CC BY
91УДК 65.012.123+502.174.3
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ УСТРОЙСТВ ПАССИВНОГО СОЛНЕЧНОГО НАГРЕВА НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Клевец КН.
Академия строительства и архитектуры (структурное подразделение), ФГАОУ ВО КФУ им. В.И.Вернадского, 295943, г. Симферополь, ул. Киевская, 181, е-тай: ksenia.klevets@gmail.com
Аннотация. Одним из способов повышения экологической безопасности урбанизированных территорий является повышение энергетической эффективности объектов строительства. Пассивный солнечный нагрев является экологически чистым, безотходным приёмом снижения тепловых потерь здания в отопительный период, что ведет к снижению потребления энергетических ресурсов, а, следовательно, снижению выбросов углекислого газа в атмосферный воздух. Для решения вопроса выбора наиболее целесообразного вида применяемого устройства пассивного солнечного нагрева предлагается проведение комплексной оценки экологической безопасности устройств пассивного солнечного нагрева. В работе рассматривается комплексная оценка экологической безопасности различных видов устройств пассивного солнечного нагрева и предложены следующие показатели их комплексной оценки: экологическая эффективность, комфортность в использовании, эстетический и экономический показатели. Также в работе представлен пример расчета комплексной оценки экологической безопасности различных видов устройств пассивного солнечного нагрева на примере города Ялта.
Ключевые слова: комплексная оценка, экологическая эффективность, устройства пассивного солнечного нагрева.
ВВЕДЕНИЕ
Энергопотребление оказывает непосредственное влияние на состояние окружающей среды, и снижение расхода энергии на отопление и охлаждение здания, т.е. повышение его энергоэффективности, является одним из основных способов повышения экологической безопасности урбанизированных территорий. Нормативно-правовая база всего мира в области экологии и энергетики направлена на снижение энергопотребления, с целью борьбы с глобальным потеплением и улучшением экологического состояния среды обитания человека.
Из всех способов повышения энергоэффективности, пассивный солнечный нагрев - это экологически чистый, эффективный метод, который должен быть обязательным для объектов строительства, расположенных в южных регионах, где количество солнечной энергии составляет 2000-2500 солнцечасов в год [1, 2].
Наиболее простые и распространённые во всем мире виды устройств пассивного солнечного нагрева (УПСН) - это прямой солнечный нагрев, солнечное пространство и теплоаккумулирующая стена Тромба. Мировая практика строительства энергоэффективных зданий с применением УПСН подтверждает их эффективность. Но УПСН всегда рассматриваются в комплексе мероприятий по повышению энергетической и экологической эффективности зданий, поэтому сложно выделить и понять их роль в тепловом балансе зданий.
В работах, посвященных применению пассивного солнечного нагрева в энергоэффективных зданиях, рассматривается один-два вида УПСН, при этом, в лучшем случае, рассчитывается энергетический показатель их эффективности, который связывается со снижением выбросов СО2, но не проводится сравнение различных видов УПСН, не рассматривается их эстетические показатели и показатели комфортности во время эксплуатации [2, 4, 5, 6]. При проектировании вновь строящихся и реконструкции существующих зданий с целью повышения их энергетической и экологической безопасности, необходимо выбрать наиболее эффективный вид УПСН, а также решить, каким образом производить выбор применяемого в дальнейшем УПСН при проектировании и строительстве зданий.
Для того, чтобы остановить выбор на каком-то устройстве пассивного солнечного нагрева в условиях конкретного места строительства, необходимо провести комплексную оценку нескольких видов устройств пассивного солнечного нагрева с учетом требований, предъявляемых к данным устройствам и их архитектурным решениям. Эти требования вытекают из нормативов, касающихся экологической безопасности, энергетической эффективности, санитарно-гигиенических норм, показателей экономической эффективности, комфортности и эстетики.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ, МАТЕРИАЛОВ, МЕТОДОВ
Для проведения исследований, представленных в данной статье, было решено рассматривать четыре наиболее распространенные и простые конструкции устройств пассивного солнечного нагрева, представленных на рисунке 1, которые были выделены на основе работ в области пассивного солнечного нагрева [11-16]. При этом, такой вид устройства пассивного солнечного нагрева, как «солнечное пространство» рассматривается в двух вариациях -пристроенное помещение к южному фасаду и встроенное в отапливаемый объем солнечное пространство.
