CC BY
1310. Тарасов Д. А. Параметрическая оптимизация стальных канатов при действии поперечного удара / Д. А. Тарасов // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2015. - № 2(24). - С. 56-62. -БОИ туугиО.
11. Определение области несущей способности гибкой нити при действии поперечного удара / Д. А. Тарасов,
B. В. Коновалов, А. Л. Данилов, А. И. Бобылев // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2021. - Т. 10, № 2(54). - С. 40-43. - 001 10.46548/21уек-2021-1054-0007. - БОИ РКШШ.
12. Аннин Б. Д. Определение предельных состояний упругопластических тел / Б. Д. Аннин, В. В. Алехин,
C. Н. Коробейников // Прикладная механика и техническая физика. - 2000. - Т. 41, № 5(243). - С. 196-204. - БОИ 0ИТ1И0.
13. Тарасов Д. А. Алгоритм моделирования напряженно-деформированного состояния изгибно-жестких нитей / Д. А. Тарасов, Н. Ю. Митрохина, Е. В. Маньченкова // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2022. -№ 1(41). - С. 82-93. - 001 10.21685/2227-8486-2022-1-9. - БОИ ИЬШи.
14. Оценка влияния конструктивной нелинейности при моделировании работы гибкой нити / Д. А. Тарасов, Г. С. Большаков, В. В. Коновалов, А. М. Ирышков // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2020. - Т. 9, № 2(50). - С. 117-123. - 001 10.46548/21уек-2020-0950-0022. - БОИ ОТМСгЯ.
15. Тарасов Д. А. Математическое моделирование работы нитей конечной жесткости при ударном воздействии / Д. А. Тарасов, В. В. Волков, Е. А. Аксенова // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2021. -Т. 10, № 4(56). - С. 113-116. -ОО! 10.46548/21уек-2021-1056-0023. - БОИ ЬИАРРР.
16. Зернов В. В. Определение критической нагрузки для стропильных ферм в упругой и упругопластической стадиях работы / В. В. Зернов, М. Б. Зайцев, Н. Н. Ласьков // Региональная архитектура и строительство. - 2014. -№ 4. - С. 85-89. - БОИ ТТ^Ь.
17. Исаков Е. Г. Расчет предельных нагрузок и остаточных напряжений в элементах конструкций / Е. Г. Исаков, А. О. Корольков, А. Н. Литвинов // Надежность и качество : труды Международного симпозиума. - 2018. - Т. 1. -С. 162-165. - БОИ УАБИТУ.
18. Серазутдинов М. Н. Оценка границ предельной нагрузки для тонкостенных конструкций / М. Н. Серазут-динов // Вестник Технологического университета. - 2018. - Т. 21, № 12. - С. 159-164. - БОИ УУ8УШЬ.
19. Георгиев Н. Г. Визуальное программирование в задачах моделирования строительных конструкций / Н. Г. Георгиев, К. А. Шумилов, А. А. Семенов // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. - 2021. -№ 4(38). - С. 117-123. -D0I 10.52684/2312-3702-2021-38-4-117-123. - БОИ 2Р80С].
© Д. А. Тарасов
Ссылка для цитирования:
Тарасов Д. А. Численная оценка предельных нагрузок для гибких нитей в упругопластическом состоянии // Инженерно-строительный вестник Прикаспия : научно-технический журнал / Астраханский государственный архитектурно-строительный университет. Астрахань : ГАОУ АО ВО «АГАСУ», 2022. № 4 (42). С. 10-15.
