Повышение энергоэффективности домов с помощью навесных вентилируемых фасадов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Повышение энергоэффективности домов с помощью навесных вентилируемых фасадов

Попова Екатерина Евгеньевна

АННОТАЦИЯ

В России остро стоит проблема нерационального использования энергетических ресурсов. Большой процент от существующих жилых зданий составляют панельные дома массовой застройки 50-80-х гг., в которых имеют место большие теплопотери. В данной статье рассмотрено сравнение показателей энергоэффективности ограждающей стеновой конструкции модели обычного типового дома и реконструированного здания с применением навесного вентилируемого фасада. Выявлено, что при применении указанного вида утепления повышается класс энергоэффективности.

ABSTRACT

The problem of irrational use of energy resources is acute in Russia. A large percentage of existing residential buildings are panel houses of mass construction of the 50-80s, in which there are large heat losses. In this article, we compare the energy efficiency indexes of the walling construction of the model of an ordinary standard house and a reconstructed building using a ventilated facade. It was revealed that when using this type of insulation, the energy efficiency class is increased.

Ключевые слова: энергоэффективность, энергосбережение, тепловой расчет, навесной вентилируемый фасад, энергетический паспорт.

Keywords: energy passport, ventilated facade, energy efficiency, energy saving

В 60-е годы XX столетия в странах СССР активно застраивалась городская среда типовыми панельными домами, что позволило решить острую проблему нехватки жилой площади. Однако, так называемые «хрущевки» не удовлетворяют современным нормам энергосбережения и требованиям по теплотехническим показателям: низкая теплоизоляция наружных стен, промерзание и протекание панельных швов, отсутствие утеплителя у домов (серия 1-464).

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 [1, 2, 3, 4]. Таким образом, рассматриваемой проблемой является несоответствие зданий массово жилищного строительства 1960-х годов современным нормам энергосбережения и теплотехническим показателям.

В России с 2009 года [5] все здания и сооружения должны соответствовать требованиям энергетической эффективности для исключения нерационального расхода энергетических ресурсов. Обзор нормативных документов [6, 7, 8] позволил сделать вывод о необходимости составления энергетического паспорта здания для эффективной оценки его теплотехнических показателей и энергоэффективности. По результатам расчета паспорта делается вывод о классе энергоэффективности здания и необходимости его повышения. Рядом авторов [9,10, 11, 12] были представлены мероприятия по минимизации энергопотерь в помещениях, и, как следствие, повышения класса энергоэффективности здания:

Утепление стен;

Разумный подход к выбору ограждающих конструкций;

Использование энергоэффективных систем обогрева и охлаждения ограждающих конструкций; энергоэффективность дом вентилируемый

Установка стеклопакетов.

Авторами ряда статей [13, 14, 15, 16] была затронута проблема высокой теплопроводности ограждающих конструкций крупнопанельных жилых зданий, где основным эффективным решением являлась конструктивная защита здания с использованием минераловатных плит и навесных вентилируемых фасадов. Таким образом, проблема повышения энергоэффективности жилых зданий остается актуальной на сегодняшний день и требует дальнейшего рассмотрения.

Целью данной статьи является определение класса энергоэффективности здания типа 1-464 с последующим математическим расчетом по улучшению теплотехнических показателей при помощи современных строительных материалов.

Энергетический паспорт здания представляет собой эффективный инструмент контроля соответствия проекта здания требованиям нормативных документов. Составляется энергетический паспорт здания в соответствие с [6]. Для расчета энергетического паспорта необходимо знать энергетические, геометрические и теплотехнические характеристики ограждающих конструкций здания. Для определения теплопотерь рассмотрим модель здания с стеновыми ограждающими конструкциями, аналогичными стеновым конструкциям здания типа 1-464. Разрез стены здания типа 1-464 представлен на рис. 1.

Рисунок 1. Разрез стены здания типа 1-464

В качестве расчетных условий для исходной стеновой конструкции и утепленной стеновой конструкции были приняты параметры, представленные в табл. 1.

Таблица 1. Расчетные условия

В табл. 2 приведены теплотехнические показатели исходной конструкции стены, которые будут использоваться в расчете энергетического паспорта.

Таблица 2. Теплотехнические показатели исходной конструкции стены

Ниже представлена часть формул, использованных в расчете энергетического паспорта здания для исходной конструкции стены. В табл. 3 указаны наименования расчетных параметров с их символьным обозначением, используемых в представленных формулах.

Таблица 3. Расчетные параметры

1.Определение фактического сопротивления теплопередаче наружного ограждения:

2. Расчет приведенного коэффициента теплопередачи здания:

3. Определение условного коэффициента (инфильтрационного коэффициента) теплопередачи здания, учитывающего теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции:

Общие теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции за отопительный период:

4. Величина бытовых тепловыделений:

5. Величина теплопоступлений через окна от солнечной радиации в течение отопительного периода:

6. Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период:

7. Расчетное значение удельной тепловой характеристики жилого здания:

В соответствии с [6, табл. 8] нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление жилых домов для рассматриваемой модели здания = 125 кДж/ м2·°С·сут. Величина отклонения расчетного значения удельного расхода тепловой энергии от нормативного составляет 13,6%, что соответствует классу энергетической эффективности D - пониженный [6, таб. 3]. Рекомендуемой мерой повышения энергетической эффективности является реконструкция здания.

