CC BY
61
3. Борискина И.В. Здания и сооружения со светопрозрачными фасадами и кровлями
4. Майоров В.А. Вакуумные стеклопакеты. Светопрозрачные конструкции. № 3 (107) 2016
5. H. Weinläder, H.-P. Ebert, J. Fricke. VIG — Vacuum Insulation Glass.
6. Плотников А.А. АРХИТЕКТУРНО-КОНСТРУКТИВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ИННОВАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ СТЕКЛЯННЫХ ЗДАНИЙ Вестник МГСУ 2015. № 11. С. 7-15.
7. Мальцев М.С., Терпугов В.Н. Моделирование стеклопакета с вакуумом//Высокопроизводительные вычисления на графических процессорах. 2012. С. 52-53
8. Королев Д. Ю., Семенов В. Современные методы повышения тепловой защиты зданий // Молодой ученый. — 2010. — №3. — С. 26-29. — URL https://moluch.ru/archive/14/1280/ (дата обращения: 16.01.2018).
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Клыков И.А., Стратий П.В. Теоретические исследования теплотехнических свойств вакуумных стеклопакетов. — Системные технологии. — 2018. — № 26. — С. 221—228.
THEORETICAL RESEARCHES OF THE HEAT TECHNICAL PROPERTIES OF VACUUM GLASS PACKAGE
Klykov I.A., Stratiy P.V.
Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «National Research Moscow State University of Civil Engineering»
Abstract
The article is devoted to the issues of energy-efficient glazing. There are concidered the processes of heat transfer through multilayer glazing and ways to combat thermal losses. The theoretical preconditions of the efficiency of a vacuum double-glazed unit are described below, and there is a brief history of the development of this technology. Based on the calculations carried out with the help of the software complex, an assumption is made about the possible value of the reduced resistance of the heat transfer of a vacuum insulating glass unit.
Keywords:
energy efficiency, heat engineering, heat losses, translucent structures, energy-efficient glazing, vacuum glazing, resistance to heat transfer Date of receipt in edition: 16.02.18 Date of acceptance for printing: 18.02.18
УДК 697
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ВАКУУМНЫХ СТЕКЛОПАКЕТОВ В ЖИЛИЩНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
И.А. Клыков, П.В. Стратий
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский
Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), г. Москва
Аннотация
В данной статье приводится анализ экономической целесообразности использования вакуумных стеклопакетов в качестве остекления жилых зданий. Данные, используемые в расчётах, получены экспериментальным путём, подробно описанным в статье «Лабораторные испытания по определению сопротивления теплопередаче образца вакуумного стеклопакета»
Ключевые слова:
энергоэффективность, экономическая эффективность, светопрозрачные конструкции, энергоэффективнное остекление, вакуумное остекление История статьи:
Дата поступления в редакцию 11.03.18 Дата принятия к печати 18.03.18
Для исследованияэкономическойэффективности, для сравнения свакри^мнымсвеклопакетом был выбран распростр аншный однокамерный стеклопакет 4М-12 Аг 90% — 41. Характеристики, необходимые для проведения расчёта приведены в табл.1.
Таблица 1
Сравнение стоимостей и сопротивлений теплопередаче различных стеклопакетов
Характеристики Вакуумный стеклопакет Однокамерный стеклопакет
Сопротивление теплопередаче, м2-К/Вт 3,46 0,78
Стоимость, руб 15960 1680
Так как исследуемые стеклопакеты имеют одинаковую светопропускаемость и обеспечивают одинаковый уровень естественнойосвещенности было проведено сравнение тепловых потерь, прошедших через 1 м2 каждого из оТразцов. Количестве теплоты прешедшее черее расчётную площадь в течение года определялось по формуле: д=0 024- ГСОП- —
' V
Q - тепловые пот ери в год, кВт • ч/год
А - площадь об разца (1 м2)
ГСОП - градусо-сутки отопительного периода (для Москвы 4676,2 оС • сут/год) - сопротивление теплопередаче, м2-К/Вт
1 ч
Q1=0,024• 4676.2^ ——=32,44 (кВт--)
1 3,46 год
1 ч
(2=0,0Д4- 4676.2^——=143,88 (кВт--)
' 0,78 год
Для определения стоимости годовых теплопотерь необходимо произвес7и перевод кВт • ч/год в Гкал/ год. Для проведения расчотов были использованы оледующие коэффициенты пересчёта:
1 кВт • ч/год = 3,6 МДж/год = 86 • 10-5 Гкал/год.
