Методика выбора теплоизоляционных материалов по условиям экономической целесообразности

 

Ж.1 Выбор теплоизоляционного материала по условиям экономической целесообразности следует производить только из материалов, предназначенных для ограждающих конструкций, удовлетворяющих требованиям экологической и пожарной безопасности, деструкционной стойкости.

Ж.2 Экономическую целесообразность теплозащиты следует оценивать по выполнению двух условий.

Первое условие: чистый дисконтированный доход от применения выбранного теплоизоляционного материала в данной конструкции должен быть положительным

, (Ж.1)

где P_m — чистый дисконтированный доход (интегральный эффект), руб/м²;

D L — ежегодное сокращение эксплуатационных издержек за счет снижения теплопотерь через 1 м² поверхности ограждающей конструкции, руб/(м²·год);

D K — капитальные вложения в теплоизоляционный слой (на 1 м² поверхности ограждающей конструкции), руб/м²;

Е — норма дисконта, выбираемая заказчиком (при отсутствии данных принимается равной 0,08 год^-1);

Т — нормативный срок службы ограждающей конструкции здания, лет;

t — номер текущего года.

Второе условие: срок окупаемости капитальных вложений в теплозащитный слой ограждающей конструкции (с учетом дисконтирования прибыли) должен быть не больше срока окупаемости банковского вклада.

Ж.3 Первое условие экономической целесообразности при выборе теплоизоляционного материала должно удовлетворять неравенству

, (Ж.2)

где c_m l _m — параметр теплоизоляционного материала, определяющий стоимость единицы термического сопротивления теплоизоляционного слоя площадью 1 м², (руб/м²)/(м²·°С/Вт);

c_m — стоимость теплоизоляционного материала, руб/м³;

l _m — коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала, Вт/(м·°С);

с_е — тарифная стоимость тепловой энергии от выбранного источника теплоснабжения, руб/Вт·ч;

f _{( F )} — функция влияния относительной площади оребрения для трехслойных бетонных конструкций с ребрами и теплоизоляционными вкладышами;

f _{( r )} — функция влияния теплотехнической неоднородности многослойной конструкции;

a₁ — коэффициент дисконтирования эксплуатационных издержек, лет;

D_d — то же, что и в формуле (1) настоящего Свода правил, °С·сут;

n — то же, что и в формуле (3) СНиП 23-02;

R_req — нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции, определяемое согласно СНиП 23-02, м²·°С/Вт;

— сопротивление теплопередаче той же конструкции без теплоизоляционного слоя, м²·°С/Вт.

Численные значения f _{( F )}, f _{( r )}, a₁ определяются по формулам:

, (Ж.3)

где F_p / F — отношение площади, занимаемой ребрами, к площади поверхности конструкции (без учета оконных проемов);

, (Ж.4)

где R_req и — те же, что и в формуле (Ж.2);

r — то же, что и формуле (11);

, (Ж.5)

где Е, Т — то же, что и в формуле (Ж.1).

Ж.4 Второе условие экономической целесообразности при выборе теплоизоляционного материала должно удовлетворять неравенству

, (Ж.6)

где a₂ — коэффициент, определяемый по формуле

, (Ж.7)

c_m, l _m, c_e, f _{( F )}, f _{( r )}, D_d, n, R_req, — то же, что и в формуле Ж.2.

Ж.5 Все теплоизоляционные материалы, удовлетворяющие двум неравенствам (Ж.2) и (Ж.6), обеспечивают экономическую целесообразность применения в качестве теплозащиты. При этом приоритет следует отдавать материалам с наименьшим значением c_m l _m, как обеспечивающим максимальную величину чистого дисконтированного дохода в данных условиях.

Ж.6 Теплоизоляционные материалы, удовлетворяющие только первому условию, обеспечивают относительную экономическую целесообразность. Их использование рекомендуется только по согласованию с заказчиком.

Ж.7 Использование для теплозащиты зданий теплоизоляционных материалов, не удовлетворяющих условиям экономической целесообразности, не рекомендуется.

