Теплоизоляция офисных зданий: уроки современности

НЕОБХОДИМОСТЬ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Основной способ снижения энергозатрат на отопление офисных зданий заключается в повышении термического сопротивления ограждающих конструкций. За рубежом теплоизоляционные технологии в сфере офисного строительства начали применять еще в середине ХХ века. Как результат, используемые сегодня энергосберегающие системы, несмотря на свою высокую себестоимость, окупаются в течение нескольких лет. Мировыми лидерами в этом направлении являются страны Западной Европы и Скандинавии, где коэффициент энергопотерь при эксплуатации офисных зданий за последние 50 лет упал на 50-70%. К примеру, в Дании при отоплении офисных зданий в год расходуется 16 кВт в расчете на 1 м² общей площади, что на 70% ниже среднеевропейских энергетических затрат аналогичных объектов.
По оценкам Богдана Литковича, инженера-технолога компании Austrotherm, количество жидкого топлива, необходимого для обогрева офисного здания за год, составляет: для неутепленного здания – 13 литров на 1 м² общей площади; частично утепленного – 5; утепленного в соответствии с требованиями – менее 2. Эксперты отмечают, что наряду с экономией затрат на энергоносители (1 м³ теплоизоляции обеспечивает экономию 1,5 т условного топлива, то есть 1 т бензина/дизельного топлива или 1,7 т каменного угля в год), еще одним преимуществом грамотно спроектированной системы теплоизоляции является увеличение полезных площадей здания за счет уменьшения толщины стен.
«Теплоизоляция офисных зданий, в комплексе с другими системами жизнеобеспечения (вентиляцией, отоплением), призвана, прежде всего, обеспечить комфортные условия для людей, работающих в здании.
Другими словами, в офисе должно быть не холодно зимой и не жарко летом. Помимо этого, правильно рассчитанная и смонтированная система теплоизоляции позволяет экономить значительное количество энергии круглый год: зимой за счет уменьшения теплопотерь офисное здание потребляет гораздо меньше тепловой энергии, чем не утепленный аналог; летом же экономится электричество, затрачиваемое кондиционерными установками на охлаждение воздуха в помещениях», – комментирует Александр Князик, менеджер по маркетингу компании ПИИ «УРСА».
К микроклимату офисных центров предъявляются достаточно жесткие требования: температура – 20±2 °С, допустимая влажность – 20-60%, скорость движения воздуха – не более 0,2 м/с. При недостаточном же акценте на системе теплоизоляции поддержание этих параметров представляет собой достаточно сложную и затратную задачу. Однако в итоге дополнительные инвестиции в систему теплоизоляции достаточно быстро окупаются и в течение всего срока эксплуатации здания обеспечивают экономию эксплуатационных расходов. При изначальной же экономии на теплоизоляционных материалах собственник, то есть в конечном итоге арендаторы отдельных помещений офисного центра, сталкиваются с необходимостью оплаты дополнительных расходов, связанных с потерями теплоэнергии. Или же собственник офисного центра вынужден недополучать прибыль, выбрасывая ее часть в буквальном смысле «на ветер», точнее на обогрев и охлаждение наружного воздуха.
Эксперты отмечают, что в целом, кроме надлежащих теплоизоляционных свойств, система теплоизоляции офисного здания должна соответствовать следующим требованиям:
– теплоустойчивость;
– противопожарная защита;
– звукоизоляция;
– учет диффузии водяного пара, влагопереноса и конденсации;
– долговечность;
– антикоррозионная защита;
– ремонтопригодность;
– реализация новых архитектурных, цветовых решений и т.д.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
В современном строительстве применяется широкий спектр теплоизоляционных материалов. По структуре твердой основы теплоизоляционные материалы делятся на волокнистые (натуральным прототипом которых является дерево или хлопок) и ячеистые (твердые пены).
В волокнистых материалах, как правило, используется твердая основа минерального происхождения – базальтовые горные породы или стекло. В ячеистых – как минеральные компоненты, так и органические полимеры. В Украине наибольшее распространение на сегодняшний день получили следующие теплоизоляционные материалы.
