Экcпериментальное жилое здание в Сочи Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Экологическое строительство

шШстм

Научно-технический и производственный журнал

УДК 711.643

В.Т. ИВАНЧЕНКО, канд. техн. наук, А.А. ЗАЙЦЕВ, инженер (Zaycev1-1@mail.ru),

А.А. ГРАЖДАНКИН, инженер

Кубанский государственный технологический университет (350072, Краснодарский край, г. Краснодар, ул. Московская, 2)

Экcпериментальное жилое здание в Сочи

В экспериментальном двухэтажном жилом здании в качестве утеплителя использовано базальтовое волокно в несущей ограждающей конструкции панели. Для обеспечения минимальных потерь тепла в процессе эксплуатации выполнен расчет теплового баланса и запроектирована энергосберегающая конструкция стен, пола, перекрытия, покрытия, оконных проемов. Примененная конструкция здания позволила обеспечить требования к расходу тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания. Для энергоснабжения использована автономная энергосистема с фотоэлектрическими модулями, ветрогенераторами и аккумуляторными батареями. Система обеспечивает подачу переменного тока напряжением 220 В, круглосуточный и круглогодичный режим эксплуатации здания, работу электрооборудования при пасмурной погоде. Проводится мониторинг параметров среды для улучшения микроклимата в помещениях.

Ключевые слова: базальтовое волокно, тепловой баланс, автономная энергосистема, ветрогенератор, фотоэлектрический модуль.

V.T. IVANCHENKO, Candidate of Sciences (Engineering), A.A. ZAYTSEV, Engineer (Zaycev1-1@mail.ru), A.A. GRAZHDANKIN, Engineer Kuban State Technological University (2, Moskovskaya Street, Krasnodar, 350072, Russian Federation)

An Eco-Friendly Autonomous Residential Building in Sochi

The basalt fiber is used as heat insulator in the bearing enclosing structure of the panel in the autonomous experimental two-storey residential building of panel type. To ensure minimal heat losses in the process of operation the calculation of heat balance was made and energy-saving construction of walls, floors, ceilings and window apertures is designed. The used design of the building makes it possible to meet the requirements for heat consumption for heating and ventilation of the building. For power supply an autonomous eco-friendly power system with the use of photoelectric modules, wind generators, and storage batteries has been designed. The system ensures the supply of alternating current of 220 V, round-the-clock and year-round operation of the house, operation of electrical equipment during cloudy weather. The monitoring of environment parameters for improving the microclimate in premises is conducted.

Keywords: basalt fiber, heat balance, autonomous power system, wind generator, photoelectrical module.

Известно, что затраты на содержание и управление зданием могут многократно превзойти инвестиции всего за несколько лет, однако в современных условиях застройщики заинтересованы в минимальных затратах при возведении жилого здания. Доказать эффективность использования современных технологий возможно при условии строительства экспериментальных зданий. Учет многолетнего жизненного цикла здания - от проекта до сноса; поиск баланса между незначительным увеличением инвестиционных затрат и существенным уменьшением стоимости содержания и эксплуатации зданий - это необходимые условия качественных проектных решений [1-6] .

Экспериментальное двухэтажное жилое здание панельного типа с использованием в качестве утеплителя базальтового волокна в несущей ограждающей конструкции панели построено в Сочи.

Для обеспечения минимальных потерь тепла в процессе эксплуатации выполнен расчет теплового баланса и запроектирована энергосберегающая конструкция стен, пола, перекрытия, покрытия, оконных проемов. В качестве ограждающих конструкций использованы конструкционные термоструктурные панели с утеплителем толщиной 100 мм и коэффициентом теплопроводности 0,038 Вт/(моС), обшитые с двух сторон цементно-стружечными плитами (ЦСП) толщиной 25 мм. ЦСП на 90% состоит из щепы хвойных пород деревьев. Ее физико-механические свойства близки к древесине - низкая теплопроводность, хорошая звукоизоляция. По сертификату

42| -

пожаробезопасности соответствует классам Г1, В1, Д1 - не поддерживает горение. Кроме того, это экологически чистый материал: отсутствие вредных примесей, фенола, асбеста и формальдегидных смол.

Покрытие - деревянные стропильные ноги с утеплителем толщиной 150 мм. Перекрытие - деревянные балки шагом 1 м с утеплителем толщиной 100 мм. Пол утепленный на деревянных лагах, толщина утеплителя 100 мм. Окна -два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах с расчетным сопротивлением теплопередаче 0,7 м2°С /Вт. Конструкция здания позволила обеспечить требования к расходу тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания.

