CC BY
34
TECHNICAL SCIENCES
DIRECTIONS FOR IMPROVING THE ENERGY EFFICIENCY OF BUILDINGS AND STRUCTURES Hashimov F.A.1, Bakhadirov I.I.2 (Republic of Uzbekistan) Email: [email protected]
1Hashimov Faziljan Abidovich - Doctor of Technical Sciences (DsC), Professor; 2Bakhadirov Iles Ismailovich - Senior Lecturer,
POWER SUPPLY, TASHKENT STATE TECHNICAL UNIVERSITY, TASHKENT, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: the article compares the classifications of energy efficient buildings in Europe and Russia, provides examples of national experience in the construction of energy efficient buildings, describes methods to improve energy saving through set of architectural and construction solutions, describes the use of renewable energy, presents optimization methods of microclimate systems of buildings and structures.
Keywords: energy efficiency, energy saving, green building, renewable energy, optimization of microclimate systems.
НАПРАВЛЕНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ 12 Хашимов Ф.А. , Бахадиров И.И. (Республика Узбекистан)
1Хашимов Фазилджан Абидович - доктор технических наук, профессор;
2Бахадиров Илес Исмаилович - старший преподователь, кафедра электроснабжения, Ташкентский государственный технический университет, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье проведено сравнение классификаций энергоэффективных зданий в Европе и Узбекистане, приведены примеры отечественного опыта строительства энергоэффективных зданий, рассмотрены методы повышения энергосбережения посредством комплекса архитектурно-строительных решений, описано использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии, приведены методы оптимизации систем обеспечения микроклимата зданий и сооружений.
Ключевые слова: энергоэффективность, энергосбережение, зеленое строительство, возобновляемые источники энергии, оптимизация систем обеспечения микроклимата.
Снижение потребления исчерпаемых природных ресурсов, затрачиваемых на системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК), является задачей первостепенной важности в виду ограниченности этих ресурсов. В настоящее время в развитых странах Европейского союза перспективным направлением является проектирование и строительство энергоэффективных зданий или, так называемое, «зеленое строительство» [1]. Согласно европейской классификации энергоэффективных зданий [2], здания и сооружения можно разделить на несколько типов, представленных в табл. 1.
Классификация зданий Годовое потребление энергии, кВт-ч/м2
Старое здание 300
Новое здание 150
Дом низкого энергопотребления 60
Пассивный дом 15
Дом нулевой энергии 0
Дом плюсовой энергии Вырабатывает больше энергии, чем потребляет
В соответствии с требованиями Евросоюза, с 2020 года в Европе будет разрешено строительство только тех зданий и сооружений, которые удовлетворяют требованиям энергоэффективности не ниже пассивного дома [3].
В Республике Узбекистан проектирование и строительство новых зданий и сооружений, а также реконструкция существующих выполняются на основании требований Свода Правил КМК 2.01.04-97 «Пособие по проектированию новых энергосберегающих решений по строительной теплотехнике» [4]. Данный Свод Правил [4] направлен на уменьшение затрат энергии на отопление и вентиляцию зданий и представляет свою классификацию энергосберегающих зданий и сооружений, которая представлена в табл. 2.
Таблица 2. Классы энергосбережения жилых и общественных зданий в зависимости от величины отклонения расчетного значения удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемого.
Обозначен ие класса Наименован ие класса Величина отклонения расчетного значения удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемого, %
А++ Очень высокий Ниже -60
А+ От -50 до -60 включительно
А От -40 до -50 включительно
В+ Высокий От -30 до -40 включительно
В От -15 до -30 включительно
С+ Нормальный От -5 до -15 включительно
С От +5 до -5 включительно
С- От +15 до +5 включительно
D Пониженный От +15,1 до +50 включительно
E Низкий Более +50
Согласно требованиям Свода Правил [4], не допускается проектирование зданий с классом энергосбережения «Э» и «Е». Однако большинство эксплуатируемых зданий и сооружений были построены по требованиям нормативных документов прежних лет [5] и не соответствуют более «жестким» требованиям действующего норматива [4]. Поэтому для повышения класса энергосбережения необходима реконструкция таких зданий. В первую очередь это связано с более суровым климатом, действующим на большей территории нашей страны, нежели в странах Европы. На сегодняшний день разработано несколько проектов экспериментальных энергосберегающих жилых домов - энергоэффективный экспериментальный жилой дом в микрорайоне [6], энергоэффективное здание [7], планируется строительство энергоэффективного дома в [8].
Потери теплоты в холодный период года, связанные с архитектурно-строительными характеристиками здания, можно существенно снизить, так называемыми пассивными способами, а именно [9]: правильной ориентаций зданий с
учетом рельефа местности, сторон света, направлением ветров, выбором формы здания. Помимо архитектурно-строительных характеристик, важную роль играют теплозащитные свойства ограждающих конструкций.
Применение стеклопакетов с различным числом камер и заполнением камер различными газами (воздухом, аргоном, криптоном) позволяет существенно уменьшить термическое сопротивление теплопередаче [4] и уменьшить потери теплоты в холодный период года.
