CC BY
13ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗВЕДЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ВОЗДУХООБМЕНОМ
Михайлов Д.А.,
студент СМ-20MAZ-6 Петрова А.А.
студент СМ-20MAZ-6 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)» Омск, Россия
DESIGN AND TECHNOLOGY FEATURES FOR THE CONSTRUCTION OF ENERGY-EFFICIENT RESIDENTIAL BUILDINGS WITH CONTROLLED AIR EXCHANGE
Mikhailov D.,
student CM-20MAZ6;
Petrova A.
student CM-20MAZ6; Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Siberian State Automobile and Highway University (SibADI) " Omsk, Russia DOI: 10.5281/zenodo.7467730
Аннотация
В России и мировом сообществе в целом проявлен большой интерес к возведению энергоэффективных жилых зданий. Проектирование энергоэффективных зданий с применением инженерных коммуникаций является ключевым для проектных организаций в области гражданского строительства. В статье приведены ключевые нормативно-технические документы (НТД) о проектировании энергоэффективных зданий.
Abstract
In Russia and the world community as a whole, great interest has been shown in the construction of energy efficient residential buildings. The design of energy efficient buildings using utilities is key for design organizations in the field of civil engineering. The article presents the key regulatory and technical documents (NTD) on the design of energy efficient buildings.
Ключевые слова: энергоэффективные здания, научно-техническая документация, НТД, системы регулирования воздухообменом, система вентиляции.
Keywords: energy efficient buildings, scientific and technical documentation, NTD, air exchange control systems, ventilation system.
Введение
Насущной проблемой современности является повышение эффективности использования энергетических ресурсов. Bо всех ведущих государствах принимаются программы, нацеленные на решение этой проблемы. В России также принимаются соответствующие законодательные акты, примером которых является Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ (ред. от 13.07.2015) "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации". Этот закон регламентирует правовое регулирование в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
В большинстве стран мира также разработаны национальные энергетические программы и созданы специальные органы для активного проведения их в жизнь.
Важной причиной общемировой тенденции повышения ноpмативной и реальной теплоизоляционной способности ограждений зданий является не
только повсеместное удорожание энергоносителей, но и стремительное истощение запасов органического топлива, потепление климата земли.
Основная часть
В 2010 году произошли значительные изменения в нормативных требованиях к вновь возводимым и возведенным зданий. 27 ноября 2009 года вступил в силу Федеральный закон № 261 -ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности», целью которого является снижение энергоемкости ВВП РФ не менее чем на 40% к 2021 году по сравнению с 2008 годом.
30 декабря 2009 года был принят и с 1 июля 2010 года вступил в силу Федеральный закон № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», регламентирующие минимальные необходимые требования, предъявляемые к зданиям и сооружениям при их проектировании, строительстве, эксплуатации и утилизации. Закон обязует проектировать и возводить здания таким образом, чтобы в процессе их эксплуатации обеспе-
чивалось эффективное использование энергетических ресурсов и исключался их нерациональный расход. B cвязи с чем стало обязательным выполнение требований СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», которые до 2010 года носил рекомендательный характер [1].
В дополнение к вышеуказанным законам Постановлением Правительства РФ № 235 от 13.04.2010 года утверждены изменения Положения о составе разделов проектной документации, в которое внесено требование о включении в состав проектной документации нового раздела «Мероприятия по обеспечению соблюдения требований энергетической эффективности и требований оснащенности зданий, строений и сооружений приборами учета используемых энергетических ресурсов». Постановлением установлены требования к
Классы энергетический
составу текстовой и графической части указанного раздела [1].
Также постановлением Правительства РФ № 18 от 25.01.2011 года утверждены Правила установления энергетической эффективности к зданиям и сооружениям и Требования к порядку определения класса энергоэффективности многоквартирных жилых домов. Этим же постановлением правительства Министерству регионального развития РФ поручено разработать и утвердить конкретные требования к зданиям, которые позволят осуществить их максимальную энергоэффективность. В соответствии с классификацией, приведенной в таблице 1 СНиП 23 02.2003 «Тепловая защита зданий» для новых и реконструируемых объектов, было определено 3 класса энергоэффективности: «А» (очень высокой), «В» (высокой) и «С» (нормальной энергоэффективности).
Таблица 1
Обозначение класса Наименование класса энергетической эффективности Величина отклонения расчетного (фактического) значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания от нормативного, % Рекомендуемые мероприятия органами администрации субъектов РФ
Для новых и реконструированных зданий
А Очень высокий Менее минус 51 Экономическое стимулирование
В Высокий От минус 10 до минус 50 То же
С Нормальный От плюс 5 до минус 9 -
Для существующих зданий
D Низкий От плюс 6 до плюс 75 Желательна реконструкция здания
E Очень низкий Более 76 Необходимо утепление здания в ближайшей перспективе
Закон «Об энергосбережении» предусматривает обязательное требование, согласно которому класс энергетической эффективности, с момента принятия закона, будет присваиваться всем без исключения многоквартирным домам, вводимым в эксплуатацию после завершения строительства, реконструкции, капитального ремонта. При этом застройщик обязан разместить на корпусе вводимого в эксплуатацию здания указатель класса энергоэффективности, а владельцы жилых помещений обязаны следить за его техническим состоянием и при изменении класса обеспечивать замену информационной таблички [1].