а б в
Рис.1. Типология пассивных солнечных систем: а - прямой нагрев; б - солнечное пространство; в -«Теплоаккумулирующая стена» (стена Тромба) [16]
Методы многокритериальной оценки объектов разрабатывались многими отечественными и зарубежными специалистами, среди которых, в первую очередь, следует отметить российского учёного Азгальдова Г.Г., как основного автора квалиметрии - науки о комплексной оценке качества объектов, и американского математика Саати Т. - автора широко известного метода анализа иерархий, а также Варжапитяна А.Г. и др. [7, 8, 9].
В работе [17] подробно описана стандартная схема многокритериального ранжирования альтернатив, а также указано, что при отсутствии требования высокой или низкой чувствительности метода к малым вариациям исходных данных, наиболее эффективным является метод взвешенной суммы мест, а также метод нечетко-множественного ранжирования альтернатив.
В работе Смирновой С.Н. рассматривается метод многокритериальной оценки энергоэффективных зданий [10]. Выявлены критерии оценки проектных решений: экономичность, использование невозобновляемых источников энергии, ориентация, форма и линейные параметры, внутренняя планировка, конфигурация плана, тип заполнения светового проема, площадь остекления. Предложенная система количественных и качественных критериев оценки создает предпосылки для выбора оптимальных проектных решений с использованием традиционного проектирования и методов математического моделирования.
В работе авторов С.Г. Шеиной и Е.Н. Миненко [18] также применяется метод комплексной оценки для выбора энерго- и ресурсосберегающих решений, реализуемых на этапе проектирования жилых зданий.
Это доказывает универсальность метода многокритериальной оценки и его применимость в случаях, когда необходимо зафиксировать неосязаемые, субъективные показатели объекта исследований, например, его внешний вид, удобство и т.п.
ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Цель исследования - разработать методику выбора целесообразного вида устройства пассивного солнечного нагрева на основе комплексной оценки с учётом наиболее важных для лица, принимающего решение, показателей. Задача исследований - предложить показатели комплексной оценки экологической безопасности устройств пассивного солнечного нагрева и способы их расчета, провести комплексную оценку экологической безопасности устройств пассивного солнечного нагрева на примере города Ялта.
ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ
Выполнить комплексную оценку экологической безопасности УПСН предлагается с помощью метода, разработанного в квалиметрии [7-9, 17]. Комплексная квалиметрическая оценка, в нашем случае - интегральный показатель экологической безопасности (ИПЭБ), представляет собой взвешенную сумму относительных значений всех показателей, используемых для оценки объекта.
Алгоритм проведения комплексной оценки экологической безопасности УПСН:
1. Постановка цели исследования объектов (УПСН);
2. Создание экспертной группы;
3. Выбор показателей, характеризующих сравниваемые объекты;
4. Задать тип показателей - стимулятор или дестимулятор;
5. Задать весовые коэффициенты показателей;
6. Расчет значений объективных показателей;
7. Оценка субъективных показателей;
8. Задать предельно допустимые значения каждого показателя (эталон и брак);
9. Привести значения показателей к сопоставимому виду;
10. Выполнить нормировку на единицу весовых коэффициентов;
11.Вычислить интегральный показатель экологической безопасности УПСН (ИПЭБ);
12.Ранжировать сравниваемые объекты (по величине ИПЭБ).
Рассмотрим подробно каждый пункт этого алгоритма применительно к четырём видам УПСН: прямой солнечный нагрев (окно), пристроенное к южному фасаду и встроенное в отапливаемый объем солнечные пространства, стена Тромба. Все рассматриваемые УПСН граничат с отапливаемыми жилыми помещениями, расположены на южном фасаде здания в городе Ялта, имеют площадь остекления 10 м2 и соответствуют требованиям тепловой защиты зданий для рассматриваемой местности строительства (СП 50.13330.2012).