УДК 69.036.2; 691.316
DOI 10.52684/2312-3702-2022-42-4-15-22
АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ НА ОСНОВЕ АЭРОГЕЛЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЗДАНИЙ
А В. Исанова, Е. Д. Кретова, Д. А. Драпалюк, Н. А. Драпалюк
Исанова Анна Владимировна, кандидат технических наук, доцент кафедры жилищно-коммунального хозяйства, Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж, Российская Федерация, тел.: +7-906-677-97-73; e-mail: a.isanova@bk.ru;
Кретова Екатерина Дмитриевна, магистрант, Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж, Российская Федерация, тел.:+7-980-341-66-49; e-mail: shiroi.kretova@yandex.ru;
Драпалюк Дмитрий Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры жилищно-коммунального хозяйства, Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж, Российская Федерация, тел.: +7-950-750-38-13; e-mail: drapaluyk@yandex.ru;
Драпалюк Наталья Александровна, кандидат технических наук, доцент кафедры жилищно-коммунального хозяйства, Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж, Российская Федерация, тел.: +7-903-858-25-60; e-mail: u00076@vgasu.vrn.ru
В статье рассмотрены два варианта снижения теплопотерь зданий: использование методов архитектурно-планировочной организации пространства и применение современной аэрогелевой теплоизоляции. Подобные пассивные в ежедневном использовании и обслуживании решения способствуют снижению расхода энергетических ресурсов на обеспечения требуемых характеристик микроклимата. В работе приведено сравнение теплопотерь здания заданного строительного объема, имеющего в первом случае несколько вариантов объемно-планировочного решения, а во втором - разные типы ограждающих конструкций. На основе анализа были описаны индивидуальные
особенности применения обоих случаев. В заключении исследования были сделаны выводы о преимуществах и недостатках предлагаемых вариантов снижения топливно-энергетических расходов систем микроклимата и их влияние на повышение энергетической эффективности зданий.
Ключевые слова: архитектурно-ланировочное решение, аэрогелевая теплоизоляция, энергосбережение, тепло-эффективность, теплопотери, теплоизоляция.
ANALYSIS OF THE USE OF MODERN THERMAL INSULATION BASED ON AEROGEL IN THE DESIGN ENERGY-EFFICIENT BUILDINGS
A.V. Isanova, Ye.D. Kretova, D. A. Drapalyuk, N. A. Drapalyuk
Isanova Anna Vladimirovna, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Housing and Communal Services, Voronezh State Technical University, Voronezh, Russian Federation, phone: +7-906-677-97-73; e-mail: a.isanova@bk.ru;
KretovaYekaterinaDmitriyevna, graduate student, Voronezh State Technical University, Voronezh, Russian Federation, phone: +7-980-341-66-49; e-mail: shiroi.kretova@yandex.ru;
Drapalyuk Dmitriy Aleksandrovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Housing and Communal Services, Voronezh State Technical University, Voronezh, Russian Federation, phone: +7-950-750-38-13; e-mail: drapaluyk@yandex.ru;
Drapalyuk NatalyaAleksandrovna, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Housing and Communal Services, Voronezh State Technical University, Voronezh, Russian Federation, phone: +7-903-858-25-60; e-mail: u00076@vgasu.vrn.ru
The article considers two options for reducing heat loss of buildings, namely: the use of methods of architectural and planning organization of space and the use of modern aerogel thermal insulation. Such passive solutions in daily use and maintenance contribute to reducing the consumption of energy resources to ensure the required characteristics of the microclimate. The paper presents a comparison of the heat loss of a building of a given building volume, which in the first case has several variants of a space-planning solution, and in the second - different types of enclosing structures. Based on the analysis, the individual features of the application of both cases were described. At the conclusion of the work, conclusions were drawn about the advantages and disadvantages of the proposed options for reducing fuel and energy costs of microclimate systems and their impact on increasing the energy efficiency of buildings.
Keywords: architectural and planning solution, aerogel thermal insulation, energy saving, thermal efficiency, heat loss, thermal insulation.
Введение
Повышение энергоэффективности зданий является вопросом, стоящим в области строительства на одном из первых мест и к тому же становится все более актуальным с точки зрения сбережения природных энергоресурсов, чьи запасы истощаются по всей планете с невероятной скоростью в последние десятилетия [1-3].
Постановка задачи
Целью исследования является подбор подходящего и максимально эффективного пассивного способа снижения энергоэффективности здания, способствующий частичному решению проблемы ограниченности ресурсов. Основной задачей будет являться создание доказательной базы, свидетельствующей о выгодности того или иного варианта снижения теплопо-терь. Для изучения вопроса используем теоретические методы научного исследования.
Научная новизна данного исследования состоит в том, что выявлены реальные сравнительные данные теплопотерь, позволяющие более объективно взглянуть на методы, не имеющие широкого применения.