Во исполнение Закона об энергоэффективности и Постановления Правительства РФ Приказом Минрегионразвития РФ № 262 от 28.05.2010 года установлено требование для зданий, которые будут возводиться с 2011 года, указывать класс энергоэффективности «В», что потребует увеличения сопротивления теплопередаче наружных стен и окон всех проектируемых зданий. До настоящего времени нормативами строительного проектирования жилых и общественных зданий требования СНиП 2302-2003 «Тепловая защита зданий» не относились к числу обязательных (несли рекомендательных характер), поэтому обычно застройщики выдвигали
проектной организации минимальные требования к проектированию зданий с требованиями к энергоэффективности класса «С» [7].
С 1 июня 2010 года с введением Закона об энергоэффективности ситуация кардинально изменилась. Приказом Минрегионразвития РФ Энергоэффективность при проектировании установлены новые нормативные показатели удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий, которые должны быть снижены на 15% с 2011 года и в перспективе, с 2016 по 2021 год, — еще на 15%. Поэтому те технические решения, которые закладывались в проекты до 2010 года, уже не смогут обеспечить установленный новыми требованиями класс энергоэффективности «В».
С целью достижения требуемого эффекта в приказе Минрегионразвития установлен перечень конкретных требований к конструкциям и инженерным системам, которые проектировщик должен учитывать при разработке проектной документации, а именно:
1. В задании на проектирование следует указывать класс энергоэффективности «В» и процент снижения нормируемого удельного расхода энергии на цели отопления и вентиляции на 15% по отношению к базовому уровню (базовый уровень —
это ранее действующий уровень по СНиП 23-02 2003 «Тепловая защита зданий»).
2. Уровень энергоэффективности зданий с 2011 года по классу «В» достигается за счет оснащения систем отопления автоматизированными узлами управления, увеличения со противления теплопередаче наружных стен зданий по отношению к базовому уровню и применением окон с при веденным сопротивлением теплопередаче на 20% выше, чем действующее до 2010 года. Также становится обязательным требование СНиП о нормируемом коэффициенте остекленения фасадов (в жилых зданиях — не более 18%, в общественных — не более 25%) [7].
3. При проектировании зданий и сооружений необходимо учитывать, что они должны быть укомплектованы:
- устройствами автоматического регулирования подачи различных теплоносителей на отопительную систему, размещенных на вводе в здание;
- счетчиками расхода теплоносителя в горизонтальных поквартирных системах теплоснабжения в жилых помещениях общей отапливаемой площадью до 100 кв. м. либо индивидуальными тепловыми счетчиками в квартирах большей площади;
- теплообменными устройствами для нагрева воды с целью последующего обеспечения горячего водоснабжение (ГВС) с устройством автоматического регулирования ее температурных характеристик, расположенных на вводе в здание или его части;
- приборами учета энергетических и водных ресурсов, расположенными на вводе в жилые здание, в отдельных изолированных квартирах, помещениях общественного пользования и сдаваемых в аренду под различные нужды;
- автоматизированные системы управления, оптимизирующие работу вентиляционных систем, включающую в себя утилизирующие устройства излишней теплоты и влажности воздуха (вытяжные системы), используемые для подогрева вновь по-ступаемого воздуха при помощи приточных систем в холодный период календарного года; Реализация принципов тепловой защиты зданий (теплоизоляции) в качестве ключевой задачи предусматривает достижение необходимых характеристик микроклиматической среды в жилых помещениях, необходимых для постоянного пребывания людей [7].
Ввиду вышеизложенного регулирующую функцию здания можно определить, как обеспечение разности между совокупностью необходимых условий внутри помещений, называемых обычно микроклиматом или микроклиматом помещений, и наружными климатическими условиями для заданного географического положения.
Обеспечение необходимых температурных характеристик жилого помещения опирается в общем случае на такие как температура воздуха, влажность воздуха, излучение поверхностей, направление потоков и скорость движения воздуха. Они согласуются, в свою очередь, с необходимостью поддержания человеком стабильной температуры
своего тела независимо от температуры окружающей среды. При изучении реакции человека на изменение температуры, влажности воздуха и других ключевых параметров принимаются во внимание связанные с физиологией, сохранением работоспособности и эмоциональным состоянием факторы
[7].
Нормативно-техническая документация
(НТД), регламентов, относящихся к требованию соблюдения необходимых параметров микроклимата помещений, опирается на следующих действующих в настоящее время НТД следующих типов: строительных норм и правил (СниП), санитарных правил и норм(СанПиН), государственных стан-дартов(ГОСТ):
СНиП41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»;
СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»;
СанПиН 2.1.2.1002-00 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям»;
ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» [8].