 

Пример расчета

 

Требуется оценить экономическую целесообразность использования в г. Уфе следующих теплоизоляционных материалов для теплозащиты кирпичной стены жилого дома с конструктивным слоем из силикатного четырнадцатипустотного кирпича на цементно-песчаном растворе с коэффициентом теплопроводности l₁ = 0,64 Вт/(м·°С) и наружным облицовочным слоем из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе с коэффициентом теплопроводности l₂ = 0,58 Вт/(м·°С):

- плит теплоизоляционных из минеральной ваты на синтетическом связующем П-75 (Салаватский завод ОАО «Термостепс») с коэффициентом теплопроводности l _m = 0,045 Вт/(м·°С);

- плит пенополистирольных ПСБ-С-50 (ООО НПО «Полимер», г. Уфа) с коэффициентом теплопроводности l _m = 0,041 Вт/(м·°С);

- матов прошивных из минеральной ваты М-125 (Салаватский завод ОАО «Термостепс») с коэффициентом теплопроводности l _m = 0,044 Вт/(м·°С);

- шлакоматов 2М-100 (ОАО «Нефтехимстрой», г. Уфа) с коэффициентом теплопроводности l _m = 0,044 Вт/(м·°С).

 

Исходные данные:

- толщина основного конструктивного слоя стены d₁ = 0,38 м;

- толщина наружного облицовочного слоя d₂ = 0,12 м;

- крепление — гибкие связи из стеклопластика;

- коэффициент теплотехнической однородности r = 0,84;

- нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче R_req = 3,33 м²·°С/Вт;

- район строительства — г. Уфа, D_d = 5730 °С·сут;

- тарифная стоимость тепловой энергии с_е = 115·10^-6 руб/Вт·ч;

- нормативный срок службы конструкции Т = 50 лет;

- норма дисконта, выбранная заказчиком, E = 0,1 год^-1.

 

Порядок расчета

 

1. Суммарное сопротивление теплопередаче стены без теплоизоляционного слоя

= R_si + d₁/l₁ + d₂/l₂ + R_se = 0,114 + 0,38//0,04 + 0,12/0,58 + 0,043 = 0,958 м²·°С/Вт.

2. Значение функций влияния внутреннего оребрения и теплотехнической однородности конструкции

f _(F) = (1 - F_p / F)^-l = 1,0;

f _{( r )} = 0,84 (3,33 - 0,958) / (3,33 - 0,84 · 0,958) = 0,789.

3. Значения коэффициентов дисконтирования

a₁ = [1 - (1 + 0,1)^-50] / 0,1 = 9,9 лет;

a₂ = [1 - (1 + 0,l)^-(1+1/0,1)] / 0,1 = 6,5 лет.

4. Определение условий экономической целесообразности по формулам (Ж.2)—(Ж.6):

- для первого условия

c_m l _m £ (24·115·10^-6·1,0·0,789·9,9·5730·1) / (3,33·0,958) = 38,7 (руб/м²)/(м²·°С/Вт);

- для второго условия

c_m l _m £ (24·115·10^-6·1,0·0,789·6,5·5730·1) / (3,33·0,958) = 25,4 (руб/м²)/(м²·°С/Вт).

5. Значения параметра c_m l _m для заданных теплоизоляционных материалов приняты по данным предприятий-производителей:

- плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем П-75 (Салаватский завод ОАО «Термостепс»):

c_m l _m = 20,3 (руб/м²)/(м²·°С/Вт);

- плиты пенополистирольные ПСБ-С-50 (ООО НПО «Полимер», г. Уфа):

c_m l _m = 43,1 (руб/м²)/(м²·°С/Вт);

- маты прошивные из минеральной ваты М-125 (Салаватский завод ОАО «Термостепс»):

c_m l _m = 31,7(руб/м²)/(м²·°С/Вт);

- шлакоматы 2М-100 (ОАО «Нефтехимстрой», г. Уфа):

c_m l _m = 28,2 (руб/м²)/(м²·°С/Вт).

6. Теплоизоляционным материалом, удовлетворяющим требованиям экономической целесообразности, в данном случае являются плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем П-75 Салаватского завода ОАО «Термостепс», имеющие c_m l _m < 25,4 (руб/м²)/(м²·°С/Вт).

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ И

(рекомендуемое)

 

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА УРОВНЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