовым техническим оснащением. Основная цель строительства пассивных домов заключается в снижении общего воздействия строительного сектора на окружающую среду, внутренний климат и здоровье человека. Основными принципами являются эффективное использование энергетических, водных и других ресурсов, охрана внутреннего климата зданий и здоровья человека, сокращение отходов и загрязнения окружающей среды. Желательно, чтобы биоклиматическая архитектура включала переработанные и повторно используемые строительные материалы, и материалы из возобновляемых источников. В энергосберегающих домах используется энергия из возобновляемых источников, таких как солнечный свет (солнечные коллекторы, фотоэлектрическое оборудование) или дождевая вода. Фасад дома может стать энергетическим вкладом для пассивного дома, например, солнечной стеной.

Экологически безопасные строительные материалы

В соответствии с принципами устойчивого развития подходящими строительными материалами считаются пиломатериалы из леса, растительные материалы (солома или бамбук), переработанный камень, переработанный металл и следующие нетоксичные, многоразовые, возобновляемые материалы: глина, пробка, древесина, кальциево-песчаный камень, стекловолокно, овечья шерсть. Строительные материалы должны быть получены и изготовлены в непосредственной близости от места строительства. Причина - сокращение расхода энергии на транспортировку. В настоящее время нет единого метода оценки устойчивости, измерения и оценки строительных материалов. К счастью, существуют, по крайней мере, методы оценки общей экологической безопасности зданий. Они включают в себя оценку строительных материалов. Экологически безопасные строительные материалы сводят к минимуму деградацию окружающей среды. Согласно некоторым исследованиям рекомендуемыми критериями оценки экологической безопасности строительных материалов можно считать:

  • низкие энергетические затраты на производство;
  • пригодность для повторного использования;
  • использование возобновляемых ресурсов;
  • местное или региональное производство;
  • энергетическая эффективность;
  • низкое воздействие на окружающую среду;
  • долговечность;
  • минимизация отходов;
  • положительное социальное воздействие;
  • ценовая доступность.

Наиболее распространенный кладочный материал в строительстве - силикатный кирпич. Продукты силиката кальция - это материалы с очень низким воздействием на окружающую среду. Силикатные кирпичи изготавливаются только из натуральных ингредиентов - извести, песка и воды. Силикатная кладка обладает высокой теплоемкостью и отличными акустическими свойствами. Кладка из керамического кирпича менее распространена в энергоэффективном строительстве. Силикатные кирпичи имеют наилучший экологический баланс среди всех видов кирпичных материалов. Недостатком кладочных конструкций является необходимость изоляции с использованием наружных теплоизоляционных систем. Монолитное строительство энергосберегающего дома также возможно с помощью несъемной опалубки. Она выполнена из теплоизоляционных материалов, например, из пенополистирола. Деревянные конструкции прекрасно отвечают экологическим требованиям. Каркасные дома имеют очень энергоэффективную конструкцию с отрицательным балансом CO2. Пространство между колоннами заполняется подходящей теплоизоляцией. Сэндвич-панели с утеплителем внутри или панели из массива дерева используются в гораздо меньшей степени.

Теплоизоляция

Требования к тепловым свойствам конструкции можно удовлетворить, добавив дополнительную теплоизоляцию. Правильная толщина и тип теплоизоляции минимизирует теплопотери и обеспечивает комфортную внутреннюю среду. Хорошая теплоизоляция дома должна соответствовать следующим критериям: высокие теплоизоляционные качества, долговечность, стабильность размеров, низкое тепловое расширение, паропроницаемость, акустические и механические свойства, огнестойкость, применимость и экономические и экологические требования.

Пенополистирол - наиболее широко применяемый теплоизоляционный материал в энергоэффективных зданиях. Пенополистирол получают из вспенивающегося полистирола, производимого из нефти. Относительное новшество - серый пенополистирол, содержащий углерод. Серый полистирол обладает лучшими тепловыми свойствами примерно на 20 %. Вполне логично, что в энергоэффективном строительстве преобладает серый полистирол. Минеральная вата (стеклянные или каменные волокна) также очень распространенный тип теплоизоляции. Каменная минеральная вата производится из базальта, шлака и диабаза. Стеклянная минеральная вата изготавливается из отходов переработанного стекла. Пенополистирол имеет низкую плотность (примерно 15 кг/м3). При производстве 1 кг полистирола в воздух выбрасывается 3,35 кг углекислого газа. Напротив, минеральная вата имеет большую плотность (40 кг/м3). При производстве 1 кг минеральной ваты в воздух выбрасывается всего 1,64 кг CO2. Благодаря различной плотности при производстве пенополистирола производится почти на 30% меньше углекислого газа на единицу объема, чем минеральной ваты. В плане выброса парниковых газов пенополистирол подходит лучше, чем минеральная вата. Целлюлоза, конопля, древесноволокнистые плиты, соломенные тюки имеют отрицательный баланс выбросов парниковых газов. Различные типы теплоизоляционных материалов часто комбинируются. Наиболее часто встречается сочетание выдувной целлюлозной изоляции с древесноволокнистыми плитами или ОСП. Это подходящее решение для деревянных конструкций. Выдувная целлюлоза заполняет пространство между деревянными колоннами и балками. Древесноволокнистые плиты повышают жесткость и улучшают тепловые свойства конструкции. Часто встречаются другие сочетания теплоизоляционных материалов - выдувная целлюлоза-минеральная вата и минеральная вата-ДВП.

Выводы

Современные строительные материалы могут помочь снизить энергетическое и экологическое воздействие зданий. При этом строительные материалы, предназначенные для использования в наружной облицовке, должны обладать высокими теплоизоляционными показателями при минимальных толщинах. При строительстве энергосберегающих домов необходимо увеличить долю природных, переработанных и возобновляемых строительных материалов для повышения энергоэффективности здания и сокращения выбросов парниковых газов. Строительные материалы и конструкции должны добываться и изготавливаться в непосредственной близости от объекта строительства. Причина - сокращение затрат энергии на транспортировку.