Данное обстоятельство приводит к необходимости использования систем приточной вентиляции для обеспечения жизнедеятельности людей за счет подачи требуемой санитарной нормы расхода наружного воздуха. В качестве примера рассмотрим здание детского сада, построенного по типовому проекту 211-1-400 [10].
Данные о климатических характеристиках района строительства представлены в табл. 3.
Таблица 3. Климатические характеристики согласно данным, представленным в СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» [11].
Наименование величины Регион
Температура наружного воздуха в холодный период года, °С - 10
Средняя температура отопительного периода, °С - 0,5
Продолжительность отопительного периода 183
Данные о климатические характеристики позволяют определить величину градусо-суток отопительного периода [4]:
ГОСП = (рв - 10П) ■ гоп где: te - оптимальная температура внутреннего воздуха в отапливаемых помещениях в холодный период года, tв = 20 °С, согласно СанПиН № 0146-04 [12]; tоn - средняя температура отопительного периода, °С; zоп - продолжительность отопительного периода, сут.
Базовые значения требуемого термического сопротивления наружных ограждающих конструкций детских учреждений приведены в "Проектировании новых энергосберегающих решений по строительной теплотехнике" [4] и представлены в табл. 4.
Таблица 4. Базовые значения требуемого термического сопротивления наружных ограждающих конструкций детских учреждений.
Наименование величины Здание типового детского сада
Термическое сопротивление теплопередаче остекления, (м2 •°С)/Вт 0,49
Термическое сопротивление наружных стен, (м2 -°С)/Вт 3
Термическое сопротивление перекрытий, (м2 -°С)/Вт 4,47
Термическое сопротивление покрытий пола первого этажа, (м 2 -°С)/Вт 4,47
Свод Правил «Проектирование новых энергосберегающих решений по строительной теплотехнике» [4] предъявляет следующее требование к теплозащитной оболочке зданий - «приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должно быть не меньше нормируемых значений».
Альтернативная энергетика в настоящее время является перспективным направлением, постепенно заменяющая использование углеводородов в развитых странах. Наиболее популярными источниками альтернативной энергии, использующимися в энергосберегающих домах, являются солнечные батареи и коллекторы, ветряные электростанции и тепловые насосы. Солнечные батареи и
солнечные коллекторы позволяют принимать солнечное излучение и за счет этого вырабатывать электрическую и тепловую энергию [14].
Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха - наиболее крупные потребители тепловой энергии, они потребляют до 40% добываемого в стране твердого и газообразного топлива и до 10% производимой электрической энергии.
Список литературы
1. Шилкин Н.В. Энергоэффективные дома Дании / Н.В. Шилкин, А.Е. Насонова // Здания высоких технологий, 2014. Лето. С. 72-78.
2. Бродач М.М. Здание с близким к нулевому энергетическим балансом / М.М. Бродач, В.И. Ливчак // АВОК, 2011. № 5.
3. О планах повышения энергоэффективности зданий в Евросоюзе. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://portal-energo.ru/articles/details/id/479. 2016/ (дата обращения: 18.10.2022).
4. СанПиН № 0331-16. санитарные правила и нормы проектирования, устройства, содержания жилых домов в климатических условиях Узбекистана, 2016. 40 с.
5. Васильев Г.П. Энергоэффективный экспериментальный жилой дом в микрорайоне. / Г.П. Васильев // АВОК, 2004. № 4.
6. Табунщиков Ю.А. Научные основы проектирования энергоэффективных зданий / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач // АВОК, 1998. № 1.
7. Свод строительные нормы и правила КМК 2.02.01-98. Строительная климатология. / Подготовлено к изданию: ИВЦ «AQATM» Госархитектстроя Республики Узбекистан.
8. СанПиН № 0146-04. Проектирование жилых домов в климатических условиях Узбекистана.
9. Зарипов О.О., Саъдуллае А.Б., Бахадиров И.И., Рахимов Ф.М. и Зарипова Ш.О. "Альтернативные источники питания в системе электроснабжения". Ташкент, 2021. Стр. 243.
10.Хошимов Ф.А., Таслимов А.Д. «Энергия тежамкорлиги асослари». ТошДТУ. Т., 2014. 176 бет.
11. Рахмонов И.У., Жалилова Д.А. Рационализация режима работы вентиляционных, водоснабжающих и осветительных установок на предприятиях текстильной промышленности // Научно-методический журнал "Academy". № 8 (71), 2021. Стр. 13-15.
12. Рахмонов И.У., Тоиров М.М. Наивыгоднейшие режимы энергоемких потребителей промышленных предприятий с различным технологическим процессом // Издательство «Проблемы науки». "European science", 2021. № 6 (62). Стр. 17-19.
13. Рахмонов И.У., Нажимова А.М. Оценка влияния энергетических, технологических и эксплуатационных факторов на показатели удельного расхода электроэнергии на единицу выпускаемой продукции // Научно-методический журнал "Проблемы науки". № 8 (67), 2021. Стр. 20-22.
14. Рахмонов И.У., Зиявуддинов А.Ф. Исследование закономерности изменения параметров электропотребления промышленных предприятий // Научно-методический журнал "Проблемы современной науки и образования", 2021. № 9 (166). Стр. 17-20.
