CC BY
14УДК 658.26 Рубцова К.П., Соргутов И.В.
Рубцова К.П.
магистрант
Пермский государственный аграрно-технологический университет им. академика Д.Н. Прянишникова (г. Пермь, Россия)
Научный руководитель: Соргутов И.В.
доцент кафедры строительных технологий
Пермский государственный аграрно-технологический университет им. академика Д.Н. Прянишникова (г. Пермь, Россия)
МОДУЛЬНОЕ БЫСТРОВОЗВОДИМОЕ ЗДАНИЕ С ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СИСТЕМОЙ ОТОПЛЕНИЯ
Аннотация: в данной статье даны определения ключевым терминам, рассмотрены типы, преимущества и недостатки быстровозводимых зданий и сооружений, а также проанализирован отечественный и зарубежный опыт проектирования таких зданий. Рассмотрены виды систем отопления, а также современные энергосберегательные системы отопления жилых зданий.
Ключевые слова: быстровозводимые здания, энергосбережение, системы отопления.
Цель статьи заключается изучении преимуществ строительства быстровозводимых зданий, а также рассмотреть энергосберегающие системы отопления.
Для достижения указанной цели необходимо изучить теоретическую основу и рассмотреть возможность применения энергосберегающей системой
отопления при строительстве быстровозводимых зданий.
Актуальность темы.
Современная строительная отрасль включает в себя множество направлений инновационной деятельности, направленных с целью повышения эффективности и качества строительных работ.
В строительстве все значительнее распространение получают новые особые виды возведения зданий, к которым относятся быстровозводимые сооружения из различных материалов и конструкций.
В современном строительном мире преобладают два главных рычага, которые определяют популярность технологии: стоимость и срок возведения. Технология быстровозводимых зданий из металлического каркаса сегодня занимает верхушку популярности. Низкая стоимость строительства на всех этапах работ, от проектирования до ввода зданий в эксплуатацию. Это и делает изучении данной темы актуальной.
Результаты работы.
С начала 2000 годов строительство быстровозводимых зданий в России становится массовым. Появление легких, эффективных утеплителей, универсальных прочных несущих конструкций, надежных антикоррозийных покрытий позволяет не только экономить на строительстве, но и гарантировать качество готовых объектов.
Быстровозводимые здания и сооружения — это каркасные или бескаркасные объекты, конструкции которых возводятся с использованием сборных конструкций, которые обеспечивают быстрый монтаж и сокращение сроков строительства. Строительство таких зданий и сооружений производится из изготовленных на заводе компонентов или блоков, которые в последующем транспортируются и собираются на месте строительства объекта. [1]
Область применения таких конструкции очень широка, их применяют при строительстве помещений для складов, ангаров, торговых центров, спортивных комплексов, объектов аграрной сферы, производственных
строений, административно-бытовых комплексов и др.
Для таких объектов очень важен срок строительства и чем он меньше, тем лучше. Быстровозводимые конструкции отлично справляются с таким условием и поэтому обладают огромной актуальностью.
Рассмотрим преимущества строительства быстровозводимых зданий и сооружений:
скорость каркасного монтажа превышает скорость традиционных методов постройки в несколько раз. Благодаря конструктивным особенностями зданий, технологичности выполнения работ, высокой заводской готовностью,
Экономичность, благодаря низкой трудоемкости и отсутствия сложных конструктивных решений,
лёгкость материалов, ускоряющая постройку, транспортировку, ремонт и демонтаж,
высокий показатель прочности. Здания на основе металлических каркасов сейсмостойкие, поэтому подходят для активных зон. Они не склонны к разрушениям, прочны, и сохраняют свойства во время всего срока службы,
огнестойкость, которая обусловлена использованием негорючих материалов,
универсальность. Металлоконструкции можно легко адаптировать к любому серийному проекту и под любые требования заказчика. Быстровозводимые сооружения сегодня с успехом используют под спортивные комплексы, промышленные здания, здания сельхозназначения, склады и т. п., мобильность,
долговечность. Срок службы быстровозводимых зданий составляет приблизительно 100 лет, но при грамотном уходе и правильной эксплуатации они могут служить намного дольше, надежность, экологичность,
отличная устойчивость к морозам, ветрам, солнечным лучам, влаге. К недостаткам строительства быстровозводимых зданий и сооружений
можно отнести:
Низкая устойчивость к коррозии, Повышенный уровень пожароопасности сооружения, Снижение экономичности в осенне-зимний период вследствии высокой температурной проводимости,
Использование легких металлических конструкций не подойдет для возведения сооружений, где необходимо обеспечить повышенную изоляцию.
