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 Р_т - 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);

DК - 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: срококупаемости 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

c_m l _m £ 24 c_ef_(F)f_(r) a₁ D_dn /(R_reqR_o*),(Ж.2)

где с_т l _т - параметр теплоизоляционного материала, определяющий стоимость единицы термического сопротивления теплоизоляционного слоя площадью 1 м², (руб/м²)/(м²×°С/Вт);

с_т - стоимость теплоизоляционного материала, руб/м³;

l _т - 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, °C×сут;

п - 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;

R_o* - сопротивление теплопередаче той же конструкции без теплоизоляционного слоя, м²×°С/Вт.

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

f _(F) = (1 - F_p / F)^-1, (Ж.3)

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

f _(r) = r (R_req - R_o*)/(R_req - rR_o *), (Ж.4)

где R_req и R_o* - те же, что и в формуле (Ж.2);

r - то же, что и формуле (11);

a₁ = [1 - (1 + E)^{- T} ]/ E, (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

c_m l _m £ 24 c_ef_(F)f_(r) a₂ D_dn /(R_reqR_o*),(Ж.6)

где a₂ - коэффициент, определяемый по формуле

a₂ = [1 - (1 + E)^-(1+1/E)]/ E, (Ж.7)

c_m, l _m, c_e, f _{( F )}, f _{( r )}, - 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 с_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 _т = 0,045 Вт/(м×°С);

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

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

- шлакоматов 2М-100 (ОАО «Нефтехимстрой», г. Уфа) с коэффициентом теплопроводности l _т = 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_o^* = 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) ^{- 1} = 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 + 0,1)^-(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×l)/(3,33×0,958) = 38,7 (руб/м²)/(м²×°С/Вт);

- для второго условия

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

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

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

с_т l _т = 20,3 (руб/м²)/(м²×°С/Вт);

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

с_т l _т = 43,1 (руб/м²)/(м²×°С/Вт);

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

с_т l _т = 31,7 (руб/м²)/(м²×°С/Вт);

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

с_т l _т = 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 с_т l _т < 25,4 (руб/м²)/(м²×°С/Вт).

ПРИЛОЖЕНИЕ И

(рекомендуемое)