Таблица 2
Годовые теплопотери ч2рез квадратный метр остекления
кВт • ч/аод МДж/год Гка л/год
Вакуумный стиклооакет а 2,ДО 116,78 0,1
Однокамерный стеклопакет 143,88 514,8 0,44
На основании этих данных была вычислена годовая стоимость эксплуатации квадратного метра для обоих стеклопакетов. Расчдт был выполнен с использованием тарифа на тепловую энероию для города Москвы, который кс^ ДДРО1 ее сод составил 1740,47 рублей за 1 Гкал с учётом НДС. Вакуумный стеклопакет:
(авак = 0,1 • 1741,47 = 174,15 суб/гдд
Однокамерный стеклопакет:
адб = 0,40- 1741ДР = 7ИТ,25 суб/гдд
Для оценки эффективности ннвестиций в вакуумное остекление в ианном исследовании предложен период самоокупаемости. Под периддом самоокупаемости здеоь педразумевается срок, за который разница в стоимости теплодых потерь, прцшедшин чераа квадрдтный тмегтрр стеклопакткод, превысит их разницу в цене. Расчёт стоимости кеплопотерь проведён по формуле:
Системные технологии (№а26) Ж018
229
5т = а ■ т,
Бт - стоимость теплопотерь за срок т, руб а - годовая стоимость эксплуатации, руб/год т - расчётный период эксплуатации, год Разница в стоимости стеклопакетов составляет:
$вак — $об = 14280,
Откуда получаем: „^
аоб • т — авак • т = 12800;
т =
1480
14280
882,1 год а
«об-«вак 7(56,25 — 174,15
Продемонстрируем результаты вычислений в виде графика (рис. 1).
1 2 3 4 5 6 7
9 10 И 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
Рис. 1. Стоимость эксплуатации за расчётный период при стабильном тарифе на отопление. 1 - вакуумный стеклопакет, 2 - однокамерный стеклопакет
При заданном тарифе вакуумному стеклопакету понадобиться больше 24-ех лет чтобы покрыть вложения, за счёт экономии отопления. В действительтнсти, тариф на отопление в Мотиве имеет стабильное стремление к росту. ТГаис за период 2РН7 г ода его рост сост ав ил 4,8% . Уч итывая этот фткто р, б ы ли проведены дополнительные расчёты.
Рассмотрению подвнрглись двн случая: при постоянном росте тарифа на 2,5% 15 год и при постоянном росте на 5% в год. Расчёт еттльо вти эксплуатаци и проводплся по фотмул ее
0^-0%
От "
и
Бт - стоимость теплопотерь за срок т, руб а1 - расходы за первыйгод эксплуатец ии , руС/год д - среднегодов ая норма роста тарифа т - расчётный период эксплуатации, год Дальнейший алгоритм расчёта не изменился.
а1,од-а1,од Я а1,ваи-а1,ваи Я
1-Я
1-Я
= 14280,
При росте тариф а на 2,5 % в год срок окупаемости будет равен:
(766,25-766,25-1,025ш)-(174,15 -174,15 -1,025ш) 1-1,025
т= 025 1,61 ~ 19,3 лет
Результат вычисления представлен на рис.2.