Целью комплексной оценки экологической безопасности УПСН является выбор наилучшего устройства с учётом всех необходимых требований, предъявляемых к ним. В нашем случае наилучшим будет УПСН, которое имеет максимальную взвешенную сумму показателей.
В зависимости от поставленной цели комплексной оценки создаётся экспертная группа, в которую входят специалисты из данной предметной области.
Для проведения комплексной оценки УПСН используем три показателя экологической безопасности и один экономический показатель:
1) показатель экологической эффективности;
2) показатель стоимости;
3) показатель комфортности;
4) эстетический показатель.
Приведённый набор показателей содержит как объективные показатели (вычисляемые физические величины), так и показатели субъективной оценки качества объектов (комфортность и эстетичность). Отметим также, что показатели комфортности и эстетичности являются сложными, т.е. состоят из нескольких вспомогательных показателей. При этом, под «комфортностью» подразумевается удобство во время эксплуатации и обслуживания УПСН.
Используемый набор показателей не содержит показатели, отражающие санитарно-гигиенические требования к УПСН. Это связано с тем, что санитарно-гигиенические требования (естественное освещение, инсоляция, солнцезащита) неявно включены в показатель стоимости - в случае, если рассматриваемое УПСН не способствует улучшению микроклимата помещения, к его стоимости прибавляется стоимость обеспечения санитарно-гигиенических норм.
Показатели, используемые для интегральной оценки любых объектов, относятся к трем типам: стимуляторы, дестимуляторы и показатели, имеющие номинальное значение. Стимуляторами называют показатели, которые должны иметь максимально возможные значения. Дестимуляторы - это показатели, которые, наоборот, должны иметь минимально возможные значения. Показатели, которые должны иметь строго заданное значение (номинальное) в наших исследованиях не используются.
В соответствии с описанной общепринятой классификацией, все, используемые в исследовании показатели, относятся к стимуляторам, за исключением показателя стоимости
УПСН, который должен минимизироваться. Тип показателя влияет на способ нормировки оценок показателей (приведения показателей к сопоставимому виду, см. ниже).
Приведение значений показателей к сопоставимому виду выполняют по формулам: - для стимуляторов
* = ^, (1)
К - В,
для дестимуляторов
^ ^, (2)
г К - в
где а^ - значение /-того показателя /-того устройства пассивного солнечного нагрева, приведенного к сопоставимому виду, относительные единицы (о.е.);
А/ - значение г -того показателя /-того устройства пассивного солнечного нагрева до приведения его к сопоставимому виду;
Ег - эталонное значение г -го показателя;
Вг - бракованное значение г -го показателя.
Единицы измерения величин А/, Ег , Вг соответствуют их физическому смыслу.
Весовые коэффициенты показателей комплексной оценки характеризуют значимость показателей для лица, принимающего решение по выбору УПСН для практической реализации. Лицом, принимающим решение, может выступать экспертная группа, либо заказчик. Весовые коэффициенты показателей задают экспертным методом и выражают в баллах, после чего переводят в относительные единицы, путём нормировки на единицу их суммы по следующей формуле:
Ж
ч=пЖ-,г=(з)
Е к
п= 1
В правой части (3) стоят ненормированные значения весовых коэффициентов,
N - количество показателей, описывающих объект.
Если в комплексную оценку экологической безопасности УПСН входит сложный показатель, состоящий из нескольких показателей второго уровня, то он равен взвешенной сумме значений этих показателей каждого объекта, ИСП {,и рассчитывается по формуле:
п=N
ИСПг = Е ^ • Чп, (4)
п= 1
где индекс соответствует номеру сложного показателя;
^п - нормированные весовые коэффициенты показателей второго уровня;
Чп - значения показателей второго уровня, приведённые к сопоставимому виду;
N - количество показателей второго уровня.
После того, как все показатели доведены до первого уровня (объективные рассчитаны, субъективные оценены), необходимо задать эталонное и бракованное значение каждого показателя первого уровня.
