4.4. ОБЩИЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ЭКСТРУЗИОННОГО ПЕНОПОЛИСТИРОЛА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ С УЧЕТОМ СТОИМОСТИ РАБОТ

Экономическое обоснование применения того или иного теплоизоляционного материала в ограждающих конструкциях зданий и сооружений можно поделить на три основные составляющие. Во-первых, стоимость материала и затраты на его монтаж при ведении строительных работ. Во-вторых, долговечность материала и, как следствие, количество затрат на его ремонт и замену. И, наконец, в-третьих, энергетическая эффективность принятого конструктивного решения ограждения, которое позволяет снизить затраты на отопление зданий. Как правило, специалисты, работающие в данной области, не берут в расчет второй и третий факторы, а принимают решение, основываясь на сравнении стоимости теплоизоляционного материала и его монтажа. Однако расчеты показывают, что гораздо больший вклад в экономическую эффективность материала вносят именно эти неучтенные факторы. В условиях мировых и российских тенденций по снижению вредных выбросов, повышению энергоэффективности, развитию «зеленого» строительства и защите окружающей среды, а также в условиях посткризисного развития экономики выбор теплоизоляционного материала для ограждающих конструкций без учета всех действующих факторов представляется непозволительной роскошью.

В связи с вышеизложенными соображениями авторами был проведен сравнительный анализ наиболее распространенных на рынке теплоизоляционных материалов на основе оценки их эксплуатационных параметров в условиях реальной работы в ограждающих конструкциях зданий каркасно-щитового типа. В рамках этого анализа авторы постарались учесть все три значимо действующих фактора. Были проведены натурные испытания для оценки энергоэффективности различных утеплителей в ограждающих конструкциях и лабораторные исследования длительных характеристик теплоизоляционных материалов, в том числе и долговечности.

Для сравнения были приняты наиболее часто применяемые конструктивные решения ограждений при строительстве зданий такого типа на территории Тамбовской области. В качестве утеплителя применяли плиты минеральной ваты, беспрессовый и экструдированный пенополистирол. Толщину теплоизоляции назначили на основе теплотехнического расчета и номенклатуры изделий, выпускаемых производителем: минеральная вата – 150 мм (три листа по 50 мм), пенополистирол – 100 мм.

Для оценки экономичности принятых конструктивных решений был проведен мониторинг розничных цен исследуемых материалов на рынке Тамбовской области. Так как конструкция ограждений отличается только видом и толщиной утеплителя, а трудозатраты на их изготовление и монтаж сопоставимы, то при оценке экономичности на стадии производства работ по возведению каркасно-щитовых зданий достаточно сравнить стоимость теплоизоляционных материалов. В таблице 4.4 приведены цены на теплоизоляционные материалы в розничной сети по состоянию на декабрь 2013 года.

Из таблицы видно, что наиболее дорогостоящим является эксрузионный пенополистирол. Его стоимость в 1,85 раза больше, чем у минеральной ваты и в 2,1 раза больше, чем у беспрессового пенополистирола.

Для учета затрат на стадии эксплуатации зданий каркасно-щитового типа с различными видами утеплителя в ограждающих конструкциях необходимо сравнить долговечность рассматриваемых материалов. Чем меньше время «жизни», тем чаще необходимо проводить ремонтные работы. Для простоты расчетов не будем учитывать возможность возникновения различных форс-мажорных обстоятельств, а сравним лишь количество вынужденных замен утеплителя в конструкциях стен при одинаковой капитальности здания с учетом долговечности теплоизоляционных материалов. При проведении сравнительного анализа необходимо учитывать, что заявленная производителем долговечность не всегда соответствует действительности. Так, заявленный срок эксплуатации минераловатных плит и ПЕНОПЛЭКС^® составляет 50 лет, а беспрессового пенополистирола – 30 лет. Однако практика показывает, что реальная долговечность этих материалов значительно ниже: 10 – 15 лет для минераловатных плит; 15 – 20 лет для беспрессового пенополистирола; не менее 20 лет для экструзионного пенополистирола (см. табл. 1.1). Для последнего величина долговечности наиболее размыта, так как это новый материал и его свойства и поведение в конструкциях еще нуждаются в исследовании. К тому же опыт его использования в строительстве еще не достаточно велик, чтобы точно определить реальные сроки эксплуатации. Ранее (п. 2.4) было показано, что экструзионный пенополистирол ПЕНОПЛЭКС^® в рассматриваемых условиях должен прослужить порядка 30 лет. В таблице 3.5 приведены расчеты эксплуатационных затрат на ремонт и замену утеплителей при различных сроках службы здания.

