CC BY
1TECHNICAL SCIENCES
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
ФАСАДНЫХ СИСТЕМ
Абрамян С.Г.
Волгоградский государственный технический университет, профессор кафедры Технологии строительного производства, доцент
Расстрыгин А.Г.
Волгоградский государственный технический университет, кафедра Технологии строительного производства, магистрант
Саутиев А.У.
Волгоградский государственный технический университет, кафедра Технологии строительного производства, магистрант
MODERN TENDENCIES OF ENSURING ENERGY EFFICIENCY OF FAÇADE SYSTEMS
Abramyan S.G.
Volgograd State Technical University, Professor, Department of Construction Technology, Associate Professor
Rasstrygin A. G.
Volgograd State Technical University, graduate student
Sautiev A. U.
Volgograd State Technical University, graduate student
Аннотация
Рассматриваются основные направления обеспечения энергоэффективности фасадных систем. Отмечается, что в последнее время, кроме традиционных методов обеспечения энергоэффективности за счет использования экологичных утеплителей, проектируются и внедряются адаптивные фасадные системы, способные реагировать на изменения окружающей среды.
Abstract
The paper explores the primary options for ensuring energy efficiency of façade systems. It is notable that the recent trends feature adaptive façade systems, capable of responding to ambient changes, which are developed and implemented along with the traditional methods for ensuring energy efficiency through the use of environmentally friendly insulants.
Ключевые слова: энергоэффективность, здания и сооружения, утеплители, адаптивность фасадных систем, поливалентные фасады.
Keywords: energy efficiency, buildings and structures, insulants, adaptive façade systems, polyvalent façades.
Обеспечение энергоэффективности зданий и сооружений в условиях действия ФЗ РФ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ требует комплексного подхода. В существующих научных публикациях [1-5] решения проблемы энергоэффективности рассматриваются разносторонне, однако доминирующими являются научные исследования [6-8], освещающие энергоэффективную реконструкцию строительных систем. Известно, что основными причинами потери теплоты в существующих зданиях и сооружениях, построенных с середины прошлого века и до десятых годов нынешнего века, являются наружные ограждающие конструкции и инженерные сети, не отвечающие современным требованиям энергоэффективности. В [9] при рассмотрении основных направлений обеспечения энергоэффективности строительных систем подчеркивается, что ими являются:
- объемно-планировочные решения здания;
- выбор необходимого утеплителя как для вертикальных ограждающих конструкций, так и для верхнего покрытия. При этом тепловые потери через ограждающие конструкции зависят не только от характеристик применяемых утеплителей, их толщины, но и от количества слоев ограждающих наружных стен и их очередности в конструкции стены;
- создание поливалентных наружных стен;
- создание поливалентных систем теплообес-печения на основе использования возобновляемых источников энергии, которое рассмотрено также в [10] и т.д.
Анализ некоторых публикаций [11-13] показывает, что в последние пятнадцать лет инновационным подходом в обеспечении энергоэффективности является разработка адаптивных фасадных систем. Основные идеи разработки адаптивных систем заключаются в способности наружных оболочек зданий соответствующим образом реагировать на изменения окружающей среды, к которым относятся скорость и направление ветра, атмосферные
осадки, температура наружного воздуха, характеристики солнечной радиации. Подобная способность адаптации зданий называется также биоадаптивностью.
Инновационные идеи создания фасадных систем и функционирование их как живого организма, заключающееся в способности преобразовывать и накапливать энергию, воду и дневной свет, учтены многими учеными. В [11], где рассматривается возникновение и будущее бионической архитектуры, справедливо отмечается, что «большинство человеческих изобретений уже „запатентовано" природой».
В работе [12] авторы Рул Лунен, Аделя Хай-руллина и Ян Хенсен отмечают, что «бионика (био-миметика, biomimicry) - новое направление в науке, изучающее природные структуры и их применение в жизни человека, формирует концептуальные решения в архитектуре».
Например, прототипом энергоэффективной фасадной системы с учетом упругой деформации фанерной структуры для ученых S. Reichert, A. Menges и D. Correa стали еловые шишки [12], которые в зависимости от влажности наружного воздуха открываются и закрываются (рис. 1).
Рис. 1 - Прототипы и макеты адаптивной системы, при различной влажности наружного воздуха: а) закрытые и открытые еловые шишки; б) закрытая фасадная система; в) открытая фасадная
система [12]
Однако бионический стиль создания зданий и городов известен со времен древнего мира, просто с появлением новых композитных материалов, современных и инновационных технологий в строительстве бионическая архитектура строительных систем приобрела новое, более совершенное качество.
В связи с тем, что именно наружные ограждающие конструкции выступают в качестве промежуточного звена между помещением и внешней окружающей средой, необходимо применять такие конструктивные схемы фасадных систем, которые смогли бы оптимизировать микроклимат внутри здания в соответствии с изменениями условий окружающей среды.
Несмотря на то, что применение принципов функционирования живых организмов в архитектуре является ключевым моментом для возведения энергоэффективных строительных систем, при проектировании каждого объекта все же требуется индивидуальный подход.
С учетом указанных принципов и востребованности экологичных в эксплуатации зданий и сооружений в последнее время создавались экологичные в применении утеплители для фасадных систем из отходов натуральных материалов - льна, хлопка, шерсти и т.д. Также при устройстве энергоэффективных фасадных систем особую популярность приобрели такие утеплители, как пластмигран, пеностекло и жидкая керамика, эковата, экотеплин, теплолен, различные вариации фибролита, вакуумная изоляция и др.