Методы исследования и результаты
Возьмем за основу типовое пятиэтажное здание и проведем сравнительный анализ
теплопотерь нескольких с одинаковым строительным объемом.
Подобное здание имеет следующие характеристики: строительный объем (жилой части) 21517,8 м2; длина - 68,12 м; ширина - 37,12 м; высота здания- 16,00 м.
Далее возьмем здание, имеющее форму усеченной сферы с тем же принятым к исследованию строительным объемом, для проведения сравнительного расчета [4-6]. Подобное здание будет иметь приблизительно % от диаметра полной сферы для создания устойчивого основания и сохранения узнаваемойоколосферической формы [7]. Отсеченная часть сферы будет составлять около 15,625% от общего объема, а значит наш строительный объем здания составит 84,375%.
Чтобы узнать радиус сферы нам необходимо составить пропорцию и узнать полный объем сферы. В нашем случае он составит 25502,5778 м3.
Далее из формулы объема сферы (1.1):
V = (1.1)
выразим ее радиус (1.2):
Радиус будет приблизительно равен 18,259904 м. Следующим шагом узнаем площадь
поверхности нашего здания (1.3), которая будет составлять 75% от общей площади сферы.
5 = 4 *Д2 * 75 %. (1.3)
Следовательно, здание сферической формы имеет следующие характеристики: строительный объем (жилой части) 21517,8 м2; диаметр -36,52 м; высота здания - 27,39 м.
В последующем расчете теплопотерь будет учитываться, что оба здания имеют витражное остекление [8, 9] для сохранения архитектурной эстетики сферического здания и объективности сравнения с типовым примером.
Допущения: не учитываются внутренние планировочные решения зданий, каждый этаж рассмотрен как отдельное жилое помещение. Город застройки - Москва. Один метр у основания каждого здания является частью наружных ограждений полуподвального неотапливаемого помещения.
Оба здания имеют межэтажные перекрытия высотой 0,2 м. В типовом зданиипять этажей с высотой потолков 2,8 м. В здание сферической формы - семь этажей с потолками 2,8 метра и один этаж с куполообразным потолком, имеющим в пиковой точке высоту 5,19 м.
Перекрытие крыши сферического здания имеет высоту 2,39 м по центральной оси здания. Его площадь рассчитывается по формуле (1.4) площади сферического сегмента и равна 274,205562 м2.
5 = 2 *Д * й. (1.4)
По этой же формуле в дальнейшем будем определять площадь поверхности стен (витражного остекления).
Площадь поверхности пола найдем по формуле (1.5) площади основания сферического сегмента.
5 = л * й * (2 *Д -й). (1.5)
Коэффициенты теплопотерь по сторонам света в здании сферической формы примем с учетом, что каждое направление будет ориентировочно располагаться на 12,5% наружных ограждений каждого этажа. Для упрощения понимания приведем схему.
Коэффициенты теплопередачи ограждающий конструкций также будут общими для двух зданий. Витражное остекление выполним однокамерным энергосберегающим стеклопакетом, толщиной 24 мм, с коэффициентом сопротивления теплопередачи 1,46 Вт/(м2 *°С) [3]. Коэффициент сопротивления теплопередачи потолочного перекрытия примем 0,33 Вт/(м2*С), а пола 0,35 Вт/(м2 *С) [10].
Все данные, полученные в ходе расчета теплопотерь здания сферической формы приведены далее в таблице 1. Далее произведем расчет здания стандартного формфактора для последующего сравнения. Результаты расчетов представлены в таблице 2.