Учитывая, что срок службы теплоизоляционных материалов измеряется интервалом, то наступление критического события возможно в разное время. В таблице 4.5 рассчитаны затраты на ремонт для каждого из выбранных утеплителей при пессимистическом, оптимальном и оптимистическом вариантах развития событий. Анализируя данные, приведенные выше, можно сделать вывод, что использование в качестве утеплителя в ограждающих конструкциях каркасно-щитовых зданий экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС^® приводит к снижению эксплуатационных затрат по отношению к минеральной вате в независимости от варианта развития событий. Причем эффективность возрастает с увеличением срока службы здания, а минимальное снижение затрат составляет 186,7 р. (18%). Наименьшие эксплуатационные затраты характерны для беспрессового пенополистирола. Можно сделать вывод, что уменьшение расходов на замену утеплителя в процессе эксплуатации здания может частично или полностью компенсировать разницу в стоимости используемых материалов.

Влияние вида утеплителя в ограждающих конструкциях на энергоэффективность здания рассмотрена (п. 4.3). Однако при оценке общего экономического эффекта от применения того или иного теплоизоляционного материала помимо учтенных ранее факторов необходимо брать во внимание срок эксплуатации здания и его площадь. в таблице 4.6 приведены данные по сводному анализу затрат с учетом всех трех значимо действующих факторов. Расчет параметров выполнен для среднего срока службы теплоизоляционных материалов: минеральная вата – 12,5 лет, ПСБ-С-15 – 17,5 лет, ПЕНОПЛЭКС^® – 25 лет. Для удобства в качестве примера принято здание общей площадью 100 м² с площадью ограждающих конструкций (стены, цокольное и чердачное перекрытие) 300 м² и нормативным сроком службы 75 лет [39].

Как видно из таблицы, стоимость материала вносит наименьший вклад в общую экономическую эффективность теплоизоляционного материала. Следовательно, при выборе утеплителя для устройства ограждающих конструкций каркасно-щитового типа необходимо в первую очередь обращать внимание на энергоэффективность, долговечность и ремонтопригодность теплоизоляционного материала. Затраты на отопление могут быть значительно ниже при использовании более эффективных и дешевых энергоносителей (например газ), так как в таблице приведены цифры при отоплении электричеством, но и в этом случае структура затрат не изменится.

Наименьшими прямыми затратами на стадии монтажа и эксплуатации обладает беспрессовый пенополистирол, который, однако, имеет наихудшие среди рассмотренных материалов эксплуатационные характеристики, что делает его применение нецелесообразным. Использование экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС^® для утепления каркасно-щитовых зданий приводит к незначительному повышению стоимости строительства. С другой стороны, за счет высоких физико-механических показателей ПЕНОПЛЭКС^® значительно выигрывает по долговечности и энергоэффективности и обладает наименьшими общими затратами на эксплуатацию. Применение избыточного утепления (150 мм ПЕНОПЛЭКС^®) позволяет повысить общую экономическую эффективность за счет значительного снижения затрат на отопление здания. Такое решение не требует изменения конструкции ограждающих панелей и модернизации производственных линий. Затраты при строительстве и эксплуатации возрастают, но не превышают значений, характерных для использования в качестве утеплителя минераловатных плит. Применение экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС^® приведет не только к экономии средств заказчика в длительной перспективе, но и к экономии энергоресурсов страны и, как следствие, к улучшению экологической ситуации как в России, так и по всему миру [40].