Несмотря на очевидные преимущества строительства быстровозводимых зданий и сооружений в России доля такого строительства невелика. Особенно это касается жилого строительства. Главными преградами роста рынка являются несовершенство нормативной базы и обилие недобросовестных производителей, проектировщиков и подрядных организаций.
Развитие технологии быстровозводимых зданий в будущем представляется довольно интенсивным. Основную силу такой технологии составляют прочные современные материалы и растущий уровень заводской готовности. Именно в таких направлениях сейчас развивается наука и инженерия. Приблизительно раз в десятилетие разрабатывается принципиально новый строительный материал, который сильно меняет предшествующие представления о строительстве.
Быстровозводимые здания становятся более универсальными и комфортными: технология их строительства меняется, появляются новые материалы. Для таких объектов можно использовать: [2]
нестандартные каркасные конструкции и несущие элементы, позволяющие усложнять планировку здания, его очертания либо выполнять специальные технологические требования (например, при монтаже сложного производственного оборудования, протяженных конвейерных линий),
использование универсальных, стандартных элементов, чтобы ускорить и упростить строительство, исключить ошибки при проектировании и при монтаже ограждающих конструкций, перекрытий, перегородок,
материалы с повышенной энергоэффективностью. Традиционно для утепления используются сэндвич-панели с заполнением из пенополистирола или минеральной ваты. Если важно, чтобы толщина стен была минимальной при эффективном утеплении, возможно использование экструзионного пенополистирола,
улучшение параметров инсоляции. Для этого в составе ограждающих конструкций устанавливают больше оконных блоков либо используют панорамное остекление.
Следует отметить, что в настоящее время идет активная борьба за бережное отношение к окружающей среде, сохранение ее ресурсов и минимизации вреда, который человек наносит природе в процессе своей жизнедеятельности.
В современном строительстве зданий существует многообразие различных отопительных систем, которые имеют свои достоинства и недостатки. При проектировании зданий выбор отопительной системы так же важен, как и выбор материала для стен и кровли, поэтому строители выбирают ту систему, которая более практична, удобна и требует наименьших затрат.
Отопление - это искусственный процесс обогрева помещения для возмещения в нём тепловых потерь через наружные ограждающие конструкции и потерь на инфильтрацию наружного воздуха, с целью поддержания заданного микроклимата в помещении. [3]
Следовательно, энергосбережение способствует применению в ограждающих конструкциях дома современных технологий на уровне мировых стандартов.
Все современные системы отопления частных домов и других жилых зданий можно условно разделить на 2 группы.
К первой относятся традиционные способы обогрева, где используется единый источник тепла — котел, работающий на одном или нескольких энергоносителях. При этом тепловая энергия раздается по помещениям посредством теплоносителя - воды или воздуха. Здесь инновационные решения
направлены на усовершенствование отопительного оборудования путем повышения его теплоотдачи, а также на внедрение современных средств автоматизации.
Ко второй группе следует отнести все системы, использующие новые технологии отопления с энергосберегающим оборудованием, например, теплового насоса.
Выбор типа источника энергии зависит от того, какие энергоресурсы в данной местности наиболее доступны. Если есть возможность подключиться к газовой сети, то разумно будет выбрать именно газовый котел, как самый экономичный. В тех районах, куда газ не подведен, можно выбрать для использования либо твердое топливо (дрова, уголь и т.п.), либо жидкое (дизельное, сырая нефть) топливо, либо электроэнергия на возобновляемых источниках энергии.
Современные энергосберегательные системы отоплении жилых зданий
Тепловые насосы.
Тепловые насосы используют для отопления дома низкопотенциальное тепло окружающей среды, в т.ч. воздуха, недр и даже вторичное тепло, например от трубопровода центрального отопления. Состоят такие устройства из испарителя, конденсатора, расширительного вентиля и компрессора. Все они связаны замкнутым трубопроводом и функционируют на основе принципа Карно. Проще говоря, теплонасос подобен по работе холодильнику, только функционирует, наоборот. Если в 80-х годах прошлого века тепловые насосы были редкостью и даже роскошью, то уже сегодня в Швеции, например, 70% домов отапливаются подобным образом.