Эталонное значение показателя выбирается либо экспертным методом в соответствии с нормативами или лучшими мировыми аналогами, либо принимаются равным лучшему наблюдаемому значению, увеличенному на небольшую величину, например, на 5% (для стимуляторов); в случае дестимуляторов лучшее значение уменьшается на 5%.
Бракованное значение может быть также задано экспертным методом, либо быть меньше худшего наблюдаемого значения (например, на 5%) для стимуляторов; для дестимуляторов бракованное значение увеличивается на 5%.
После того, как все показатели первого уровня приведены к сопоставимому виду по формулам (1) и (2), проведена нормировка на единицу весовых коэффициентов этих показателей
по формуле (3), можно приступать к расчету ИПЭБ в соответствии с формулой (4), с использованием показателей первого уровня и их весовых коэффициентов.
Для удобства анализа результаты расчета ИПЭБ выражают в относительных единицах путем деления на наибольший из полученных значений.
Расчет объективного показателя экологической эффективности УПСН Повышение энергетической эффективности зданий ведет с снижению потребления энергетических ресурсов и снижению выбросов углекислого газа в атмосферный воздух. Оценив энергетическую эффективность применяемого устройства пассивного солнечного нагрева, можно оценить его экологическую эффективность:
ЫСОг = f(AQ), (5)
где AQ - избыток тепловой энергии от устройства солнечного нагрева, кВт-ч; МСОг - количество невыброшенного в атмосферный воздух углекислого газа, за счет
снижения энергопотребления в отопительный период, кг.
Расчёт экологической эффективности предполагается выполнять по показателю избытка тепловой энергии (ИТЭ), AQj. ,кВт-ч, для каждого из рассматриваемых УПСН, который, рассчитывается по формуле:
AQ!j = опг - ., (6)
епост ~ .. ~ . ~
. - средние тепловые поступления в 7-тый расчётный период от .-того устройства пассивного солнечного нагрева, кВт-ч;
0пот ~ .. ~ . ~
у - тепловые потери за г-тый расчётный период от .-того устройства пассивного
солнечного нагрева, кВт-ч.
Тепловые поступления и тепловые потери рассчитываются на основе формул СП 50.13330.2012, а также СП 23-101-2004.
Среднемесячный показатель ИТЭ от пассивного солнечного нагрева в каждом УПСН, переводится в тонны условного топлива (т.у.т.), AQj. ,т.у.т., в соответствии с [19] по формуле:
• 0,12 • 10-3, (7)
где AQj. - избыток тепловой энергии за г-тый расчётный период от .-того устройства
пассивного солнечного нагрева, кВтч, которые определяются по формуле (6).
В соответствии с [20], исходя из зависимости т.у.т. и различных видов топлива, можно определить валовой выброс двуокиси углерода за г-тый расчётный период от .-того устройства
пассивного солнечного нагрева, М'.О^, кг.
Расчёт валового выброса двуокиси углерода за -тый расчётный период при сжигании газообразного топлива и отсутствии данных о его химическом составе, производится по формуле:
МСо, = . •Ро -Ко„ (8)
где В. - расход натурального газообразного топлива за г-тый расчетный период от .-того устройства пассивного солнечного нагрева, м3;
РСОг - плотность двуокиси углерода, кг/м3, принимаемой по [21] равной 1,9768 кг/м3;
- объем трехатомных газов в продуктах сгорания газообразного топлива, м3/м3, принимается по [22].
Показатель для природного газа в соответствии с [22] составляет 1,05 м3/м3, (для
газопровода «Средняя Азия - Центр», «Саратов - Москва», «Оренбург - Александровский гай»).