Таблица1
Номер помещения Наименование помещения и расчетная температура воздуха 1в, °С Характеристики ограждений Площадь, А, м | 1 1 Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2*С) ( 1 Расчетная разность ! температур (1в-Ш)*и, С Коэффициент учета добавочных теплопотерь 1+Ер Основные потери теплоты через ограждения Qогр, Вт
Наименование Ориентация по сторонам горизонта
1 Помещение первого этажа ПЛ - 849,498 0,35 34,5 1 10257,687
О С 40,135 1,47 46 1,1 2985,342
О СВ 40,135 1,47 46 1,1 2985,342
О СЗ 40,135 1,47 46 1,1 2985,342
О В 40,135 1,47 46 1,1 2985,342
О З 40,135 1,47 46 1,05 2849,644
О Ю 40,135 1,47 46 1 2713,947
О ЮВ 40,135 1,47 46 1,05 2849,644
О ЮЗ 40,135 1,47 46 1 2713,947
33326,235
2-7 Помещение второго - седьмого этажей О С 40,135 1,47 46 1,1 2985,342
О СВ 40,135 1,47 46 1,1 2985,342
О СЗ 40,135 1,47 46 1,1 2985,342
О В 40,135 1,47 46 1,1 2985,342
О З 40,135 1,47 46 1,05 2849,644
О Ю 40,135 1,47 46 1 2713,947
О ЮВ 40,135 1,47 46 1,05 2849,644
О ЮЗ 40,135 1,47 46 1 2713,947
138411,29
Продолжение таблицы 1
Номер помещения Характеристики ограждений Площадь, А, м Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2*С) Расчетная разность температур (1в-Ш)*п, С Коэффициент учета добавочных теплопотерь 1+Ер Основные потери теплоты через ограждения Qогр, Вт
Наименование помещения и расчетная температура воздуха 1в, °С Наименование Ориентация по сторонам горизонта
8 Помещение Пт - 274,206 0,33 46 1 4162,440
восьмого этажа О С 40,135 1,47 46 1,1 2985,342
О СВ 40,135 1,47 46 1,1 2985,342
О СЗ 40,135 1,47 46 1,1 2985,342
О В 40,135 1,47 46 1,1 2985,342
О З 40,135 1,47 46 1,05 2849,644
О Ю 40,135 1,47 46 1 2713,947
О ЮВ 40,135 1,47 46 1,05 2849,644
О ЮЗ 40,135 1,47 46 1 2713,947
27230,989
SQогрб =198968,515
Основываясь на вышеизложенные расчеты, можем сделать вывод, что теплопотери в здании со стандартными параметрами и витражным остеклением составляют приблизительно 279 894,490 Вт, а в здании шарообразной формы -198 968,515 Вт. Следовательно, теплопотери в здании нестандартной формы в 1,5 раза ниже, чем у здания с типовой архитектурой. Подобное решения по снижению теплопотерь можно назвать успешным, рекомендовать для дальнейшего рассмотрения и получения финансовой выгоды, а также актуальным для развития архитектурной композиции города.
Совсем недавно на рынке появилась новая нанотехнологическая разработка - аэрогель, материал, выпускаемый в нескольких видах и для совершенно различных областей, от космонавтики до градостроительства. Он обладает уникальными свойствами и является одним из самых совершенных теплоизоляционных материалов, если не лучшим из ныне существующих. Плотность аэрогеля составляет всего 1,9 кг/м3. Он гидрофобный, огнестойкий, имеет малую теплопроводность, прост в монтаже и абсолютно экологически безопасен [11].
Таблица 2
Теплопотери здания типовой застройки_
Номер помещения Наименование помещения и расчетная температура воздуха 1в, °С Характеристики ограждений Площадь, А, м Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2*С) Расчетная разность температур рв-Ш)*п, С Коэффициент учета добавочных теплопотерь 1+Ер Основные потери теплоты через ограждения Qогр, Вт
Наименование Ориентация посторонам горизонта
1 Помещение первого этажа ПЛ - 2528,61 0,35 34,5 1 30533,019
О С 190,736 1,47 46 1,1 14187,325
О В 103,936 1,47 46 1,1 7730,968
О З 103,936 1,47 46 1,05 7379,560
О Ю 190,736 1,47 46 1 12897,568
72728,440
2-4 Помещение второго - четвертого этажей О С 190,736 1,47 46 1,1 14187,325
О В 103,936 1,47 46 1,1 7730,968
О З 103,936 1,47 46 1,05 7379,560
О Ю 190,736 1,47 46 1 12897,568
126586,26
5 Помещение 5 этажа Пт - 2528,614 0,33 46 1 38384,367
О С 190,736 1,47 46 1,1 14187,325
О В 103,936 1,47 46 1,1 7730,968
О З 103,936 1,47 46 1,05 7379,560
О Ю 190,736 1,47 46 1 12897,568
80579,788
SQогр =279894,49
Рассмотрим два распространенных теплоизоляционных материала и аэрогелевый рулонный утеплитель. Проанализируем теплопотери через многослойные конструкции стен и произведем сравнительный расчет для каждого из них.
