ISSN: 2181-1385 ISI: 0,967 | Cite-Factor: 0,89 | SIS: 1,9 | ASI: 1,3 | SJIF: 5,771 | UIF: 6,1
ОПРЕДЕЛЕНИЯ КЛАССА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НАРУЖНЫХ СТЕН ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ
М. К. Турдалиева
Ташкентский международный университет кимё, (PhD), и.о. доцент
М. М. Одилов
Ташкентский международный университет кимё, магистрант
В данной статье исследуется теплотехнические характеристики ограждающих конструкций существующего крупнопанельного здания, построенного по старым нормам, и предлагается рекомендации по повышению их энергоэффективности, путем утепления наружных стен и заменой заполнения оконных проемов современными энергоэффективными конструкциями.
Ключевые слова: термическое сопротивление, общее приведенное сопротивление, энергоэффективность, коэффициент теплопроводности, градусосутки отопительного периода, теплотехнические качества, энергопотребление, удельный расход энергии.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в нашей стране около половины всего энергопотребления приходится на жилищно-гражданские здания, поскольку большинство этих зданий построено по строительным нормам советского периода и соответственно имеют низкие теплозащитные свойства. По данным [4,5] более 70 % всех тепловых потерь эксплуатируемых зданий, построенных по советским нормам проектирования, приходится на утечки тепла через наружные ограждения. При этом основной запас энергосбережения заложен в зданиях, построенных без учета требований по энергоэффективности зданий. Это обусловлено тем, что до настоящего времени в практике строительства уделяется основное внимание минимизации единовременных затрат, а эксплуатационные затраты, связанные с отоплением и кондиционированием зданий, практически не учитывались из-за сравнительно низкой стоимости топливно-энергетических ресурсов.
АННОТАЦИЯ
May, 2023
МЕТОДОЛОГИЯ
В связи с повышением стоимости энергоносителей, расходы этих зданий на отопление (зимой) и на кондиционирование воздуха (летом) значительно увеличились и эксплуатируемые жилые здания перестали отвечают современным требованиям энергосбережения.
Поэтому, в настоящее время, резко возросла потребность в повышении энергоэффективности ограждающих конструкций этих зданий с целью улучшения их теплотехнических показателей и снижения эксплуатационных расходов. Мероприятия проводимые с целью повышения энергоэффективности существующих зданий позволить уменьшить расход энергии на эти здания и сертифицировать их по категории энергоэффективности. Сертификация энергоэффективности и классификации (категорий) зданий по энергопотреблению создают основу для оценки и сравнению затрат энергии и энергоэффективности различных зданий.
В настоящей работе исследуется теплотехнические характеристики ограждающих конструкций существующего здания, построенного по старым нормам, и предлагается рекомендации по повышению их энергоэффективности путем утепления наружных стен и заменой заполнения оконных проемов современными энергоэффективными конструкциями.
Объектом исследования является пятиэтажный жилой дом, расположенный в г. Ташкент. Конструктивная схема здания представляет собой крупнопанельное здание с стеновыми панелями из тяжелого бетона со средней плотностью 2500 кг/м толщиной 300 мм. (рис. 1).
Рис 1. План типового этажа исследуемого здания
В качестве наружных стен ограждения в пятиэтажном крупнопанельном здании приняты однослойные панели из
May, 2023
458
ISSN: 2181-1385
ISI: 0,967 | Cite-Factor: 0,89 | SIS: 1,9 | ASI: 1,3 | SJIF: 5,771 | UIF: 6,1
тяжелого бетона. Панель представляет собой плоскую однослойную конструкцию, выполненную из тяжелого бетона, армированную пространственным каркасом. Панели имеют наружный и внутренний отделочные слои, толщиной соответственно 20 мм. Отделочные слои запроектированы из цементно-песчаного раствора со средней плотностью 1800 кг/м3.
Рис. 1. Схема однослойной стеновой панели
Определяем приведенное сопротивление рассматриваемой стены и оценим ее по требованиям действующих норм.