В соответствии с [23] при перерасчете тонн условного топлива в природный горючий газ (естественный) следует руководствоваться следующим коэффициентом перерасчета:
В"Г = • 1154. (9)
Результаты расчётов показателя избытка тепловой энергии и сэкономленного валового выброса двуокиси углерода за отопительный период для рассматриваемых устройств пассивного солнечного нагрева в городе Ялта представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Показатели суммарного избытка тепловой энергии и сэкономленного валового выброса диоксида углерода за отопительный период для различных УПСН на примере города Ялта
№ п/п Вид УПСН ИТЭ, кВт-ч СО2, кг
1 Прямой солнечный нагрев 184,7 529,31
2 Солнечное пространство - пристроенное 176,3 506,75
3 Солнечное пространство - встроенное 160,3 460,9
4 Стена Тромба 872,6 2508,15
Расчёт объективного показателя стоимости УПСН
Стоимость конструкции является показателем-дестимулятором, т.е. чем ниже стоимость конструкции, тем лучше. Поскольку сложно определить точную стоимость конструкции УПСН на этапе предпроектного выбора, в работе рассматривается стоимость УПСН в относительных единицах, S, о.е.
Все рассматриваемые виды УПСН приняты с одинаковой площадью наружного остекления, поэтому стоимость 10 м2 оконной конструкции принято за 1 о.е.
Таким образом, стоимость УПСН «прямой солнечный нагрев» будет состоять из 1 о.е. остекления и еще 0,5 о.е., необходимых на установку солнцезащитного устройства, т.к. для местности южнее 58ос.ш. это является крайне необходимым для светопрозрачных конструкций южной и западной ориентации. Итого Sпн=1,5 о.е.
Стоимость пристроенного солнечного пространства складывается из 2 о.е. на остекление, и по 0,5 о.е. на устройство боковых стен, пола и потолка. При этом, сама конструкция солнечного пространства будет выполнять роль солнцезащиты для жилых помещений, расположенных «за ним». Таким образом, получаем Sпсп=4 о.е.
Встроенное солнечное пространство оценивалось аналогично пристроенному, итого Sвсп=4 о.е.
Стоимость стены Тромба складывается из остекления - 1 о.е., массивной стены площадью 10 м2 - 1 о.е, оборудование воздушных каналов оценивалось в 0,5 о.е. Также сюда будет входить установка окна в помещении со стеной Тромба, необходимое для естественного освещения -0,5 о.е. Итого SсТ=3 о.е. Результаты оценки стоимости рассматриваемых УПСН приведены в таблице 2.
Таблица 2.
Стоимость конструкций различных видов УПСН
№ п/п Вид УПСН S, о.е.
1 Прямой солнечный нагрев 1,5
2 Солнечное пространство - пристроенное 4
3 Солнечное пространство - встроенное 4
4 Стена Тромба 3
Оценка субъективного показателя комфортности УПСН
К субъективным показателям относятся комфортность и эстетика. В работе, для оценки эстетических показателей, был проведён опрос среди 10 респондентов, имеющих специальное образование в области архитектуры или дизайна. Для оценки показателей комфортности был проведён опрос среди 30 респондентов, потенциальных жителей объектов строительства с УПСН, разделённых на 3 возрастные группы: до 35 лет, 35-50 лет, старше 50.
Оценка комфортности производилась по трём вопросам:
1. Как Вы оцениваете различные виды УПСН по легкости в эксплуатации? Респондентам предлагалось оценить на сколько быстро, по их мнению, можно включить-выключить различные виды УПСН; требует ли УПСН регулировки в течение дня.
2. Как Вы оцениваете УПСН по легкости в обслуживании и бытовому уходу за ним? Респондентам предлагалось оценить на сколько сложно, по их мнению, будет содержать различные виды УПСН в чистоте и порядке.
3. Как Вы оцениваете дополнительные преимущества различных видов УПСН? У каждого рассматриваемого вида УПСН есть некоторые преимущества перед остальными видами, и респондентам прилагалось оценить на сколько для них важны эти преимущества. Такие виды УПСН как «прямой солнечный нагрев», «пристроенное и встроенное солнечные пространства» обеспечивают наличие «вида из окна», а также естественное освещение в помещения, где они расположены. При этом, «прямой солнечный нагрев» также может обеспечивать удовлетворение санитарно-гигиенических норм по инсоляции, в отличие от всех остальных видов УПСН. Солнечные пространства обеспечивают солнцезащиту и дополнительную площадь, которую можно использовать по усмотрению хозяина - там может быть расположена хозяйственная зона или, например, зимний сад. Стена Тромба в жаркие период года может работать на охлаждение помещения - для этого необходимо наличие сквозного проветривания.