Рис. 1. Жилое автономное здание (Сочи, ул. Новая Заря, 7)

12015

Научно-технический и производственный журнал

шШстм

Ecological construction

(É> ©

(S>

I

C/gg

"Ж"

Зил

9100

•Л

у

ш

Кабинет

IV

\QnöyP

Кухня

Ó ©

КлавоЬап 6.21

©

щ @

щ @

[см] [см] [см] [см]

б ©

©

© ©

Балкон

7

a

Детская

/

Гг

1Ш

Л

Тамбур

3

3290

Банная

ь

i

Спальная

балкон

Спальная

О ©

©

©

Рис. 2. Планы первого (а) и второго (б) этажей

Расчет теплового баланса выполнен согласно СП 50.13330. 2012 «Тепловая защита зданий» Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. Расчетное значение удельной характеристики расхода на отопление и вентиляцию в соответствии с п. Г.1 определяется по формуле: ЧотР=(коб+квенг- (кбыт-крад) • v- Q ■ (1 ■ Рь=0, 18 Вт/(м3 -°С). По табл. 13 СП 50.13330.2012 принимаем нормируемое значение q^^O^ Вт/(м3-°С). На основании п. 10.1 должно обеспечиваться условие qorp=0,18<qOTip=0,55.

В результате расчета здание относится к классу энергосбережения А++ согласно табл. 15 СП 50.13330. 2012.

Совместно со специалистами ООО «Солнечный центр» (г. Краснодар) для энергоснабжения здания разработана и применена автономная экологически чистая энергосистема, включающая поликристаллический фотоэлектрический модуль - 24 шт. (Eclipse, Италия 156Р60 S0L250P 250Wp/30V); малошумный ветрогенератор - 2 шт. (Nheolis Nheowind 3d 04 300 W/24V, Франция-Китай); для резервно-

см см см см см см см см

К 31

Ю2

юз

К34

0000 0000

0000

Рис. 3. Электрическая схема питания автономного жилого здания. Условные обозначения: СМ — солнечный модуль; ВТ — ветрогенератор; КЗ1-6 — контроллеры заряда; АБ — аккумуляторная батарея

го питания используется аккумуляторная батарея - 12 шт. (Ventura AGM GPL 12-200).

Система обеспечивает подачу переменного тока напряжением 220 В, круглосуточный и круглогодичный режим эксплуатации здания, работу электрооборудования при пасмурной погоде. Отсутствие резервного источника питания на горючем топливе позволит не оказывать существенного негативного влияния на экологическую безопасность эксплуатации жилища в городе-курорте Сочи. Также система имеет следующие преимущества: отказ от подвода электросети; отсутствие затрат на разрешительную документацию; нет зависимости от повышения цен на электроэнергию; независимость от отключения электроэнергии.

В целях обеспечения заданных параметров микроклимата будет проведен мониторинг системы энергообеспечения здания, предусматривающий получение и обработку следующих показателей:

- конденсация влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции в холодный период года;

- температура внутри помещений в теплый период года;

- влажность ограждающих конструкций;

- количество поступающей энергии от примененной системы энергообеспечения в солнечную и пасмурную погоду в различное время года;

- расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий.

По результатам исследований будут сделаны выводы о целесообразности использования современных технологий при возведении энергоэффективных домов.

В HQäpySKL

12015

43

а

Экологическое строительство

шгадам

Научно-технический и производственный журнал

Список литературы

1. Галлямова Г.Р., Кобельков Г.В. Энергосберегающие технологии при строительстве зданий: пассивный дом // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2013. Т. 2. № 71. С. 228-232.

2. Елохова А.Е. Особенности пассивного дома в России // Вестник МГСУ. 2009. № 4. С. 313-316.

3. Иванова-Погребняк К.Л. «Пассивный дом» и активная экономия // Саморегулирование и бизнес. 2012. № 29. С. 34-39.

4. Смолярго Г.А., Дронова А.В. Возможности совершенствования качеств наружных стен при возведении и эксплуатации малоэтажных «пассивных домов» // Известия Юго-Западного государственного университета. 2010. № 3. С. 66-70.

5. Сапачева Л.В. Экоустойчивая позиция российских архитекторов // Жилищное строительство. 2010. № 12. С. 19-22.

6. Ремизов А.Н. О стимулировании экоустойчивой архитектуры и строительства // Жилищное строительство. 2014. № 3. С. 41-43.

References

Galliamova G.R., Kobelkov G.V. Energy saving technologies at construction of building: passive house. Actual problems of modern science, equipment and education. 2013. Vol. 2. No. 71, pp. 228-232. (In Russian).

Elokhov A.E. Features of design of the passive house in Russia. Vestnik MGSU. 2009. No. 4, pp. 313-316. (In Russian).

Ivanova-Pogrebnyak K. «The passive house» and active economy. Samoregulirovanie i biznes. 2012. No. 29, pp. 3439. (In Russian).

Smolargo G.A., Dronova A.V. Possibilities of improvement of qualities of external walls at construction and operation of low «passive» houses. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. 2010. No. 3, pp. 66-70. (In Russian).

Sapacheva L.V. Ecosteady position of the Russian architects. Zhilishhnoe stroitel'stvo [Housing Construction]. 2010. No. 12, pp. 19-22. (In Russian). Remizov A.N. On Stimulation of Environmentally Sustainable Architecture and Building. Zhilishhnoe stroitel'stvo [Housing Construction]. 2014. No. 3, pp. 41-43. (In Russian).

44

12015