В качестве примера возьмем конструкцию стены, состоящую из декоративной штукатурки (Я=0,29 Вт/(м-К)); кирпичной кладки толщиной 510 мм (Я= 0,56 Вт/(м-К)); теплоизоляции (аэро-гелевой/минвата/пенополистирол); фасадной грунтовки (Я= 0,75 Вт/(м-К)) [10, 12, 13].
Сравнивая полученные результаты, мы можем сделать следующий вывод: минеральная вата и пенополистирол имею практически идентичные показатели в 129 159,88 Вт и 125 485,04 Вт. Видимая разница есть, но она практически не ощутима по сравнению с результатом аэрогеля в 104 293,442 Вт. Его показатель на 1/5 меньше, он по всем характеристикам выигрывает на фоне других представителей рынка. Однако и его стоимость значительно выше.
Войдет ли аэрогелевая изоляция в повсеместное использование остается вопросом на данный
Проведя теплотехнический расчет стен с разной вариацией изоляции, но одинаковой конструкцией получим следующее [6-8]: стена с аэрогелевой изоляцией - 0,227 Вт/(м-К); стена с изоляцией из пенополистирола -0,4 Вт/(м-К); стена с изоляцией из минеральной ваты - 0,43 Вт/(м-К) [10, 13].
Далее произведем расчет теплопотерь зданий одинаковой конструкции. Полученные данные приведены в таблицах 3-5.
Таблица 3
момент, но вышеизложенный расчет показывает его преимущества и дает повод задуматься о соразмерности финансовых трат и достоинствах аэрогеля.
В данной работе мы рассмотрели 2 способа снижения теплопотерь: архитектурно-планировочный и использование современного аэрогеле-вого утеплителя. При изменении формфактора здания мы получили значение теплопотерь в 1,5 раза меньше изначального при тех же условиях. При использовании аэрогелевого утеплителя показатели снизились на 1/5.
Теплопотери с изоляцией из минеральной ваты
Номер помещения Наименование помещения и расчетная температура воздуха й, °С Характеристики ограждений Площадь, А, м Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2*С) Расчетная разность температур (tB-te)*n, С Коэффициент учета добавочных теплопотерь 1+Eß Основные потери теплоты через ограждения Qогр, Вт
Наименование Ориентация по сторонам горизонта
1 Помещение первого этажа ПЛ - 2528,614 0,35 34,5 1 30533,019
НС С 161,576 0,43 46 1,1 3515,571
НС В 89,896 0,43 46 1,1 1955,957
НС З 89,896 0,43 46 1,05 1867,050
НС Ю 161,576 0,43 46 1 3195,973
ДО С 29,160 1,47 46 1,1 531,179
ДО В 14,040 1,47 46 1,1 255,753
ДО З 14,040 1,47 46 1,05 244,128
ДО Ю 29,160 1,47 46 1 482,890
42581,518
2-4 Помещение второго-четвертого этажей НС С 161,576 0,43 46 1,1 3515,571
НС В 89,896 0,43 46 1,1 1955,957
НС З 89,896 0,43 46 1,05 1867,050
НС Ю 161,576 0,43 46 1 3195,973
ДО С 29,160 1,47 46 1,1 531,179
ДО В 14,040 1,47 46 1,1 255,753
ДО З 14,040 1,47 46 1,05 244,128
ДО Ю 29,160 1,47 46 1 482,890
36145,498
5 Помещение пятого этажа Пт - 2528,61 0,33 46 1 38384,367
НС С 161,576 0,43 46 1,1 3515,571
НС В 89,896 0,43 46 1,1 1955,957
НС З 89,896 0,43 46 1,05 1867,050
НС Ю 161,576 0,43 46 1 3195,973
ДО С 29,160 1,47 46 1,1 531,179
ДО В 14,040 1,47 46 1,1 255,753
ДО З 14,040 1,47 46 1,05 244,128
ДО Ю 29,160 1,47 46 1 482,890
50432,866
SQогр =129159,88
Таблица 4
Теплопотери с изоляцией из пенополистирола
Номер помещения Наименование помещения и расчетная температура воздухай, °С Характеристики ограждений Площадь, А, м Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2*С) Расчетная разность температур рв-Ш) *п, С Коэффициент учета добавочных теплопотерь 1+Ер Основные потери теплоты через ограждения Qогр, Вт