Сложный показатель первого уровня равен среднему арифметическому показателей второго уровня и представлен для каждого вида УПСН в таблице 3.
Таблица 3.
Показатель комфортности первого уровня для различных видов УПСН в соответствии с проведенным опросом
№ п/п Вид УПСН Показатель комфортности
1 Прямой солнечный нагрев 8
2 Солнечное пространство - пристроенное 7,2
3 Солнечное пространство - встроенное 7,2
4 Стена Тромба 6,4
Оценка субъективного показателя эстетической выразительности УПСН
Для оценки эстетической выразительности различных видов УПСН была создана экспертная группа из 10-ти человек разного возраста со специальным образованием «архитектор» или «дизайнер». Респондентам предлагалось оценить эстетический потенциал различных видов УПСН по 10-тибальной шкале, где 1 - низкий потенциал, 10 - высокий. Оценивался эстетический показатель по двум вопросам - влияние наличия УПСН на внешний вид здания (экстерьер) и на внутренний вид (интерьер). Результаты опроса представлены в таблице 4.
Таблица 4.
Эстетический показатель первого уровня для различных видов УПСН _в соответствии с проведенным опросом_
№ п/п Вид УПСН Эстетический показатель
1 Прямой солнечный нагрев 8,3
2 Солнечное пространство - пристроенное 7,1
3 Солнечное пространство - встроенное 8,1
4 Стена Тромба 6,9
Для проведения комплексной оценки экологической безопасности УПСН объективные показатели были взяты за отопительный период. Субъективные показатели оценивались при помощи опроса.
В исследованиях весовые коэффициенты показателей второго уровня принимались равными 1. Весовой коэффициент показателей экологической эффективности и стоимости приняты равными 9. Весовой коэффициент показателя комфортности и эстетического показателя первого порядка определяются как среднее арифметическое в соответствии с опросом, и равны 8,6 в обоих случаях.
При расчёте интегрального показателя экологической безопасности (ИПЭБ), тип показателя - стимулятор или дестимулятор, выражается 1 или 0 соответственно.
Эталон показателя экологической эффективности задан чуть выше максимального значения, полученного в расчётах, и равен 2550 кг/от.пер. Брак чуть ниже минимально полученного значения - 450 кг/от.пер.
Эталон для показателя стоимости задан чуть ниже минимальной стоимости конструкции УПСН (таблица 2) и равен 1,4 o.e. Брак, наоборот, чуть выше максимального значения и равен 4,1 o.e.
Эталоном показателя комфортности и эстетичности будет 10 баллов, т.к. оценка субъективных показателей проводилась по десятибалльной шкале. Брак в обоих случаях - 1 балл.
Исходные данные для расчета ИПЭБ УПСН приведены в таблице 5, а результаты комплексной оценки, которая рассчитана как взвешенное среднее арифметическое, представлены в виде диаграммы на рисунке 2.
Таблица 5.
Исходные данные для расчета ИПЭБ УПСН
№ п/п Исходные данные Показатель экологической эффективности Показатель стоимости Показатель комфортности Эстетический показатель
1 Прямой солнечный нагрев 529 1,5 8 8,3
2 Пристроенное солнечное пространство 507 4 7,2 7Д
3 Встроенное солнечное пространство 461 4 7,5 8,1
4 Стена Тромба 2508 3 6,4 6,9
5 Вес показателя 9 9 8,6 8,6
6 Тип показателя 1 0 1 1
7 Эталон показателя 2550 1,4 10 10
8 Брак показателя 450 4,1 1 1
о
■ Примни ндерев III Прт троенное Солнечное пространство
□ Встроенное голнрчнорпростргт' но И' тен-i"Пюм^кя
Рис. 2. Интегральный показатель экологической безопасности устройств пассивного солнечного нагрева, расположенных на южном фасаде здания в городе Ялта
По результатам проведения комплексной оценки экологической безопасности УПСН, максимальная взвешенная сумма показателей соответствует такому виду УПСН как «Стена Тромба». Следующий результат у «пассивного солнечного нагрева», то есть у окна.
