Дослідження впливу теплоізоляційних матеріалів на енергоефективність будівлі

Abstract

Енергоефективність будівель має вирішальне значення для забезпечення комфортного мікроклімату, зниження енергоспоживання та підвищення екологічної безпеки. Основні тепловтрати відбуваються через огороджувальні конструкції, особливо зовнішні стіни, які можуть становити до 40% загальних втрат. Тому підвищення їх теплоізоляційних властивостей є пріоритетом. Найефективнішими заходами для зменшення втрат тепла є використання сучасних теплоізоляційних матеріалів, герметизація швів, встановлення рекуператорів повітря та інших інженерних рішень. Термомодернізація будинків застарілого житлового фонду є необхідною умовою досягнення енергозбереження, і має супроводжуватись моніторингом енергоефективності та застосуванням сучасних технологій моделювання. Панельні будинки є найбільш вразливими до тепловтрат через конструктивні стики, що обґрунтовує потребу в їх додатковому утепленні з урахуванням містків холоду. Серед матеріалів для утеплення найбільш доцільними було обрано є мінераловатні плити, екструдований пінополістирол (XPS) і пінополістирол — вони забезпечують високі теплоізоляційні властивості, механічну міцність та пожежну безпеку. Головним критерієм теплозахисту стіни є приведений опір теплопередачі, який залежить від теплопровідності матеріалів, товщини шарів і конструктивних особливостей. Застосований метод дослідження дав змогу проаналізувати наявні проблеми у досліджуваному панельному будинку. Було виявлено вкрай низький опір теплопередачі та встановлено основні причини руйнування фасаду. Окрім цього, зафіксовано значні тепловтрати енергії. За результатами проведених досліджень обрано найефективніший енергозберігаючий матеріал, який забезпечує досягнення нормативних показників опору теплопередачі. Встановлено, що після термомодернізації теплова потужність стін та енергоспоживання можуть зменшитися на 60–65%.

The energy efficiency of buildings is crucial for ensuring a comfortable indoor microclimate, reducing energy consumption, and enhancing environmental safety. The main heat losses occur through the building envelope, particularly the external walls, which can account for up to 40% of total losses. Therefore, improving their thermal insulation properties is a priority. The most effective measures for reducing heat loss include the use of modern thermal insulation materials, sealing of joints, installation of air recuperators, and other engineering solutions. Thermal modernization of outdated residential buildings is a necessary condition for achieving energy savings and should be accompanied by energy efficiency monitoring and the use of modern modeling technologies. Panel buildings are especially vulnerable to heat loss due to structural joints, which justifies the need for additional insulation that takes thermal bridges into account. Among the insulation materials, mineral wool boards, extruded polystyrene foam (XPS), and expanded polystyrene have been selected as the most suitable—they provide high thermal insulation properties, mechanical strength, and fire safety. The main criterion for wall thermal protection is the reduced thermal resistance, which depends on the thermal conductivity of the materials, the thickness of the layers, and structural features. The applied research method made it possible to analyze the existing problems in the studied panel building. Extremely low thermal resistance was identified, along with the main causes of facade deterioration. In addition, significant energy heat losses were recorded. Based on the results of the study, the most effective energy-saving material was selected, ensuring compliance with the normative indicators of thermal resistance. It was determined that after thermal modernization, the thermal capacity of the walls and energy consumption could be reduced by 60–65%.