Наименование Ориентация по сторонам горизонта
1 Помещение первого этажа ПЛ - 2528,61 0,35 34,5 1 30533,019
НС С 161,576 0,4 46 1,1 3270,298
НС В 89,896 0,4 46 1,1 1819,495
НС З 89,896 0,4 46 1,05 1736,791
НС Ю 161,576 0,4 46 1 2972,998
ДО С 29,160 1,47 46 1,1 531,179
ДО В 14,040 1,47 46 1,1 255,753
ДО З 14,040 1,47 46 1,05 244,128
ДО Ю 29,160 1,47 46 1 482,890
41846,550
2-4 Помещение второго-четвертого этажей НС С 161,576 0,4 46 1,1 3270,298
НС В 89,896 0,4 46 1,1 1819,495
НС З 89,896 0,4 46 1,05 1736,791
НС Ю 161,576 0,4 46 1 2972,998
ДО С 29,160 1,47 46 1,1 531,179
ДО В 14,040 1,47 46 1,1 255,753
ДО З 14,040 1,47 46 1,05 244,128
ДО Ю 29,160 1,47 46 1 482,890
33940,592
5 Помещение пятого этажа Пт - 2528,61 0,33 46 1 38384,367
НС С 161,576 0,4 46 1,1 3270,298
НС В 89,896 0,4 46 1,1 1819,495
НС З 89,896 0,4 46 1,05 1736,791
НС Ю 161,576 0,4 46 1 2972,998
ДО С 29,160 1,47 46 1,1 531,179
ДО В 14,040 1,47 46 1,1 255,753
ДО З 14,040 1,47 46 1,05 244,128
ДО Ю 29,160 1,47 46 1 482,890
49697,897
SQогр = 125485,04
Таблица 5
Теплопотери с изоляцией из аэрогеля_
Номер помещения Наименование помещения и расчетная температура воздуха 1в, °С Характеристики ограждений Площадь, А, м Коэффициент т еплопередачи К, Вт/(м2*С) Расчетная разность температур рв-Ш) *п, С Коэффициент учета добавочных теплопотерь 1+Ер Основные потери теплоты через ограждения Qогр, Вт
Наименование Ориентация по сторонам горизонта
1 Помещение первого этажа ПЛ - 2528,614 0,35 34,5 1 30533,019
НС С 161,576 0,227 46 1,1 1855,894
НС В 89,896 0,227 46 1,1 1032,563
НС З 89,896 0,227 46 1,05 985,629
НС Ю 161,576 0,227 46 1 1687,177
ДО С 29,160 1,47 46 1,1 531,179
ДО В 14,040 1,47 46 1,1 255,753
ДО З 14,040 1,47 46 1,05 244,128
ДО Ю 29,160 1,47 46 1 482,890
37608,230
2-4 Помещение второго-четвертого этажей НС С 161,576 0,227 46 1,1 1855,894
НС В 89,896 0,227 46 1,1 1032,563
НС З 89,896 0,227 46 1,05 985,629
Продолжение таблицы 5
Номер помещения Наименование помещения и расчетная температура воздуха 1в, °С Характе] огражд истики ;ений Площадь, А, м Коэффициент т еплопередачи К, Вт/(м2*С) Расчетная разность температур рв-Ш) *п, С Коэффициент учета добавочных теплопотерь 1+Ер Основные потери теплоты через ограждения Qогр, Вт
Наименование Ориентация по сторонам горизонта
НС Ю 161,576 0,227 46 1 1687,177
ДО С 29,160 1,47 46 1,1 531,179
ДО В 14,040 1,47 46 1,1 255,753
Наименование Ориентация по сторонам горизонта
ДО З 14,040 1,47 46 1,05 244,128
ДО Ю 29,160 1,47 46 1 482,890
21225,634
5 Помещение пятого этажа Пт - 2528,614 0,33 46 1 38384,367
НС С 161,576 0,227 46 1,1 1855,894
НС В 89,896 0,227 46 1,1 1032,563
НС З 89,896 0,227 46 1,05 985,629
НС Ю 161,576 0,227 46 1 1687,177
ДО С 29,160 1,47 46 1,1 531,179
ДО В 14,040 1,47 46 1,1 255,753
ДО З 14,040 1,47 46 1,05 244,128
ДО Ю 29,160 1,47 46 1 482,890
45459,578
SQогр = 104293,42
Применение обоих способовпоказало хорошие результаты. Однако по многим аспектам они не могут быть взаимозаменяемыми. К примеру, здание нестандартной формы не должно нарушать архитектурной композиции города, что накладывает ряд ограничений. В то время как изменение теплотехнических характеристик ограждающих конструкций на архитектурной концепции городского квартала не сказывается совершенно [14].
