Методы повышения тепловой эффективности зданий и их экономическая оценка Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 697.11

В.Д. Никитин

магистрант ИжГТУ имени М.Т. Калашникова

г. Ижевск, РФ e-mail: vovan73794@yandex.ru

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

Аннотация

В настоящее время в виду удешевления строительства многие застройщики применяют ограждающие конструкции из материалов обладающих низкой теплоаккумулирующей способностью, тем самым снижая энергоэффективность помещений. В настоящее время нецелесообразно расходуется большое количество энергоресурсов, направленных на создание теплового баланса и микроклимата в помещениях. В данной статье рассмотрены цели, задачи, предложены варианты решения проблемы и предложены наиболее эффективные.

Ключевые слова:

Тепловой баланс. Энергоресурсы. Теплопотери. Энергоэффективность. Теплоизоляция. Теплопередача.

Одним из важных направлений политики Российской Федерации является разработка и внедрение энергоэффективных и энергосберегающих технологий [1]. Современная архитектура развивается в условиях все больших технических возможностей строительства, появления новейших строительных материалов и конструкций. Архитектурная энергоэффективность в 21 веке, может использовать как новые, так и традиционные архитектурные средства. Проведя исследование факторов, оказывающих немалое влияние на энергоэффективность, можно выделить наиболее оптимальные формы зданий, которые позволяют уменьшить теплопотери и создать в нем предельно комфортабельный микроклимат [2]. Образ энергосберегающих зданий состоит из многих элементов, в частности, пластики, фактуры и цвета плоскостей фасадов и их элементов. Наибольшая площадь наружных конструкций приходится на стены. Присутствие надлежащей толщины теплоизоляционных слоев, как правило, с внешней стороны конструкции, способно уменьшить общие теплопотери здания до 30%. Толщина теплоизоляционного слоя определяется теплотехническим расчетом. Однако, следует учитывать также тенденцию к гармонизации отечественных норм с европейскими, что означает в перспективе переход к более жестким требованиям, регламентирующим значения общего сопротивления теплопередачи и увеличение толщины утеплительных материалов. Сравнение величины потерь тепла различных частей здания выявляет возможности их относительного выравнивания архитектурными мерами, которые принято было компенсировать количеством и площадью отопительных устройств системы обогрева и т.п. Выполнение утепления фасадов материалом одинаковой толщины не означает равномерности теплозащиты и является экономически оправданным только для глухих фасадов, где маленькие расходы на их внедрение. Кроме сплошного утепления стен должны использоваться приемы с переменной. Они дают возможность уменьшать потери тепла в здании, экономить средства и разнообразить фасады. Отбор и расчет энергоэкономических характеристик, приемов и мероприятий архитектурного энергосбережения нужно осуществлять благодаря применению инструментально-аналитического метода и метода компьютерного моделирования. Сущность первого заключается в измерении параметров внешней и внутренней воздушной среды, дистанционного измерения полей температур ограждающих конструкций и дальнейшей аналитической обработки полученных данных. Метод компьютерного моделирования требует создания энергетических макетов зданий на основании данных геометрических и теплотехнических параметров здания и его отдельных составляющих с помощью специализированных программных продуктов. На построенные математические модели различных зданий «примеряются» проектные мероприятия и определяется их эффективность.

Варианты расположения материалов эффективного утепления показаны на рисунках: сплошное (рисунок 1), частичное (рисунок 2-3), неравномерное утепления (рис. 4-7).

Рисунок 1.

Рисунок 2.

Рисунок 3.

Рисунок 4.

Рисунок 5.

Рисунок 6.

Интенсивные теплопотери происходят через стены с северной стороны здания. Расчетами подтверждено, что энергетически и экономически эффективный вариант сплошного утепления северного фасада здания и частичного применения конструкций повышенной теплоизоляции для фасадов, обращенных к восточной и западной стороне горизонта. Коэффициент энергоэкономической

эффективности при применении теплоизоляционных материалов в стеновых конструкциях именно северной ориентации равен 1,5, тогда как при трехстороннем - 1,15. В угловых помещениях, при всех прочих равных исходных условиях, потери тепла больше чем в помещениях, расположенных в центральной части здания. Внешние конструкции таких помещений логично делать «теплее». Дополнительных мероприятий энергосбережения требуют помещения больших объемов - актовые залы, большие аудитории. Все конструкции таких помещений должны быть запроектированы с высокими теплоизоляционными свойствами. Спортивные залы, коридоры, столовые и буфеты отличаются от основных учебных помещений по температурным требованиям к внутренней среде или по дополнительным тепловыделениям. Они нуждаются мероприятий утепления в последнюю очередь. Благодаря отличиям давлений столбов наружного и внутреннего воздуха, под действием естественного теплового напора, вертикальные ограждающие конструкции первых этажей, испытывают больших затрат энергии, поэтому в первую очередь нуждаются в утеплении. Изменение толщины теплоизоляционного материала в конструкции наружных стен может быть продлена от этажа к этажу. Экспериментально-практическое подтверждение результаты исследований и расчетов нашли во время проведения серии энергоаудитов и в проектах термомодернизации. Сравнение потерь тепла в различных частях здания выявляет возможности их выравнивания архитектурными мерами. Приведенные коэффициенты эффективности помогают выбирать решения, которые могут быть реализованы в проектах термомодернизации общественных зданий и использоваться при проектировании новых зданий. Список использованной литературы:

1. Указ Президента РФ от 7 июля 2011 г. N 899 «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации».

2. Бого Борисова Н.И., Борисов А.В. К вопросу об энергоресурсосбе-режении и энергоаудите ЖКХ регионов России в новых экономических условиях // Актуальные проблемы экономики и менеджмента. 2014. №3(03).

3. Сибикин М.Ю, Сибикин Ю.Д. Технология энергосбережения: учебник - М: Директ-Медия, 2014.

4.Табунщиков Ю.А., Хромец Д.Ю., Матросов Ю.А. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1986.

© Никитин В.Д., 2018

УДК 697.11

В.Д. Никитин

магистрант ИжГТУ имени М.Т. Калашникова

г. Ижевск, РФ e-mail: vovan73794@yandex.ru

ТЕПЛОВАЯ ИНЕРЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЗДАНИЙ

И СООРУЖЕНИЙ

Аннотация

Проблема энергоэффективности жилых зданий на сегодняшний день имеет высокую актуальность. Энергоэффективность — это комплекс организационных, экономических и технологических мер, направленных на повышение значения рационального использования энергетических ресурсов в производственной, бытовой и научно-технической сферах. В данной статье изложено, почему важно, чтобы стройматериалы являлись инерционными.