Изменение конструктивных слоёв ограждающих конструкций здания при смене функционального назначения помещений

В процессе эксплуатации промышленных зданий смена профиля деятельности предприятия нередко приводит к несоответствию параметров микроклимата помещений установленным нормативным требованиям. Представлены результаты теплотехнического обследования здания, в котором после перехода с централизованного теплоснабжения на автономное и изменения характера внутренних тепловыделений было зафиксировано нарушение теплового режима. Выполнены расчёты фактических и требуемых сопротивлений наружных ограждающих конструкций. Предложены варианты модернизации конструктивных слоёв, проведено их технико-экономическое сравнение по удельным капитальным затратам.

Исходные параметры микроклимата помещений оказались нарушены из-за двух взаимосвязанных факторов: перехода от централизованного источника теплоты к местному (шесть котлов Sime различной мощности, расположенных внутри здания) и изменения вида производственной деятельности — термическая обработка металлоизделий, связанная со значительными теплоизбытками, была заменена на полный цикл производства мебели и фурнитуры, при котором внутренние тепловыделения существенно снижены. После перехода на производство мебели фактическая температура внутреннего воздуха в холодный период перестала соответствовать категории помещения 3в по ГОСТ 30494–2011.

Объектами технологического анализа являлись следующие ограждения здания: наружные стены, кровля, полы по грунту, оконные и дверные проёмы и зенитные фонари. Расчёт фактических значений сопротивлений теплопередаче проведён по методике, изложенной в СП 50.13330.2024. В качестве примера рассмотрена наружная самонесущая стена, конструкция которой включает отделочные слои штукатурки толщиной 30 мм и кирпичную кладку из сплошного силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 500 мм. Так как конструкция содержит теплопроводные включения в виде окон и дверей, дополнительно определено приведённое сопротивление теплопередаче с учётом коэффициента теплотехнической однородности r = 0,7. Аналогичные вычисления выполнены для других наружных ограждений, результаты сведены в таблицу 1.

Сравнение фактических значений с нормируемыми величинами проведено для климатических условий Ульяновска: расчётная температура внутреннего воздуха 18°C (категория 3в), средняя температура отопительного периода −4,3°C, продолжительность 201 сутки. Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) составили 4482,3°C·сут. По методике СП 50.13330.2024 требуемое сопротивление теплопередаче для наружной стены определено как 2,55 (м²·°C)/Вт. Результаты расчётов для других конструкций сведены в таблицу 2. Сравнение показало, что большинство имеющихся ограждающих конструкций не удовлетворяет современным требованиям тепловой защиты.

С целью приведения тепловой защиты здания к нормативному уровню предложены мероприятия: утепление наружных стен или замена их на сэндвич-панели, замена деревянных стеклопакетов на двухкамерные пластиковые, замена старых наружных дверей. Поскольку состояние стен неудовлетворительное и имеются места локальных разрушений, был выполнен поиск оптимального решения. В качестве теплоизоляционного материала принята минеральная вата производства компании «Технониколь» с коэффициентом теплопроводности 0,042 Вт/(м·°C) в условиях эксплуатации Б. Расчётная толщина утеплителя принята 0,12 м, при этом фактическое приведённое сопротивление теплопередаче стены составит 2,56 (м²·°C)/Вт, что удовлетворяет нормативу (2,56 > 2,55). В качестве альтернативы рассмотрена заводская сэндвич-панель с толщиной утеплителя из минеральной ваты 150 мм, фактическое сопротивление которой составляет 3,817 (м²·°C)/Вт, что также превышает требуемое значение.

Технико-экономическое сравнение вариантов по удельным капитальным затратам на 1 м² ограждающей конструкции сведено в таблицы 3 и 4. Результаты показали, что замена существующей кирпичной стены на сэндвич-панели позволяет снизить затраты на 22%. Сэндвич-панель обладает более высоким приведённым сопротивлением теплопередаче, что дополнительно снижает эксплуатационные расходы на отопление в течение всего отопительного периода. При этом для предотвращения образования конденсата на внутренних поверхностях стен необходимо предусмотреть приточно-вытяжную вентиляцию с воздухообменом не ниже нормируемого.

В результате проведённого теплотехнического и экономического анализа установлено, что изменение функционального назначения промышленного здания привело к несоответствию теплозащитных характеристик наружных ограждений требованиям СП 50.13330.2024. Выявлено, что фактическое приведённое сопротивление теплопередаче наружной стены более чем в четыре раза ниже нормативного — 0,56 против 2,55 (м²·°C)/Вт. Вариант с заменой на сэндвич-панели толщиной 150 мм является экономически целесообразным: удельные капитальные затраты снижаются более чем на 20%, а приведённое сопротивление теплопередаче удовлетворяет нормативному уровню. Дополнительным преимуществом можно отметить сокращение эксплуатационных и финансовых расходов на тепловую энергию. Предложенное техническое решение может быть рекомендовано к внедрению при реконструкции аналогичных производственных зданий.

Источник