С другой точки зрения, при применении витражного остекления здания наилучшим способом снижения теплопотерь однозначно выступает изменение его формы, выступая в рассматриваемой ситуации спасительным решением [8, 15].
Заключение
Полученные в ходе исследований данные показывают объективную разницу широко используемых методик и предложенных данной работой. Оба варианта имеют право на существование. Выбор того или другого способа зависит от конкретных условий района строительства и архитектурной концепции рассматриваемого городского квартала. Исследование доказало эффективность методов и подкрепило их полученными значениями. Данные результаты могут найти применение в выборе и поиске более выгодного ситуативного решения, давая четкое представление о конкретных преимуществах и недостатках приведенных методов.
Список литературы
1.Энергетическая проблема человечества и пути ее решения // FB.RU. - Режим доступа: https://yandex.rU/turbo/fb.ru/s/ article/327190/energeticheskaya-problema-chelovechestva-i-puti-ee-resheniya (дата обращения: 14.07.2022), свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. рус.
2. Пятиэтажный жилой дом // СН-Строй. -Режим доступа: http://sn-stroy.com/portfolio-item/pyatietazhnyj-zhiloj-dom/ #prettyPhoto[project-gallery]/0/ (дата обращения: 14.07.2022), свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. рус.
3. Исанова А. В. Обеспечение требуемых характеристик внутреннего микроклимата при проектировании квартальной многоэтажной жилой застройки с учетом ее аэрационного режима / А.В. Исанова, И.В. Попова// Инженерно-строительный вестник Прикаспия. - 2021. - №1 (36). - С. 25-29.
4. Прошунина К. А. Теоретическая взаимосвязь эргономических принципов и концептуальной архитектуры жилого пространства астраханский государственный архитектурно-строительный университет / К. А. Прошунина, И. А. Овчеренко // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. - 2018. - №4(26). - С. 12-22.
5. Лисициан М.В. Архитектурное проектирование жилых зданий /М. В. Лисициан, В. Л. Пашковский, З. В Петунина., Е. С. Пронин, Н. В. Федорова, М. А. Федяева. - Москва : Архитектура - С, 2006. - 488 с.
6. Потери тепла можно снизить, совершенствуя инженерные системы, конструктивные решения // РШе^аззЩг^ошз&Оооге. - Режим доступа: http://elitstekloplast.ru/o-steklokompozite/poleznye-stati/132-poteri-tepla-mozhno-snizit-sovershenstvuya-inzhenernye-sistemy-konstruktivnye-resheniya.html(дата обращения: 14.07.2022), свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. рус.
7. Дома сферической формы: подарок природы или архитектурное излишество? // Дом и ремонт. - Режим доступа: https://dom-i-remont.info/posts/proekt-doma/doma-sfericheskoj-formy-podarok-prirody-ili-arhitekturnoe-izlishestvo/(дата обращения: 14.07.2022), свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. рус.
8. Энергосберегающие окна. Как минимизировать потери тепла // Портал-Энерго. - Режим доступа: http://portal-energo.ru/articles/details/id/137(дата обращения: 14.07.2022), свободный. - Заглавие с экрана. -Яз. рус.