Минеральная вата. Отечественный рынок теплоизоляции из минерального волокна на сегодняшний день представлен широкой гаммой продукции как отечественных, так и зарубежных производителей. Импортируемая продукция имеет более широкий ассортимент (несколько десятков наименований, отличающихся размерами, формами и плотностью – жесткие, полужесткие, мягкие), охватывающий все сферы применения теплоизоляции: утепление фасадов стен, кровель, мансард, перекрытий, полов, фундаментов, цоколей зданий, трубопроводов и т.д.
Минеральная вата делится на каменную и стекловату.
Для производства каменной ваты используются горные породы – диабаз, базальт, известняк, доломит, и другие. Производство осуществляется путем плавления вулканической породы с добавлением в волокна связующего компонента (фенолспирт) и водоотталкивающего масла. Готовый материал обладает высоким показателем сопротивляемости механическим воздействиям. Именно эту группу материалов Игорь Забулонский, глава представительства компании UAB Paroc в Украине, считает наиболее универсальной для утепления офисных зданий, поскольку, по его оценкам, минераловатные материалы могут успешно применяться во всех конструктивных решениях, не теряя своих качеств и характеристик в течение всего срока эксплуатации.
По своим техническим свойствам стекловата несколько отличается от каменной. Производство стекловолокнистых изделий осуществляется из силикатного расплава с высоким содержанием кремнезема. Основные компоненты – кварцевый песок, доломит и глинозем. В готовом состоянии данный утеплитель содержит мало неволокнистых включений, обладает высокой вибростойкостью и повышенной упругостью. Стеклянная вата используется для создания матов (мягких плит), прошивных матов, полужестких плит на синтетической связке и жгутов (шнуров).
Теплоизоляционные материалы из вспененного каучука обладают широким температурным диапазоном применения – от -70 °С до +175 °С, отличаются технологичностью и высокими адгезионными свойствами. По оценкам экспертов, именно эта группа материалов (гибкие, эластичные, выпускаемые в форме трубок различного диаметра и листов) в наибольшей степени соответствует «холодному» применению: холодное водоснабжение, холодильная техника, кондиционирование и вентиляция.
Теплоизоляционные изделия из пенополиэтилена – самые дешевые среди вспененных полимеров. Их отличает высокая стойкость к агрессивным строительным материалам, средние теплотехнические характеристики и достаточно высокая технологичность монтажа.
Пенополистирол обладает малым весом, высокой прочностью при сжатии, высокой теплозащитной способностью и низкой влагоемкостью, что определяет низкий уровень его удельного расхода, а также долговечность, в том числе и во влажной среде.
Пенополистирол используется для теплоизоляции несущих стен, эксплуатируемых кровель, перекрытий, полов холодильников и т.д. В последнее время, по оценкам Сергея Олеи, ведущего специалиста отдела фасадов компании «Сканди ЛТД», целесообразность применения пенополистирольного утеплителя для утепления наружных стен вызывает в среде специалистов теплотехников ожесточенные споры, так как этот материал уменьшает диффузию водяного пара через наружные стены в среднем на 55-57%.
Виталий Герасименко, директор компании «ТепХол – синтез» выделяет следующие преимущества использования пенополеуретана:
– низкий уровень теплопроводности;
– отсутствие швов и дефектов при нанесении;
– высокие антикоррозийные свойства;
– высокая агдезионная прочность по всем строительным материалам;
– химическая стойкость к воздействиям слабых кислот;
– короткие сроки монтажа (производительность одной установки до 500 м² за смену);
– возможность нанесения материала на поверхность самой сложной конфигурации;
– устойчивость к воздействию открытого огня и теплового излучения.

ТЕХНОЛОГИИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ В ОФИСНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Комментирует Игорь Забулонский: «Вопросы, связанные с утеплением офисного здания должны быть учтены на этапе проектирования тщательным подбором систем и компонентов. Часто встречается ситуация, когда, практически не утруждая себя каким-то технико-экономическим расчетом, подрядчики останавливают свой выбор на дешевых системах, где все компоненты подобраны по принципу «чем дешевле, тем лучше», что в конечном итоге приводит к печальному результату: в оштукатуренных фасадах после зимнего периода защитно-декоративное покрытие осыпается, вентилируемые системы разрушаются из-за льда и ветровых нагрузок, а теплоизоляция кровли замокает и разрушается».
Богдан Литкович выделяет следующие подходы к построению системы теплоизоляции:
– утеплитель расположен с внутренней стороны ограждающей конструкции;
– утеплитель расположен внутри ограждающей конструкции («колодцевая кладка»);
– утеплитель расположен снаружи ограждающей конструкции. В данном случае утеплитель защищается от атмосферного воздействия защитным экраном (теплоизоляционная система с вентилируемым фасадом) либо штукатурным защитно-декоративным слоем (многослойная система «мокрого» типа).
При этом, Александр Князик отмечает, что для наружного утепления применяются материалы, отличающиеся от обычных марок утеплителя повышенными показателями гидрофобизации – степенью содержания специальных водоотталкивающих веществ на поверхности волокон утеплителя (как правило, силикона).
По оценкам Богдана Литковича, именно последний вариант взаимного расположения утеплителя и ограждающей конструкции обоснован теплотехническими расчетами строительной физики как оптимальный.
По мнению Сергея Олеи, «колодцевая кладка» в Украине остается достаточно популярной, однако среди высококвалифицированных специалистов однозначно принято, что методы наружного утепления (фасадные системы) являются наиболее правильными с точки зрения протекания тепло-влажностных процессов и наиболее эффективными с точки зрения энергосбережения и создания комфортных условий внутри офисных помещений.
В целом, к решению проблем теплоизоляции эксперты рекомендуют подходить системно, поскольку потеря теплоэнергии – комплексная проблема из множества составляющих, что обусловлено наличием множества теплопроводников, нуждающихся в изоляции. Теплоизоляционная система офисного здания должна включать в себя:
– наружное утепление (фасад, цокольная часть здания);
– использование энергоэффективных конструкций оконных и дверных блоков;
– утепление подвальных помещений;
– утепление кровли;
– утепление внутренних перегородок и межэтажных перекрытий;
– утепление инженерных коммуникаций и оборудования.
По расчетам специалистов компании Baumit, структура теплопотерь офисного здания выглядит следующим образом: стены – 40%, окна – 35%, крыша – 15%, подвал – 10%.
Исходя из условных показателей на 1 м² поверхности, основным источником теплопотерь в офисных зданиях являются окна – через 1 м² остекления теряется в 5 раз больше тепла, чем через 1 м² стены. Однако поскольку в среднем общая площадь остекления в современном офисном здании (при оконно-дверной системе) составляет только около 15-20% площади стен, именно последние являются ключевыми теплопроводниками. Поэтому на них направлены основные усилия строителей.

СТЕНЫ (ФАСАД)
Наибольшее распространение в Украине, по оценкам экспертов, получили такие системы утепления фасадов:
– «мокрая» (защитно-декоративный слой – штукатурка – наносится непосредственно на утеплитель – жесткие минераловатные плиты или пенополистирол), включает в себя:

	– легкую систему (несущие функции выполняет плита утеплителя, толщина слоев кроме утеплителя не превышает 25 мм);
	– тяжелую систему (несущие функции выполняет арматурная сетка и анкеры, толщина слоев кроме утеплителя может достигать 40 мм);

– «сухая» – вентилируемый фасад, «колодцевая» кладка (утеплитель размещается между несущей стеной и наружной кладкой из облицовочного кирпича).