Последний документ известен также как межгосударственный стандарт, принятый постановлением Госстроя России от 6 января 1999 г. №1, ГОСТ 30494-961.
Стандарт устанавливает параметры микроклимата обслуживаемой зоны помещений жилых, общественных, административных и бытовых зданий, общие требования к оптимальным и допустимым показателям микроклимата и методы контроля. Стандарт не распространяется на показатели микроклимата рабочей зоны производственных помещений
Одним из главных показателей, определяющим уровень комфорта и безопасности для здоровья жильцов, является достаточный воздушный объем, т.е. объем пространства в помещении, так называемый «воздушный куб» [1].
Человек проводит в помещении примерно 80 % процентов своего времени. Качество воздуха в помещении в десятки раз хуже, чем на улице, к этому добавляются влажность, выделение веществ из строительных конструкций и отделочных материалов, антропотоксины токсичные вещества жизнедеятельности человека. Это диметиламины, сероводород, аммиак, оксиды азота, фенол, бензол, ме-тилстирол и другие всего около 400 наименований. Антропотоксины ухудшают самочувствие человека, снижают общую работоспособность и умственную деятельность, ускоряют старение организма. На долю антропотоксинов приходится 2/3 вредностей в жилом помещении. Удаление антро-потоксинов центральная проблема достижения гигиенической комфортности жилья. Антропоток-сины в отличие от пара имеют в помещении пониженное давление, поэтому для их удаления необходим только полный воздухообмен. В норме на одного человека удельная жилплощадь равна 17.5 метров, а высота потолка не менее 3 метров. В
России эти показатели меньше и составляют 9-12 м2 на человека при высоте потолка от 2.5 м. Отечественные гигиенисты провели исследование (в частности профессор А.И. Шафир) и установили, что толщина «отработанного» воздуха (высокая температура, повышенное количество влаги, пыли, углекислого газа, микроорганизмов и т.д.) составляет 0.75 метра. Поэтому минимально допустимая высота помещения должна составлять: 1.7 м (средний рост человека) + 0.75м (толщина "отработанного" воздуха) + 0.5 м=2.95 метра [2].
На сегодня решить проблему улучшения микроклимата можно добавляя к достаточному объему воздуха в помещении устройство стены "идеальной комфортности" имитирующие по своим анизотропным свойствам деревянные бревна.
В фильтрующих стенах для разделения теплового и материального потоков достаточно организовать один разрыв сплошности, т.е. воздушную щель для отсоса воздуха со всеми нежелательными компонентами. Таким образом, значительно сокращается концентрация вредных веществ и увеличивается качество и экологичность внутренней среды жилища.
Заключение
В результате проделанной работы очевидно, что в настоящее время огромное внимание мирового сообщества и законодательных органов РФ уделено проектированию и возведению энергоэффективных зданий и сооружений.
Изучение мирового и отечественного опыта проектирования, строительства и эксплуатации домов позволяет выявить основные тенденции повышения энергоэффективных зданий и сооружений.
Одной из важнейших систем, позволяющих осуществить сбережение энергии и обеспечить комфортные климатические условия для человека является возведение систем вентиляции в жилых зданиях, которая позволит обеспечить необходимые параметры микроклимата (показания влажности, температуры воздуха) и соответственно производительности труда.
Реализация выявленных принципов и приемов проектирования систем вентиляции позволит повысить экологичность жилой среды, существенно сократить энергозатраты и ресурсопотребление.
Список литературы
1. Горшков А. С. Энергоэффективность в строительстве: вопросы нормирования и меры по снижению энергопотребления зданий // Инженерно-строительный журнал. 2010. №1. С. 9-13.
2. Таурогинский В.И. Опыт строительства энергосберегающих зданий в Белоруссии // Энергосбережение. 2008. № 1. С. 74-78.
3. John Dieckmann Improving humidity control with energy recovery // ASHRAE Journal, August. 2008. Pp. 38 45
4. Dennis Stanke Ventilation Where It's Needed // ASHRAE Journal, Oct. 1998. Pp. 39-47.
5. Гошка Л.Л. К вопросу о необходимости внедрения эффективных систем климатизации зданий // Инженерно-строительный журнал. 2009. № 7. С. 33-37.
6. Кологривова Л.Б., Молодкин С.А. Комплекс энергосберегающих решений при проектировании многоэтажных жилых зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2006. № 10. С. 51-53.
7. Гошка Л.Л. К вопросу об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности в зданиях // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 5. С. 38-42.
8. Сизенко О.А., Прохоренко А.П. Предложения по повышению эффективности естественных систем вентиляции с теплыми чердаками // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно строительного университета. Строительство и архитектура. 2009. № 4. С. 46-51.
9. IDR Group Энергоэффективность дома // Строительство домов.иЯЬ: https://idrgroup.ru/vazhno-znat/energoeffektivnost-doma/ (дата обращения 25.01.2016).
10. Калабин А.В. Малоэтажные жилые дома в условиях Урала. Рекомендации по проектированию. Архитектура часть 1.