Определяем термическое сопротивление стенового ограждения: 62 б3 0.02 0.3 0.02
Rk 6i + 62 + б3 0.76 ' 1.92 ' 0.76
+
+
= 0,208 Вт/(м2 * оС)
где толщина слоев конструкции, м;
Aj- расчётные коэффициенты теплопроводности материалов, Вт/(м*оС) приведены в табл. 1
Общее приведенное сопротивление теплопередача наружных стен составляет:
111 1
Ro6 = — + RK + — = — + 0,208 + — = 0,366 Вт/(м2 * оС)
ап
ан 8,7
23
где
RB = — сопротивление теплообмену внутренней поверхности,
а
Вт/(м2*оС);
1 2 RH = — сопротивление теплообмену наружной поверхности, Вт/(м *оС);
ОСтт
May, 2023
459
Таблица 1
Материал слоя Толщина слоя Теплопроводность материала слоя, X, Вт/(м° С )
Внутренняя штукатурка 10 0,76
Сборный железобетон 300 1,92
Наружная штукатурка 10 0,76
Для определения требуемого общего приведенного сопротивления теплопередаче рассматриваемой стены вычислим величину ГСОП для г. Ташкент:
ГС О П = - ^р) * г0т = (2 2 - 2. 7) * 1 2 9 = 249 0 оС сут где t в- расчетная внутренняя температура по назначению здания, оС [3]; t ср- средняя температура за отопительный период, оС [1]; г о т- отопительный период, в сутках [1];
В соответствии с требованиями действующих норм [2] определяем соответствующий уровень тепловой защиты исследуемой конструкции,
Сопротивление теплопередаче заполнения оконного проема для двойных спаренных деревянных переплетов Я0К = 0,39 м2 оС/ Вт. Площадь окна составляет ^ К = 1,5х1,8=35,1 м2, ^ К = 3,7 х1,8=53,3 м2, ^ К = 1,97х1,8=7,09 м2. Площадь стеновых ограждений = (2115-35,1-3,7-53,3-7,09) = 2016 м2. Значение приведенного общего сопротивления теплопередаче участка стены определялось по формуле:
дсте н * рсте н+до К°н * р 0 Кна 0 .3 66* 2 0 ± 6 + 0 . 3 д * д 5 . 4 д 2
Я0 =-=-= 0. д 7 м С/ Вт
о рстен+рокна 2016 + 95,49
Расчетный тепловой поток за отопительный период равен:
р = ^ = 22±16) = 1 0 2 . 7 Вт/м2
К0 0,37
Величину требуемого теплового потока определяем по значению требуемого сопротивления теплопередаче наружного ограждения:
цттр = £в!£н = 22±:!6) = 2 5 . 3 Вт/м2
1,5 '
Величина отклонения расчетного (фактического) значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания цр от требуемого цтр, % составляет:
- 102,7 - 25,3
ql Ю2,7
= 0.75 = 75%
May, 2023
460
Таблица 2
Классификация зданий по энергоэффективности [6]
Категория Отклонение
здания по удельного условного
энергопотребле расхода энергии от
нию нормативного 5, %
A С низким энергопотреблением более-40
B от -40 до -26
C от -25 до -11
D С нормативным энергопотреблением от -10 до +4
E Существующие здания высоким энергопотреблением от +5 до +14
F от +15 до +25
G более +25
В соответствии с таблицей 2 по энергетической эффективности, рассматриваемые наружные стены соответствует категории G (с высоким неэффективным энергопотреблением).
С целью повышения класса энергетической эффективности наружных ограждений увеличим общее сопротивление теплопередаче наружной стены и заполнения оконных проемов до значений, рекомендуемых нормами [1,2].
Для повышения сопротивления теплопередаче рассматриваемой ограждающей конструкции произведем следующие изменения:
- заполнение оконного проема примем в виде двухкамерного стеклопакета в одинарном переплете, с приведенным сопротивлением теплопередачи окна = 0,70м2оС/Вт.