В сфере офисного строительства самыми популярными являются системы вентилируемых фасадов, состоящие из навесного фасадного экрана, а также несущей каркасной конструкции, обеспечивающей крепление теплоизоляционного слоя и наличие воздушного зазора. Сегодня в Финляндии вентилируемые фасады составляют до 60% всех систем утепления, в Швеции – около 50%. Их использование связано с целым рядом преимуществ:
– практически неограниченный выбор материалов для облицовки, что позволяет придать офисному зданию современный урбанистический вид;
– скорость и простота монтажа;
– высокие строительно-технические показатели;
– возможность беспрепятственного вывода влаги, образующейся внутри помещений, через вентиляционную зону;
– прочная защита материала утеплителя внешней облицовочной оболочкой;
– сохранение тепла зимой непрерывно по всей площади фасада без образования тепловых мостиков;
– предохранение фасадов внешней стены от высокой термической нагрузки летом за счет тепловой защиты при помощи вентиляции;
– предохранение всей несущей конструкции от внешних температурных колебаний и отвод газов, выделяемых большинством теплоизоляторов из минеральной ваты.
Система вентилируемого фасада состоит из каркаса, утеплителя, облицовки и вентиляционного зазора, обеспечивающего своевременное удаление влаги из утеплителя. При этом в качестве утеплителя, как правило, применяются специальные минераловатные плиты (базальтовые и стекловолоконные). От пенополистирольных плит данный вид утеплителя, по оценкам Александра Князика, отличается: а) негорючестью; б) способностью «дышать» – т.е. пропускать влажный воздух и не удерживать влагу между волокон, что обеспечивается соответствующими показателями паропроницания и сорбционной влажности.
Стоимость систем вентилируемых фасадов, по оценкам Сергея Олеи, варьируется в зависимости от используемых материалов (полный комплект с подконструкцией за 1 м²):
– профнастил – около $10;
– виниловый сайдинг – около $17;
– «сканрок» – $32;
– алюминиевая рейка – около $35;
– кассетные системы из оцинкованной стали, покрытой полиэстером – от $50;
– керамогранит – от $60;
– кассеты из однослойного алюминия – от $60;
– кассеты из композитного алюминия – от $70.
Системы скрепленной теплоизоляции. По оценкам Анатолия Величко, ведущего инженера компании «Хенкель Баутехник (Украина)», такого рода системы стали в последние годы наиболее популярными в Европе, где сегодня более 60% офисных зданий утепляются таким способом. Применение скрепленной теплоизоляции при строительстве офисных зданий позволяет, по его оценкам, снизить затраты на отопление здания до 30% и увеличить полезную внутреннюю площадь до 5 % за счет уменьшения толщины стен и выноса системы утепления на внешнюю сторону фасада. При этом технология данной системы заключается в креплении специальными клеями термоизоляционных плит, нанесении на их поверхность полимерцементных составов, армированных специальной стеклосеткой, и слоя декоративной тонкослойной штукатурки.
Эффективность метода «скрепленной теплоизоляции» определяется следующими преимуществами:
– эффективное повышение теплоизоляционной способности стен и устранение «мостиков холода»;
– полное обновление фасада при сохранении его архитектурных форм;
– небольшой вес, не влияющий на несущую способность конструкции здания;
– возможность выравнивания стены в плоскости;
– легкая приспосабливаемость теплоизоляционных плит к имеющимся архитектурным деталям фасада (карнизы, пилястры) и т.д.

ИЗОЛЯЦИЯ ДРУГИХ ТЕПЛОПРОВОДНИКОВ
По словам Анатолия Величко, применение даже самых современных оконных конструкций не дает гарантии полного устранения теплопотерь в местах крепления (монтажа) оконной рамы к стене (ограждающей конструкции). По его мнению, особенностью именно системы скрепленной теплоизоляции является утепление откосов оконных и дверных проемов на основе технологии утепления фасадов в целом. В результате, примыкание оконной конструкции к стене оказывается под системой утепления, чем и устраняет возможность потери тепла.