Поскольку стоимость энергоресурсов, используемых человечеством, неуклонно растет, правомерно предположить, что на рынке строительных технологий возникнут более совершенные технологии и материалы, обеспечивающие энергоэффективность фасадных систем зданий и сооружений.
Список литературы
1. Magos, M., de Brito, J., Gaspar, P. L., Silva, A. Application of the factor method to the prediction of the service life of external paint finishes on facades. MATERIALS AND STRUCTURES. (2016); Volume: 49 (Iss. 12); pp. 5209-5225. DOI: 10.1617/s11527-016-0855-z
2. Hischier, R., Nowack, B., Gottschalk, F., Hincapie, I., Steinfeldt, M., Som, C. Life cycle assessment of facade coating systems containing manufactured na-nomaterials. JOURNAL OF NANOPARTICLE RESEARCH. (2015); Volume: 67 (Iss. 538); Article number: 68. DOI: 10.1007/s11051-015-2881-0.
3. Жук П. М. Значение материалов для повышения энергоэффективности зданий // Энергосбережение. 2016. №4-4. С. 46-53.
4. Sandberg NH, Sartori I., Heidrich O., Dawson R., Dascalaki E., Dimitriou S., Vimmr T., Filippidou F., Stegnar G., Zavrl MS. Dynamic building stock modelling: Application to 11 European countries to support the energy efficiency and retrofit ambitions of the EU. Energy аМ Buildings. . (2016); Volume: 132 (Si); pp. 26-38. DOI: 10.1016/j.enbuild.2016.05.100.
5. Alemi P., Loge F. Energy efficiency measures in affordable zero net energy housing: A case study of the UC Davis 2015 Solar Decathlon home. Renewable
Energy. (2017); Volume: 101; pp. 1242-1255. DOI: 10.1016/j.renene.2016.10.016.
5. Седаш Т.Н. Зарубежный опыт энергосбережения и повышения энергоэффективности в ЖКХ. // Вестник РУДН, серия Экономика, 2013, №2, С. 61-68.
6. Scott MG, McCarthy A., Ford R., Stephenson J., Gorrie S. Evaluating the impact of energy interventions: home audits vs. community events. Energy Efficiency. (2016); Volume: 6; pp. 1221-1240. DOI: 10.1007/s12053-015- 9420-9.
7. Wahlstrom MH. Doing good but not that well? A dilemma for energy conserving homeowners. Energy Economics. (2016); Volume: 60; pp. 197-205. DOI: 10.1016/j.eneco.2016.09.025.
8. Абрамян С.Г., Матвийчук Т.А. К вопросу об энергетической эффективности зданий и сооружений // Инженерный вестник Дона, 2017, №1. URL: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2017/39 93
9. Абрамян С. Г., Рыбакова О. В., Матвийчук Т. А. Основные направления обеспечения энергетической эффективности зданий и сооружений // Строительство: наука и образование. 2017. Т. 7.
The scientific heritage No 19 (2018) Вып. 1 (23). Ст. 4. Режим доступа: http://nsojour-nal.ru.
10. Басок Б.И., Божко И.К., Недбайло А.Н., Лысенко О.Н. Поливалентная система теплообес-печения пассивного дома на основе возобновляемых источников энергии // Инженерно-строительный журнал. 2015. № 6 (58). С. 32-43. DOI: 10.5862/MCE.58.4.
11. Бионическая архитектура. URL: http://poz-nayka.org/s2465t1.html
12. Loonen R., Khayrullina A., Hensen J. Биоадаптивная оболочка здания. URL: https ://gisee.ru/up-
load/iblock/5f5/5f5646f747de5c4bd2417dc49eb0315d .pdf.
13. Algae-powered apartment complex blooms in Hamburg. URL: http://www.bragg.com/blog/index.php/all-natural-organic-whole-live-foods/algae-powered-apartment-complex-blooms-in-hamburg/
14. Наймушина В.О. Адаптивные фасадные системы: тенденции применения // Приоритетные научные направления: от теории к практике . 2016. №28. С .7-11.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ (ДРЕВЕСНОЙ КОРЫ) НА ЛЕСООБРАБАТЫВАЮЩИХ
ПРЕДПРИЯТИЯХ
Виноградова М.С. Гаркавченко Э.В. Гневашева Т.В. Кузнецова В.П. Павлова А.И.
ФГБОУ ВО «Череповецкий государственный университет» (студенты-магистры кафедры теплоэнергетики и теплотехники)
THEORETICAL AND PRACTICAL FRAMEWORK FOR THE ENERGY USE OF WASTE (TREE WOOD) IN FOREST-MANUFACTURING ENTERPRISES
Vinogradova M.S. Garkavchenko E. V. Gnevasheva T.V. Kuznetsova V.P. Pavlova A.I. Cherepovets State University
(master students of the Department of Heat and Power Engineering and Heat Engineering)
Аннотация
В статье рассмотрена методология энергетического использования отходов (древесной коры) на лесоперерабатывающем предприятии, обеспечивающая безотходность переработки древесины. Abstract
The article considers the methodology of energy use of waste (wood bark) in the timber processing enterprise, which ensures the waste-free processing of wood.
Ключевые слова: биотопливо, древесная кора Keywords: biofuel, wood bark
1. Методология энергетического использования отходов (древесной коры) лесоперерабатывающих предприятий, обеспечивающая безотходность переработки древесины
Использование отходов (древесной коры) в качества топлива для котельных агрегатов лесообрабатывающих предприятий показывает широкие перспективы для энергетики Северо-западного региона. Однако при этом существует множество