Такое распределение мест связано с тем, что стена Тромба имеет почти в пять раз лучший результат по показателю экологической эффективности. Низкий результат показателя комфортности и эстетического показателя в большей степени связан с тем, что многие респонденты скептически относятся к нераспространенным конструкциям. Сама идея «остеклить глухую стену» у многих вызывает удивление. Именно поэтому, высшие оценки по комфортности и эстетике получил пассивный солнечный нагрев - это простая, распространенная и «понятная» всем конструкция.
Учитывая эффективность стены Тромба, можно сделать вывод, что для получения одинакового избытка тепловой энергии, площадь ее остекления может быть в четыре-пять раз меньше площади окна с таким же показателем эффективности.
ВЫВОДЫ
В результате проведённых исследований разработана методика комплексной оценки экологической безопасности устройств пассивного солнечного нагрева с целью выбора наиболее целесообразного устройства в условиях местности строительства. Продемонстрирована ее эффективность на примере оценки экологической безопасности четырёх видов УПСН, расположенных на южном фасаде здания в городе Ялта.
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Рассмотренная в работе комплексная оценка экологической безопасности устройств пассивного солнечного нагрева может являться как самостоятельным методом оптимального выбора устройства пассивного солнечного нагрева, так и стать частью более широкой методики повышения экологической безопасности объектов строительства. Предложенные показатели комплексной оценки могут быть расширены или заменены, т.к. они формируются в зависимости от потребностей лица, принимающего решение. Показатель стоимости может быть рассчитан более точно в соответствии с рыночными ценами на материалы и строительные работы. Это говорит о том, что методика комплексной оценки экологической безопасности УПСН, основанная на многокритериальном ранжировании альтернатив, имеет большой потенциал.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дворецкий, А.Т. Влияние особенностей климата Российской Федерации и ориентации здания на выбор типа стационарного солнцезащитного устройства [Текст] / А.Т. Дворецкий, А.В. Спиридонов, М.А. Моргунова // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. -2016. - № 4(16). - С. 50-57.
2.Клевец, К.Н. Влияние тепловых поступлений через окна южного фасада на создание комфортных условий в помещении [Текст] / К.Н. Клевец // Строительство и техногенная безопасность. - 2013. Вып. 48. - С.88-92.
3. Афанасьева, O.K. Гелиотеплицы в малоэтажном жилищном строительстве [Текст] / О.К. Афанасьева // Жилищное строительство. - 2007. - №11. - С. 18-20.
4. Береговой, А.М. Здания с эноргосберегающими конструкциями: дис. ... д-ра тех. наук: 05.23.01 / Береговой Александр Маркович. - Пенза, 2005. - 344 с.
5. Котлов, К.В. Пассивные гелиосистемы теплообеспечения зданий в климатических условиях Республики Марий Эл на примере «стены-коллектора Тромба» [Текст] / К.В. Котлов // Известия КазГАСУ. - 2009. - № 2. - С. 201 - 205.
6. Маркус, Т.А. Здания, климат и энергия: монография / Т.А. Маркус. Э.Н. Моррис; перевод с англ. Под ред. Н.В. Кобышевой, Е.Г. Малявиной. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 543 с.
7. Азгальдов, Г.Г. Квалиметрия в архитектурно-строительном проектировании / Г.Г. Азгальдов. - М.: Стройиздат, 1989. - 264 с.
8. Саати, Т.Л. Об измерении неосязаемого. Подход к относительным измерениям на основе главного собственного вектора матрицы парных сравнений [Электронный ресурс] / Т.Л. Саати // Cloudof Science. - 2015. - T.2. № 1. - С.5-39. - Режимдоступа: http://cloudofscience.ru.
9. Квалиметрия: учебное пособие / А.Г.Варжапетян. - СПб.:СПбГУАП, 2005. - 176 с.
10. Смирнова, С.Н. Принципы формирования архитектурных решений энергоэффективных жилых зданий: дис. ... канд. архитектуры: 18.00.02 / Смирнова С.Н. - Нижний Новгород, 2009. -216 с.