к 14280,
9 <4.0 АЛ 'вш , руб
—
20000
18000
1АППП
2
о пл
1ПППП сч
6000
1
2000
111, год
2 - 1 5 1 10 1 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
Рис. 2. Стоимость эксплуатации за расчётный период приросте тарифа на 2,5% в год. 1 - вакуумный стеклопакет, 2 - однокамерный стеклопакет
При росте тарифа на 5 % в год срок окупаемости будет равен:
(766,25-766,25- 1,05Ш)-(174Д5 -174,15 -1,05Ш)
1-1,05
т= 05 2,21 ~ 16,25 лет
= 14280,
Результат вычисления представлен на рис.3.
, руб
22000
20000
18000
16000
/
12000 2 О 00
10000 <4
8000
4000 1
2000
111, год
2 - 1 7 с 10 1 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 '
Рис. 3. Стоимость эксплуатации за расчётный период при росте тарифа на 5% в год. 1 - вакуумный
стеклопакет, 2 - однокамерный стеклопакет
Вывод. Результаты исследования показывают, что применение вакуумных стеклопакетов может быть оправдано в случае стабильного роста тарифов на отопление. При текущем уровне цен срок окупаемости вакуумного стеклопакета, в сравнении с однокамерным аргоновым стеклопакетом превышает 15 лет. Учитывая прогнозируемый срок эксплуатации в 25 лет, можно сделать вывод о низкой эффективности экономических вложений. На данном этапе развития технологии сборки вакуумного стеклопакета, конечная стоимость изделия не позволяет использовать его в качестве альтернативы современным системам остекления. Однако стоит отметить, что стоимость вакуумного стеклопакета в основном зависит от стоимости процесса вакуу-мирования. Изготовление вакуумного стеклопакета является таким же материалоёмким как изготовление обычного однокамерного стеклопакета, что говорит о перспективности разработки более дешёвых методов вакуумирования, позволяющих снизить стоимость продукции и увеличить её привлекательность на рынке.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Ватин Н.И., Немова Д.В., Рымкевич П.П., Горшков А.С. Влияние уровня тепловой защитыограждающих конструкций на величину потерь тепловой энергии в здании //Инженерно-строительный журнал. 2012. №8(34). С. 4-14
2. Грахов В.П., Мохначев С.А., Егорова В.Г. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ В ЖИЛИЩНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 2-1.; URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=20382 (дата обращения: 08.01.2018).
3. Борискина И.В. Здания и сооружения со светопрозрачными фасадами и кровлями
4. Майоров В.А. Вакуумные стеклопакеты. Светопрозрачные конструкции. № 3 (107) 2016
5. H. Weinläder, H.-P. Ebert, J. Fricke. VIG — Vacuum Insulation Glass.
6. Плотников А.А. АРХИТЕКТУРНО-КОНСТРУКТИВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ИННОВАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ СТЕКЛЯННЫХ ЗДАНИЙ Вестник МГСУ 2015. № 11. С. 7-15.
7. Королев Д. Ю., Семенов В. Современные методы повышения тепловой защиты зданий // Молодой ученый. — 2010. — №3. — С. 26-29. — URL https://moluch.ru/archive/14/1280/ (дата обращения: 16.01.2018).
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Клыков И.А., Стратий П.В. Экономическая эффективность применения вакуумных стеклопакетов в жилищном строительстве. — Системные технологии. — 2018. — № 26. — С. 228—232.
ECONOMIC EFFICIENCY OF APPLICATION OF VACUUM GLASS PACKETS IN HOUSING CONSTRUCTION Klykov I.A., Stratiy P.V.
Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «National Research Moscow State University of Civil Engineering»
Abstract Keywords:
This article analyzes the economic feasibility of using vacuum insulating glass energy efficiency, economic efficiency,
as a glazing of residential buildings. The data used in the calculations were translucent structures, energy-efficient
obtained experimentally, described in detail in the article « Laboratory tests for glazing, vacuum glazing
the determination of resistance of thermal transmission of a sample of a vacuum Date of receipt in edition: 11.03.18
glass pack» Date of acceptance for printing: 18.03.18