Гелиосистемы.
Самый экономный и экологичный способ отапливать помещение и подогревать воду - это использовать энергию солнца. Возможно, это благодаря солнечным коллекторам, установленным на крыше дома. Такие устройства легко подсоединяются к системе отопления и горячего водоснабжения дома, а принцип их работы заключается в следующем. Система состоит из самого
коллектора, теплообменного контура, бака-аккумулятора и станции управления. В коллекторе циркулирует теплоноситель (жидкость), который нагревается за счет энергии солнца и через теплообменник отдает тепло воде в баке-аккумуляторе. Последний за счет хорошей теплоизоляции способен долго сохранять горячую воду.
Теплый пол.
В поиске более эффективной системы отопления люди пробовали много вариантов, из которых более удачным стало отопление теплым полом. [4] Теплый пол обычно устанавливают во время стройки жилья или его ремонта, так как его для его установки требуется полностью менять отопительную систему и конструкцию пола. Преимуществом данной отопительной системы является большая площадь теплоотдающей поверхности.
Для достижения лучших результатов можно применять комбинацию двух или более вариантов. [5]
Для того чтобы определиться с энергоэффективным прибором, нужно изучить все возможные предложения на рынке и выбрать для себя наиболее оптимальный из расчета бюджета, поставленных задач и типа региона. Однако даже самая надежная и качественная система отопления не принесет особой пользы, если в доме происходит масштабная отдача тепла, поэтому следует предпринять меры, которые будут препятствовать утечкам теплоэнергии через конструкции здания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Зимин, С.С. Огроительство быстровозводимых зданий и сооружений / С.С. Зимин, А.Н. Мушинский // Журнал «Строительство уникальных зданий и сооружений». - №4. - СПб.: изд. СПбПУ, 2015;
2. Чалкова, Н. Л. Сравнительная характеристика современных отопительных систем / Н. Л. Чалкова, А. Р. Ризатдинова. — Текст : непосредственный // Актуальные вопросы технических наук : материалы III
Междунар. науч. конф. (г. Пермь, апрель 2015 г.). — Пермь : Зебра, 2015. — С. 115-118. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/125/7828/ (дата обращения: 09.01.2024);
3. Климец Дмитрий Анатольевич Сравнительный анализ систем отопления, выбор наиболее эффективной и наиболее рациональной системы отопления для частного жилого дома // Вестник Науки и Творчества. 2017. №11 (23). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sravnitelnyy-analiz-sistem-otopleniya-vybor-naibolee-effektivnoy-i-naibolee-ratsionalnoy-sistemy-otopleniya-dlya-chastnogo-zhilogo (дата обращения: 09.01.2024);
4. Теплый пол или батареи - Текст: электронный// Теплодом URL https://1-teplodom.ru/cto-lucse-vybrat-teplyi-pol-ili-batarei-otoplenia/;
5. Панферов Владимир Иванович, Анисимова Елена Юрьевна, Панферов Сергей Владимирович Эффективные энергосберегающие решения при теплоснабжении зданий // Вестник ЮУрГУ. Серия: Строительство и архитектура. 2015. №4. URL: https://cyberlenmka.ru/article/n/effektivnye-energosberegayuschie-resheniya-pri-teplosnabzhenii-zdaniy (дата обращения: 06.02.2024)
Rubtsova K.P., Sorgutov I. V.
Rubtsova K.P.
Perm State Agrarian and Technological University (Perm, Russia)
Scientific advisor: Sorgutov I.V.
Perm State Agrarian and Technological University (Perm, Russia)
MODULAR PREFABRICATED BUILDING WITH ENERGY-SAVING HEATING SYSTEM
Abstract: this article defines key terms, considers the types, advantages and disadvantages of prefabricated buildings and structures, and analyzes domestic and foreign experience in designing such buildings. The types of heating systems are considered, as well as modern energy-saving heating systems for residential buildings.
Keywords: prefabricated buildings, energy saving, heating systems.