- стены утепляем слоями из минераловатных плит со средней плотностью с теплопроводностью Лут = 0,0 64 Вт/(м ° С) .
Требуемая
кг/м , с
толщина утеплителя из минераловатных плит при этом составит:
8 тр = 0,064 2,0 - (т- + 0,2 08 + ¿)1= 0,10 м.
ут ' I. \8,7 23/]
Принимаем толщину теплоизоляционного слоя 100 мм. Определяем категорию энергетической эффективности рекомендуемого ограждения. Вычислим сопротивление наружной стены с учетом предлагаемого утепления:
D _ 1 . 0,02 0,3 0,02 0,1 Кпл —--1---1---1---1--
00 8,7 0,76 1,92 0,76 0,064
+ — = 1, 9 м2 оС/ Вт.
23
May, 2023
461
Приведенное расчетное сопротивление теплопередаче наружных ограждений составляет:
Rgre н „ р стен + ro ко н „ р о кна ± _ g „ 2 q ± 6 + Q _ 7 0 „ g 5 д g 2
R о =-=-= 1 . о м С/ Вт.
о рстен+рокна 2016+95,49
Расчетное значение теплового потока будет следующим образом:
qT = = 22zLH2 = 2 0 Вт/м2.
Т R0 1,8
Отклонение расчетного значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания q Т от требуемого значения q ТР, % составляет:
qp - q^p 20,0 - 25,3
q? 20,0
= -0,265 = -26%
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, по результатам расчета для утепляемого наружного ограждения, отклонение значения расчетного удельного расхода тепловой энергии от требуемого расхода тепловой энергии составляет -26 %.
Значить, исследуемый жилой дом, после рекомендуемой теплоизоляции наружных стеновых конструкций фасада, по энергопотреблению будет соответствовать категории B (зданиям низким эффективным энергопотреблением), что позволить уменьшить расходы энергии и значительно повысить его энергоэффективность.
REFERENCES
1. ШНК 2.01.01-2022 Климатические и физико-геологические данные для проектирования. - Ташкент: Министерство строительства РУз, 2022. - 44 с.
2. КМК 2.01.04-2018 Строительная теплотехника. - Ташкент: Министерство строительства РУз, 2018 - 105 с.
3. ГОСТ 30494 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. Москва. 2013-15с.
4. Энергоэффективность в зданиях: скрытый ресурс устойчивого развития Узбекистана. Резюме//ПРООН/ГЭФ/Министерство экономики и Госархитектстрой Республики Узбекистан, Ташкент, 2014. -31 с.
5. Энергетический паспорт здания. ДБН В.2.6-31:2006. Конструкцп будинюв i споруд. Теплова iзоляцiя будiвель. - К., 2006. - 69с.
6. Ходжаев С.А. Повышение энергоэффективности жилищно-гражданских зданий. / Ходжаев С.А. //Т.: «Fan technologiya», 2017, 404 с.
May, 2023
462
ISSN: 2181-1385 ISI: 0,967 | Cite-Factor: 0,89 | SIS: 1,9 | ASI: 1,3 | SJIF: 5,771 | UIF: 6,1
7. Ермаков, Н. О. Обеспечение энергоэффективности при реконструкции жилых домов / Н. О. Ермаков, М. В. Новиков // Научный журнал. Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. — Воронеж, 2017. — № 2 (7). — С. 46-50. Круссер, А. И. Пути повышения энергетической эффективности зданий и сооружений / А. И. Круссер, В. И. Милованова, М. В. Новиков // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. — Воронеж, 2016. — № 1 (22). — С. 220-223.
8. Новиков, М. В. Оценка энергоэффективности кладки наружных стен из крупноформатных теплоэффективных блоков / М. В. Новиков, А. А. Зарубина // Академическая наука — проблемы и достижения:матер. XIV Междунар. науч.-практ. конф. Том 3. — North Charleston, USA: CreateSpace, 2017. — С. 65-73.
May, 2023