Как сделать дом энергоэффективным по потреблению тепла

Заметным трендом современного строительства является энергоэффективность. Так, например, по данным исследования компании «Дом.рф», в Великобритании в 2020 году доля энергоэффективного жилья составила более 80% от общего числа введенных в строй домов. Россия пока только набирает обороты в этом направлении — доля энергоэффективного жилищного строительства не превышает 23% от числа строящихся домов и 27% от общей площади вводимых в эксплуатацию квартир.

Пожалуй, наиболее важной составляющей энергоэффективности можно считать тепловую защиту здания. Ее основная задача состоит в создании теплоизоляционного контура вокруг ограждающих конструкций (фундамента, стен, крыши), для того чтобы препятствовать прохождению тепловых потоков из среды с более высокой температурой в среду с более низкой. Следовательно, зимой она оберегает помещения от холода, летом — от жары.

Тепловая защита работает за счет низкой теплопроводности — характеристики, показывающей количество теплоты, способной пройти через слой материала площадью 1 м² и толщиной 1 м в единицу времени при разнице температур на его обеих поверхностях в 1°С. Соответственно, чем она меньше, тем лучше теплозащита, а материалы с низкой теплопроводностью называют теплоизоляционными.

Для теплоизоляции зданий и сооружений наиболее часто применяют минеральную вату, беспрессовый пенополистирол (пенопласт) и экструзионный пенополистирол (пеноплэкс). Теплозащитные свойства этих материалов во многом определяются содержанием в их структуре воздуха — одного из лучших теплоизолирующих агентов в природе с теплопроводностью при стандартных условиях около 0,023 Вт/м∙°С.

Минеральная вата имеет волокнистую структуру, где воздухом заполнено межволоконное пространство, пенопласт представляет собой сплавленные между собой зерна, внутри которых находятся сообщающиеся между собой ячейки, заполненные воздухом. Пеноплэкс (слово возникло из названия компании, которая первой в России развернула масштабное производство теплоизоляции из экструзионного пенополистирола) состоит из мелких ячеек, тоже наполненных воздухом, но не сообщающихся между собой.

Природа каждого материала и различие структур порождают разницу теплопроводностей. По данным главного российского нормативного документа по теплозащите, СП 50.13330.2012, минимальная теплопроводность в сухом состоянии для минваты составляет 0,035 Вт/м∙°С, для пенопласта 0,036, для экструзионного пенополистирола 0,029. Однако более корректно говорить о теплопроводности в реальных условиях эксплуатации.

Данный параметр сильно зависит от влажности. У воды он гораздо выше, чем у воздуха, а именно в 26 раз — при стандартных условиях около 0,6 Вт/м∙°С против 0,023. С ростом влажности в структуре материала воздух вытесняется водой, которая повышает его теплопроводность. Вот почему во влажном режиме эксплуатации теплопроводность минеральной ваты, по данным из того же источника, может возрастать до 0,055 Вт/м∙°С, а у пенопласта до 0,059. У экструзионного пенополистирола эта характеристика не превысит 0,032 Вт/м∙°С.

Это объясняется просто. Влага моментально оказывается между волокон минеральной ваты, быстро занимает пространство между зернами пенопласта и легко проникает в его ячейки, которые сообщаются между собой. У экструзионного пенополистирола ячейки закрыты друг от друга, и вероятность попадания в них влаги очень мала. Неудивительно, что водопоглощение теплоизоляционных плит ПЕНОПЛЭКС из экструзионного пенополистирола не превышает 0,5% по объему, т.е., практически нулевое. Паропроницаемость материала тоже невелика — всего лишь 0,005 мг/(м∙ч∙Па).

Благодаря таким характеристикам ПЕНОПЛЭКС обеспечивает более надежную теплоизоляцию, чем другие упомянутые материалы. Тем не менее, низкая воздухопроницаемость экструзионного пенополистирола смущает сторонников так называемого «дыхания» стен.

Есть мнение, и оно активно транслируется производителями и поставщиками минеральной ваты, что стены должны «дышать» и тем самым обеспечивать приток в помещения свежего воздуха, который зимой имеет очень низкую температуру и несет с собой холод. Потребление свежего воздуха всей площадью стен может обойтись дорого — существенно возрастут расходы на отопление.

«Дыхание» дома должно осуществляться по-другому. Так, например, человек дышит не всем телом — мы получаем необходимые порции воздуха через определенные органы — носовую и ротовую полости, носоглотку, ротоглотку и т.д. И в современном здании должна быть своя «дыхательная система» — вентиляция. Необходимость именно такого подхода к организации притока свежего воздуха в помещения обусловлена требованиями строительных нормативов.

Воздухообмен между жилым помещением и внешней средой обязателен, но воздухопроницаемость стен ограничена. Согласно СП 54.13330.2016 «Здания жилые многоквартирные», при общей площади квартиры менее 20 м² на одного человека в жилых комнатах воздухообмен должен составлять не менее 3 м³/ч на из расчета на один квадратный метр жилой площади. В санузлах он должен быть более 25 м³/ч на 1 м² жилплощади, на кухне — не менее 60.

Что касается воздухопроницаемости стен, то в помещениях она не должна быть больше 0,5 кг через один квадратный метр стены в час. Если пересчитать на кубометры, то это не превысит 0,4 м³/(м²·ч), что в семь с половиной раза меньше требуемого воздухообмена в комнатах и в 150 раз меньше, чем в кухнях. То есть, при допустимой воздухопроницаемости стен не обеспечивается необходимый объём поступления свежего воздуха. «Дышащие» стены фактически запрещены.

Таким образом, тепловая энергетическая эффективность любого жилого здания, будь то многоквартирный или индивидуальный дом, достигается за счет качественной теплоизоляции с низкими показателями теплопроводности, водопоглощения и воздухопроницаемости. Этим условиям отвечают плиты ПЕНОПЛЭКС, технические решения по теплоизоляции квартир и домов с их применением описаны на официальном сайте компании.