Немаловажную роль в обеспечении общей эффективности системы теплоизоляции офисного здания играет утепление цоколя, непосредственно контактирующего с грунтом. Наиболее эффективным способом утепления в данном случае, по мнению Александра Князика, является облицовка цоколя плитами из экструдированного пенополистирола (XPS), который отличается от обычного (более дешевого вспененного пенополистирола (EPS)) закрытой структурой ячеек, что значительно увеличивает срок службы теплоизоляционного слоя и позволяет применять данный материал в местах непосредственного соприкосновения с водой – материал при этом выполняет функцию гидроизоляции. То же касается и утепления подвальных помещений.
Говоря о внутреннем утеплении (перегородки, перекрытия), следует отметить, что хорошо утепленное снаружи офисное здание не требует особо тщательного утепления внутренних конструкций. На первый план здесь выходит способность утеплителей служить одновременно и высокоэффективным звукоизолятором. Наиболее эффективным способом достижения данной цели служит использование в качестве среднего слоя (между гипсокартонными листами) минераловатных изделий (матов и плит). В последнее время в современных офисных зданиях наибольшее распространение получили конструкции подвесных потолков, где в качестве тепло- и звукоизолятора используются минеральные плиты, одновременно выполняющие и декоративную функцию.
Значительный вклад в общую эффективность системы утепления вносит эффективно выполненная теплоизоляция кровли. В зависимости от типа кровли (скатная, плоская неэксплуатируемая и эксплуатируемая) и типа чердачного помещения (если оно имеется), применяются различные способы утепления, однако все более популярными становятся мансарды, использование которых значительно увеличивает полезную площадь офисного здания. В данном случае конструкция скатной кровли должна содержать теплоизоляционный слой (между, под или над стропилами), который затем закрывается гипсокартонными плитами. Достаточно популярны также плоские эксплуатируемые кровли, в качестве утеплителя в которых используются материалы, способные выдерживать механические нагрузки без деформации – жесткие минераловатные плиты и экструдированный пенополистирол.
Все большее внимание при проектировании офисных зданий уделяется теплоизоляции инженерных коммуникаций и климатического оборудования, что вполне оправдано, поскольку, имея автономные системы отопления, кондиционирования и вентиляции, офисное здание буквально пронизано трубами и вентиляционными каналами, суммарная длина которых исчисляется иногда десятками километров. Наличие достаточно большой площади открытых участков такого рода коммуникаций, на которых значительная часть энергии теряется, заставляет застройщиков прибегать к дополнительной теплоизоляции. Наиболее эффективно с этой задачей справляются специальные минераловатные утеплители («техническая изоляция») в виде теплоизоляционных цилиндров, плит и матов (маркируемых аббревиатурой «TECH»).

МОНТАЖ
Полноценное выполнение теплоизоляционной системой своих функций возможно только в том случае, если ее монтаж осуществляется профессионалами высокого уровня. Для застройщиков «важнейшей задачей становится выбор подрядчика, который сумел бы выполнить работы по устройству системы теплоизоляции качественно, быстро, с точным соблюдением технологии компании-производителя», – считает Анатолий Величко.
У каждой системы утепления офисных зданий есть своя область применения, определенные технические и технологические требования, пренебрежение которыми неизбежно приводит к нарушениям как функциональных свойств системы, так и их долговечности. «Примером таких нарушений может служить следующая ситуация: монтаж «легких мокрых» фасадных систем должен проводиться при температуре наружного воздуха от +5 °С до +25 °С, однако очень часто можно наблюдать, как монтаж производится даже при отрицательных температурах или же в 35-40 градусную жару. Кроме того, применение пенополистирольного утеплителя, как известно, регламентировано на высоту до 9 этажей, но, как часто можно видеть, данный утеплитель применяется в «легких мокрых» фасадных системах на гораздо большей высоте. Еще одна из распространенных проблем – подмена оригинальных компонентов системы на «чужеродные», – отмечает Сергей Олея.
