Энергоэффективность при реконструкции за счет конструкции фасада

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

В настоящее время существует острая необходимость реконструкции жилых зданий, которые, в больших объемах, были построены в советское время 60-80 годы прошлого века. По нынешним меркам данные здания, не удовлетворяют современным нормам энергосбережения и требованиям по теплотехническим показателям, а так же имеют немалый список недостатков, не только появившихся в процессе длительного эксплуатирования здания, но и с недостатками, бывшими в конструкции здания изначально, которые были характерны постройкам того времени.

Реконструкция зданий или сооружений, помимо работ по изменению габаритных размеров, строительства пристроек и надстроек, замены инженерных коммуникаций и усиления несущих конструкций, включает, так же, работы по повышению энергоэффективности здания. На данный момент, в этой сфере наблюдается направленность Российской Федерации на формирование энергоэффективной экономики, как по стране в целом, так и в ее отдельных регионах. С этим связана необходимость и важность увеличения энергетического потенциала здания. По данным исследований как наших, так и зарубежных, при эффективной реконструкции экономия энергии на отопление здания может составить от 30-60% от прежнего расхода на отопление. [1].

В условиях нарастающей проблемы неэкономичного использования энергетических ресурсов необходимость пересмотра конструктивного исполнения данного типа зданий стоит особо остро. Учитывая то, что такой тип застройки составляет большую часть городского жилищного фонда, снос не представляется возможным, а значит, необходимо разработать комплекс мер по улучшению энергетических характеристик здания [2, 3, 4, 5].

Рациональным и эффективным способом повышения теплозащиты эксплуатируемых зданий является дополнительное наружное утепление ограждающих конструкций [6]. При проектировании новых и реконструкции существующих зданий предусматривают теплоизоляцию из эффективных материалов, размещая ее с наружной стороны ограждающей конструкции [7].

Основные виды энергоэффективных фасадов:

1. Традиционный фасад

2. Штукатурный утепленный фасад

3. Вентилируемый фасад

В статье [10] приведено краткое описание каждого вида, а так же список основных достоинств и недостатков каждого из выше приведенных энергоэффективных фасадов.

В данной статье рассмотрим третий вид энергоэффективных фасадов вентилируемый фасад.

Вентилируемый фасад -- вид фасада состоящий из материалов облицовки (плит или листовых материалов) и системы элементов крепления под внешней облицовкой, имеющая слой внешней облицовки, конструкцию каркаса для крепления, и воздушную прослойку [14]. Используя такой тип конструкции, удаётся решить проблему перемещения пара путём создания вентилируемой воздушной прослойки между утеплителем и наружной облицовкой стены. Разность температур в помещении и на улице приводит к образованию теплового потока, который направлен от нагретой среды к холодной [8]. Холодный воздух, соприкасаясь с более теплой поверхностью утеплителя, нагревается и поднимается вверх. При этом конденсация пара и, следовательно, увлажнения материалов стены не происходит [9]. Выделяют две основные разновидности вентилируемых фасадов:

1. Колодцевая кладка

Рисунок 1. Конструктивная схема колодцевой кладки ВФ

2. Навесной вентилируемый фасад

Рисунок 2. Составная конструктивная схема системы НВФ

ограждающий вентилируемый фасад

Достоинства и недостатки фасадной системы с колодцевой кладкой во множестве случаев совпадают с описанной в статье [10] традиционной стены с лицевым кирпичным слоем. В этой статье остановимся подробнее на определенных интересных моментах:

- Использование такого фасада, позволяет уменьшить толщину стены [16];

- Правильное устройство фасада,уменьшает вероятность конденсации водяного пара внутри стены[11 ];

- Для кирпичной кладки можно не использовать «тёплые» кладочные растворы [14];

- В качестве материала для лицевого слоя фасада можно использовать экономичные керамические и клинкерные кирпичи «американского формата» [11].

Рассмотрим достоинства навесных вентилируемых фасадов: -Технологичность, минимальные требования подготовки стены, и высокая готовность составных деталей конструкции фасада. [8]

- Отсутствие «мокрых» процессов.

- Минимальное время на монтаж конструкции.

- Монтажные работы можно вести с люлек, не используя строительные леса.

- Доступность монтажа круглогодично, вне зависимости от сезона.

- Защищает несущие элементы здания, увеличивая их срок службы. -Минимальные затраты на эксплуатацию.

- Широкий ассортимент изделий, позволяющий осуществлять большой спектр дизайнерских решений.

Рассмотрим основные недостатки навесных вентилируемых фасадов:

- В зданиях с высокой этажностью, трудоемкость повышается, и повышается нагрузка на конструкцию здания.[11];

- не применяются в холодных регионах;

- для монтажа требуются квалифицированные специалисты с большим опытом работы;

- расчеты при проектировании трудоемки и требуют значительного количества времени из-за необходимости расчетов несущей способности здания и множества узлов самой системы;

-дороговизна устранения неполадок;

-повышение стоимости конструкции из-за наличия специальных покрытий защищающих теплоизоляцию от внешних воздействий (ветер, дождь, снег); -высокая стоимость.

Рассмотрим пример расчета приведенный в статье [12]

Для определения теплопотерь используется модель здания с стеновыми ограждающими конструкциями, аналогичными стеновым конструкциям здания типа 1-464.