Предлагаемым вариантом реконструкции стеновой ограждающей конструкции является применение навесного вентилируемого фасада, который обладает рядом достоинств [17]. На рис.2 представлен разрез реконструированной стены, в состав которого входит утеплитель и вентилируемый зазор.

Рисунок 2. Разрез стены здания типа 1-464 с навесным вентилируемым фасадом

В табл. 4 представлены теплотехнические показатели утепленной конструкции стены

Таблица 4. Теплотехнические показатели утепленной конструкции стены

Расчет теплопотерь рассматриваемой ограждающей конструкции выполняется в таком же порядке, как и в предыдущем случае. Приведем лишь некоторые формулы из расчета энергопаспорта здания с утепленной стеновой конструкцией.

1. Фактическое сопротивление теплопередаче реконструированного наружного ограждения:

2. Расчетное значение удельной тепловой характеристики жилого здания:

Величина отклонения расчетного значения удельного расхода тепловой энергии от нормативного составляет (-11)%, что соответствует классу энергетической эффективности В - высокий [6, таб. 3].

В результате теплотехнического расчета исходной стеновой ограждающей конструкции здания проекта 1-464 было установлено, что данная конструкция не удовлетворяет современным нормативным документам в области энергоэффективности. Реконструкция стен при помощи вентилируемых фасадов [18] с эффективным утеплителем приводит к повышению класса энергоэффективности здания до показателя «Высокий». Это позволит уменьшить расход энергии на отопление [19, 20, 21, 22, 23], повысить уровень жизни людей в домах рассматриваемого типа и продлить срок службы зданий серии 1-464.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

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

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

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

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

Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: Федеральный закон от 23.11.2009 №261 // 2009. - 46с.

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

СП 131.13330.2012. -- Строительная климатология. - Взамен СНиП 23.01.99*. - Москва, 2012. - 107 с.

СНиП II-3-79*. - Строительная теплотехника. - Москва: ГосСтрой России, 1998г.

Кочетков А.С., Кудров Ю.В., Сиротенко Я.А. Разработка организационно - административных и технологических мероприятий по повышению энергоэффективности зданий и сооружений // Сервис в России и за рубежом. 2014. №1 (48). С. 183-193.

Чапаев А.Б. Пути повышения энергоэффективности использования топливно - экономических ресурсов // Символ науки. 2015. №11 - 1. С. 62-64.

Юрченко Е.Л. Проекты повышения энергетической эффективности существующих жилых зданий в Украине // Строительство, материаловедение, машиностроение. С. 677-683.

Горшков А. С., Гладких А. А. Мероприятия по повышению энергоэффективности в строительстве // Academia. Архитектура и строительство. 2010. № 3. С. 246-250.

Собинова К.С., Ожищенко О.А., Савицкий Н.В. Анилиз существующих систем теплоизоляционной отделки фасадов // Вестник Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры. 2013. №1-2. С. 178-184.

Вычитков Ю.С., Беляков И.Г., Нохрина Е.Н. Утепление фасадов зданий при капитальном ремонте существующего жилого фонда Самарской области // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. - 2004. №3 (16). С. 103-110.

Зильберова И.Ю., Петров К.С., Зильберов Р.Д. Разработка предложений по повышению энергоэффективности многоквартирных жилых домов массовой застройки // Инженерный вестник Дона. 2012. №4-1, том 22. С.

Вытчиков Ю.С., Беляков И.Г., Белякова Е.А., Славов С.Д. Повышение энергоэффективности реконструируемых жилых зданий // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2008. № 1. С. 6

Гагарин В.Г. Теплофизические проблемы современных стеновых ограждающих конструкций многоэтажных зданий // Строительные науки. Строительная теплофизика и энергосбережение. 2009. №5. С. 297-305.

Немова Д. В. Навесные вентилируемые фасады: обзор основных проблем // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 5. С. 7-11.

Горшков А.С. Об окупаемости инвестиций на утепление фасадов существующих зданий [Электронный ресурс]. Систем. требования: AdobeAcrobatReader. URL: http://journal.esco.co.ua/cities/2014_8/art181.pdf (дата обращения: 26.04.2017).

Цейтин Д.Н., Ватин Н.И., Немова Д.В., Рымкевич П.П., Горшков А.С. Технико-экономическое обоснование утепления фасадов при реновации жилых зданий первых массовых серий // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2016. №1 (40).

Ватин Н.И., Немова Д.В., Рымкевич П.П., Горшков А.С. Влияние уровня тепловой защиты ограждающих конструкций на величину потерь тепловой энергии в здании // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2012. №8. С. 4-14.

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

Тарасевский Ф.Г., Дериземля В.А., Ибраева Ю.А., Немова Д.В. Методы повышения энергоэффективности жилого здания // Сборник докладов молодежной научно-практической конференции в рамках Недели науки СПбПУ 2014 г., с. 80-82.

Размещено на Allbest.ru