В целом, при выборе подрядчика Богдан Литкович рекомендует исходить из соответствия соискателя следующим критериям:
– наличие государственной лицензии на право ведения строительных работ;
– наличие сертификата на право выполнения подрядчиком работ по монтажу системы теплоизоляции (знание свойств материалов и специфических технологий);
– наличие сертификата представительства (производителя) материалов для теплоизоляци;
– опыт работы и список реально выполненных завершенных объектов;
– сроки выполнения работ.

РЫНОК
В 2004 году объем потребления данной группы строительных материалов, по оценкам экспертов, увеличился на 45% и достиг около 1 500 000 м³. В 2005 году прогнозируется дальнейший рост на 25-40%.
Ежегодно в последние несколько лет, по оценкам экспертов, отечественный рынок теплоизоляции увеличивается на 10-15%. При этом темпы роста импорта превышают темпы роста отечественного производства. Сейчас импорт занимает примерно 70-80% рынка.
Наблюдается закономерный процесс формирования рынка – укрупнение и структуризация строительных компаний и фирм-производителей, постепенный переход от мелких производителей к крупным операторам, которые в дальнейшем будут вести цивилизованную конкурентную борьбу, инвестируя в производство. Характерная особенность развития рынка в 2003-2004 годах заключалась в трансформации направления деятельности основных компаний – импортеры фасадных систем постепенно превращались в производителей.
Ведущими компаниями в этом сегменте рынка являются: URSA (концерн Grupo Uralita), Isover (концерн Saint-Gobain), Rockwool, UAB Paroc, Nobasil (ТМ Izomat), DOW, Austrotherm (ТМ Baumit), BASF, Dryvit, Caparol, STO (ТМ Ispo), Stomix, Atlas, «Хенкель Баутехник (Украина)» (ТМ Ceresit), ПИИ «УРСА», «Сканди ЛТД», «Пеноплекс».
Отечественные производители в основном имеют узкую специализацию. Минераловатными утеплителями занимаются: ОАО «Комбинат стройиндустрии» (Киев), коммунальное предприятие «Коммунэнергия» (Костополь, Ровенская обл.), коллективное предприятие «Завод минераловатных изделий» (Житомир) и другие.
Пенополистирольные плиты прозводили: ЗАО «Стирол Пак» (Горловка, Донецкая обл.), ОАО «Запорожтеплозвукоизоляция» (Запорожье), НПО «Акация» (Новомосковск, Днепропетровская обл.) и другие.
По оценкам экспертов, конкуренция на отечественном рынке утеплителей достаточно жесткая. При этом основными конкурентными преимуществами игроков являются наличие сети дистрибьюции, качественная логистика и сервис, а также ценообразование. Последний фактор особенно важен, поскольку при идентичности некоторых товарных позиций у конкурирующих брэндов цены на утеплители за последние 3 года снизились на 20%. Одним из конкурентных преимуществ эксперты также считают сотрудничество производителей с различными целевыми аудиториями: проектными, строительными организациями, дистрибьюторами и представителями розничной торговли.

ТЕНДЕНЦИИ
По мнению экспертов, в настоящий момент отечественный рынок теплоизоляционных материалов пока еще находится на стадии формирования, однако наблюдаемый в последние годы рост рынка как в количественном, так и в качественном отношении, позволяет судить о достаточно широких его перспективах.
По мнению Александра Князика, в Украине в последнее время наблюдается положительная тенденция перехода к «правильным», то есть экономически и технологически взвешенным подходам к выбору системы утепления.
Инвесторы уже не требуют от проектировщиков наиболее дешевого варианта, а позволяют им закладывать в проект наиболее качественные, долговечные и эффективные системы. Новые объекты, особенно это касается объектов в столице, вполне соответствуют современным западным стандартам утепления. По словам Сергея Олеи: «Мы проходим тот путь, который прошли уже многие страны Европы после наступления энергетического кризиса. И как показала европейская практика, фасадные системы неизбежно вытеснят другие методы утепления: внутреннее утепление, колодцевую кладку и т.д.».

Версия для печати