Рисунок 3. Разрез стены здания типа 1-464

Рисунок 4. Разрез здания с навесным вентилируемым фасадом

В качестве расчетных условий для исходной стеновой конструкции и утепленной стеновой конструкции были приняты параметры, представленные в статье [12] результаты проведенных расчетов показали:

Определение фактического сопротивления теплопередаче наружного ограждения:

Без утеплителя:

С вентилируемым фасадом:

Расчетное значение удельной тепловой характеристики жилого здания:

Без утеплителя:

С вентилируемым фасадом:

Данные расчета показывают, что с использованием вентилируемого фасада класс энергетической эффективности с «пониженного» D, стал равным классу В « высокому»

На сегодняшний день, применение навесных вентилируемых фасадов при реконструкции зданий, весьма перспективно и имеет как плюсы, так и минусы, к минусам можно отнести сложность и дороговизну монтажа навесного вентилируемого фасада. Плюсами вентилируемого фасада можно назвать приятный внешний вид, возможно круглогодичного монтажа, и высокие показатели по энергоэффективности, а так же возможность уменьшения концентрации водяного пара на поверхности фасадной стены.

Литература

1. Шихалиев С.С. Повышение эффективности капитального ремонта и реконструкции зданий на основе энергосбережения: автореф ...дис. На соискание уч. ст. канд. эконом. наук. СПб 2012. 18с.

2. Govan F. A. Thermal Insulation, Materials, and Systems for Energy Conservation in the '80s. Astm Intl. 1983. 890 p.

3. Eastop D., Croft D. R. Energy Efficiency. Longman. 1990. 400 p.

4. Raymond C. Bryant. Managing Energy for Buildings. Government Inst. 1983. 807 p.

5. Richard R. Vaillencourt. Simple Solutions to Energy Calculations, Fourth Edition. Fairmont Press. 2007. 225 p

6. Дрижук Д., Фленкин М. Проблемы выбора фасадной системы // Технологии строительства. 2002 . №6. C. 34-37.

7. Энергоэффективность ограждающих конструкций при капитальном ремонте / Ватин Н. И., Горшков А. С., Немова Д. В. // Строительство уникальных зданий и сооружений.2013.№3(8)

8. Ватин Н.И., Немова Д.В. НВФ: основные проблемы и их решения // Мир строительства и недвижимости. 2010. №36. С. 2-4.

9. Немова Д.В. Энергоэффективные технологии в ограждающих конструкция // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2012. №3. С.77-82

10. Кирюдчева А.Е., Шишкина В.В. Энергоэффективные фасадные системы// журнал Строительство уникальных зданий и сооружений, 2015, №4 (31)

11. Навесные фасадные системы с утеплением и воздушным зазором / Цыкановский Е.,Гагарин В., Грановский А., Павлова М. // Технологии строительства. 2002 №6. C. 28-33

12. Куколев М.И. Попова Е.Е. Повышение энергоэффективности домов с помощью навесных вентилируемых фасадов. //Ростовский научный журнал, 2017

13. СНиП 23.02.2003. - Тепловая защита зданий. - Москва: ГосСтрой России, 2004г. - 25 с

14. Карпанина Е.Н. Леонова А.Н. Мониторинг энергоэффективных зданий/ Строительство в прибрежных курортных регионах материалы IXмеждународной научно-практической конференции 2016 С.145-148

15. Леонова А.Н. Достоинства и недостатки применения навесных вентилируемых фасадных систем при реконструкции зданий в курортных регионах/ Строительство в прибрежных курортных регионах материалы 7 международной научно-практической конференции 2012 С.68-71

16. Volkov A.N., Leonova A.N., Karpanina E.N., Gura D.A.Energy performanceand energy saving of life-support systems in educational institution/Journal ofFundamental and Applied Sciences. 2017. Т. 9.№ 2S.С. 931-944.

17. Вербицкий Д.О., Леонова А.Н. Энергоэффективность при строительстве и реконструкции зданий /Экологические, инженерно-экономические, правовые и управленческие аспекты развития строительства и транспортной инфраструктуры сборник статей Международной научно-практической конференции. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет», Институт строительства и транспортной инфраструктуры; ФГБОУ ВО «КубГТУ»; Международный центр инновационных исследований «OMEGASCIENCE». 2017. С. 32-37.

18. Леонова А.Н., Курочка М.В.Методы повышения энергоэффективности зданий при реконструкции/Вестник МГСУ. 2018. Т. 13.№ 7 (118). С. 805-813.

19. Леонова А.Н., Сорокина Е.Н.Конструктивное преимущество и эффективная функциональность энергосберегающих фасадов пр и реконструкции зданий /Научные труды Кубанского государственного технологического университета. 2018.№ 9. С. 206-215.

20. Карпанина Е.Н., Леонова А.Н.Некоторые аспекты использования конструкционных бетонов в каркасах энергоэффективных зданий / Экологические, инженерно-экономические, правовые управленческие аспекты развития строительства и транспортной инфраструктуры сборник статей Международной научно-практической конференции. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет», Институт строительства и транспортной инфраструктуры; ФГБОУ ВО «КубГТУ»; Международный центр инновационных исследований «OMEGASCIENCE». 2017. С. 119-122.

Размещено на Allbest.ru