9. Снижение теплопотерь через окна посредством установки двойных и тройных стеклопакетов // Окна на века. -Режим доступа: https://okna-veka64.ru/okna/raschet-teplopoter-cherez.html (дата обращения: 14.07.2022), свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. рус.
10. Расчет теплопроводности стен: таблица теплопроводности материалов // «СОЛНЦЕ». - Режим доступа: https://www.solntse.ru/articles/vnutrennyaya-izolyatsiya/kak-rasschitat-teplosoprotivlenie-steny/(дата обращения: 14.07.2022), свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. рус.
11. Аэрогелевая изоляция: космические технологии на страже тепла // Просто о строительстве. - Режим доступа: https://zen.yandex.ru/media/id/5fdb3f8aee49c837afb5a63b/aerogelevaia-izoliaciia-kosmicheskie-tehnologii-na-straje-tepla-60f9039abbe 8c109b0dad8b7(дата обращения: 14.07.2022), свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. рус.
12.Что такое аэрогель, его характеристики // Малоэтажная страна. -Режим доступа: https://m-strana.ru/articles/aerogel-eto/ (дата обращения: 14.07.2022), свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. рус.
13. Теплоизоляционные материалы: виды утеплителей, применяемых в строительстве // Малоэтажная страна. -Режим доступа: https://m-strana.ru/articles/teploizolyatsionnye-materialy/ (дата обращения: 14.07.2022), свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. рус.
14. Колосов А.И. Теплогазоснабжение многоквартирного жилого дома: учеб. пособие/ А.И.Колосов, Д.М.Чудинов, Н.А. Петрикеева, С.А. Яременко, Г.Н. Мартыненко. - Воронеж : Воронежский государственный технический универ-ситет,2014. - 86с.
15. Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция/К. В. Тихомиров, Э. С. Сергеенко. - Москва : Стройиздат, 1991. - 480 с.
© А. В. Исанова, Е. Д. Кретова, Д. А. Драпалюк, Н. А. Драпалюк
Ссылка для цитирования:
Исанова А. В., Кретова Е. Д., Драпалюк Д. А., Драпалюк Н. А. Анализ использования современной теплоизоляции на основе аэрогеля при проектировании энергоэффективных зданий // Инженерно-строительный вестник Прикаспия : научно-технический журнал / Астраханский государственный архитектурно-строительный университет. Астрахань : ГАОУ АО ВО «АГАСУ», 2022. № 4 (42). С. 15-22.
УДК 621.577
DOI 10.52684/2312-3702-2022-42-4-22-26
ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛОНАСОСНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ
С. А. Логинова, А. А. Тимошин
Логинова Светлана Андреевна, кандидат технических наук, доцент кафедры строительных конструкций, Ярославский государственный технический университет, г. Ярославль, Российская Федерация, тел.: +7-906-617-12-27; e-mail: sl79066171227@yandex.ru;
Тимошин Александр Антонович, инженер, ассистент кафедры экономики предприятий, Уральский государственный экономический университет, г. Екатеринбург, Российская Федерация, тел.: +7-982-718-58-84;e-mail: sas-timosh@ya.ru
В настоящее время использование тепловых насосов приобретает все большую популярность в связи с удорожанием энергоносителей и постоянно меняющимися климатическими условиями. Удорожание традиционных источниковэнергии, повышенные требования к эффективности и надежности систем теплоснабжения требуют совершенствования проектных и строительно-монтажных работ, законодательной и нормативной базы. Целью анализа являлась оценка перспективности применения теплонасосных систем теплообеспечения в строительстве. В статье отражена история развития энергоэффективных технологий, позволяющих использовать возобновляемые источники энергии в системах теплоснабжения. В хронологическом порядке описан ряд знаковых для этого направления событий, обозначены приоритетные пути повышения эффективности работы теплонасосных систем. Рассматривается специфика эксплуатационных особенностей теплонасосных систем теплоснабжения, использующих низкопотенциальное тепло атмосферного воздуха. Представлено видение авторами дальнейших перспектив развития теплонасосных систем теплоснабжения в России.