11. Тетиор, А.Н. Городская экология: учеб. пособие для вузов / А.Н. Тетиор. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 336с.
12. Bainbridge, D.A., Passive Solar Architecture. Heating, Cooling, Ventila-tion and Daylighting Using Natural Flows / D.A.Bainbridge. K.Haggard. - Vermont: Chelsea Green Publishing, 2011. - 300 p.
13. Baker, N. Energy and environment in Architecture: technical design guide / N.Baker, K.Steemers. - London: Taylor & Francis e-Library, 2005. - 168 p.
14. Bradshow, V. The building environment: active and passive control sys-tems / V.Bradshow. -3rd ed. - New Jersey: John Wiley & Sons, 1993. - 575 p.
15. Chen, B. Shading effects on the winter thermal performance of the Trom-be wall air gap: An experimental study in Dalian / B.Chen, X.Chen, Y.H.Ding, X.Jia // Renewable Energy. - 2006. - № 31. -P. 1961-1971.
16. Peters, G.P. Measuring a fair and ambitious climate agreement using cu-mulative emissions / G.P.Peters, R.M.Andrew, S.Solomon, P.Friedlingstein // Envi-ronmental Research Letters, 2015. Volume 10, № 10. - Access mode: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/10/10/105004.
17. Клевец, Н.И. Сравнительный анализ методов многокритериального ранжирования альтернатив [Текст] / Н.И. Клевец // Научный вестник: Финансы, банки, инвестиции. - 2018. -№ 2. - С. 153-163.
18. Шеина, С.Г. Оптимизация выбора энергоресурсосберегающих решений напроектной фазе жизненного цикла здания[Текст] / С.Г. Шеина, Е.Н. Миненко // Строительство и техногенная безопасность. - 2017. - № 8 (60). - С. 29-34.
19. ГОСТ Р 51750-2001 Энергосбережение. Методика определения энергоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах. Общие положения. - введ. 01.01.2002. - М.: Госстандарт России, 2001. - 22 с.
20. РД 153.34.0-02.318-2001 Методические указания по расчету годового валового выброса двуокиси углерода в атмосферу от котлов тепловых электростанций и котельных. - утвер. 17.02.2001. - М.: СПО ОРГРЭС, 2001. - 3 c.
21. Теплотехнический справочник / под ред. В.Н. Юреньева, П.Д. Лебедева. - 2 изд., перераб. - М.: Энергия,1975. - 2 т.
22. Тепловой расчёт котельных агрегатов: нормативный метод. / под ред. Н.В. Кузнецова, В.В. Митор, И.Е. Дубовского, Э.С.Карасиной. - М.: Энергия, 1973. - 296 с.
23. Об утверждении «Методически положений по расчёту топливно-энергетического баланса Российской Федерации в соответствии с международной практикой»: постановление от 23 июня 1999 г. № 46. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://gigabaza.ru/doc/89181.html.
COMPREHENSIVE ASSESSMENT OF THE ENVIRONMENTAL SAFETY OF PASSIVE SOLAR HEATING DEVICES DURING CONSTRUCTION
Klevets K.N.
V.I. Vemadsky Crimean Federal University, Simferopol, Crimea
Annotation. One of the ways to improve the environmental safety of urban areas is the increasing the energy efficiency of construction objects. Passive solar heating is an environmentally friendly, waste-free method of reducing thermal losses of the building during the heating period, which leads to a reduction in energy consumption and, consequently, a reduction in carbon dioxide emissions. A comprehensive assessment of the environmental safety of passive solar heating devices is propose to solve the problem of choosing the most appropriate type of passive solar heating device. The article considers a comprehensive assessment of environmental safety of various types of passive solar heating devices and proposes the following indicators of their integrated assessment: environmental efficiency, comfort in use, aesthetic and economic indicators.The article also presents an example of calculating a comprehensive assessment of environmental safety of various types of passive solar heating device s on the example of the Yalta city.
Keywords: comprehensive assessment, environmental efficiency, passive solar heating devices.
