Способы сокращения удельного расхода тепловой энергии на отопление зданий.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

СНиП 23-03-2003 “Тепловая защита зданий”, согласно которому такое здание характеризуется эффективной тепловой защитой – “теплозащитными свойствами совокупности наружных и внутренних ограждающих конструкций здания, обеспечивающих заданный уровень расхода тепловой энергии … при оптимальных параметрах микроклимата его помещений”.

Эффективная тепловая защита зданий неразрывно связана с их энергоэффективностью – значением удельного расхода тепловой энергии на отопление дома за отопительный период. Связь предусматривает пункт 4.1 СНиПа 23-03-2003, в котором указано, что “строительство зданий должно осуществляться в соответствии с требованиями к тепловой защите... при минимальном расходе тепловой энергии на отопление”. При этом чем меньше значение удельного расхода тепловой энергии, тем более благополучным с точки зрения энергетической эффективности является здание.

Таким образом, современный тёплый дом должен обеспечивать комфортный микроклимат для проживания людей и, вместе с тем, минимальное потребление энергоресурсов на нужды отопления. Реализовать концепцию тёплого дома на практике позволяет использование совокупности объёмно-планировочных решений, строительных материалов и технологий. О решениях, которые способствуют повышению тепловой и энергетической эффективности зданий, и пойдёт речь далее.

Объёмно-планировочные решенияТеплоэффективность жилых зданий во многом зависит от применяемых объёмно-планировочных решений. Особую роль играет такой показатель, как отношение площади ограждающих конструкций к отапливаемому объёму здания, который получил название “коэффициент компактности”. Через поверхность ограждающих конструкций происходит до 60% совокупных теплопотерь, соответственно, чем меньше их площадь, тем больше тепла сохраняется внутри здания.

Одним из способов решения проблемы является проектирование так называемых “ширококорпусных” домов с улучшенным на 15-25% коэффициентом компактности. Помимо снижения теплопотерь, данный подход обеспечивает сохранение устойчивого микроклимата внутри здания. Дополнительные теплопотери могут быть связаны со сложной геометрией фасадов здания: наличие выступов, ризалитов и других архитектурных элементов увеличивает площадь ограждающих конструкций и тем самым приводит к снижению тепловой эффективности вплоть до 15% по сравнению со зданием с ровным фасадом.

Не менее важной с точки зрения теплоэффективности является высота здания. По расчетам специалистов, высотные жилые дома (17-25 этажей) подвергаются значительным ветровым нагрузкам, которые служат причиной повышенных теплопотерь в помещениях, расположенных с наветренной стороны. Согласно расчётам, оптимальной с точки зрения теплоэффективности является высота до 16 этажей.

Говоря об объёмно-планировочных решениях, способствующих снижению теплопотерь, нельзя не упомянуть о соотношении длины и ширины помещений. Доказано, что комнаты квадратной формы значительно хуже противостоят внешним тепловым воздействиям по сравнению с вытянутыми помещениями. Однако последние часто страдают от недостатка дневного света. В связи с этим оптимальное соотношение длины и ширины комнаты - 3/2. В помещениях, при проектировании которых соблюдается эта пропорция, сохраняется более стабильный температурный режим.

Повышению тепловой защиты способствует также остекление лоджий и балконов. Недостатком такого решения является снижение на 30% освещённости комнат дневным светом, а также значительное ухудшение условий проветривания. Теплоэффективность дома во многом зависит от площади остекления. Согласно СНиП 23-03-2003 она не должна превышать 18% от площади ограждающих конструкций. В ином случае теплопотери могут увеличиться в несколько раз.

Повышению тепловой эффективности способствует ориентация фасадов здания по сторонам света в соответствии с существующей в данной местности розой ветров. Например, для снижения теплопотерь в зданиях Московского региона желательно сократить до минимума площадь остекления северного фасада здания, а с южной стороны, наоборот, увеличить ее максимально для использования солнечной энергии.

Ограждающие конструкцииПо мнению специалистов в области строительной теплофизики, входящих в некоммерческое партнёрство “АВОК”, наружные стены однородной конструкции не соответствуют современным стандартам тепловой защиты зданий. Альтернативой является многослойная конструкция стен с использованием эффективного теплоизоляционного материала, теплопроводность которого не должна превышать 0, 06 Вт/м К.

Для повышения теплотехнических характеристик ограждающих конструкций строящихся зданий большую популярность завоевали фасадные системы с наружным штукатурным слоем. В системах данного типа жёсткие требования предъявляются к теплоизоляционному материалу. Помимо низкой теплопроводности, о которой уже было сказано выше, утеплитель должен соответствовать требованиям пожарной безопасности, установленным СНиП 21-01-97 “Пожарная безопасность зданий и сооружений”.

Следующее требование - прочность на отрыв слоёв не менее 15 кПа - связано с необходимостью выдерживать вес штукатурного слоя в сложных температурно-влажностных условиях. Кроме того, теплоизоляция в конструкции штукатурной фасадной системы должна обладать высокой влагостойкостью, поскольку влага, проникая в толщу теплоизоляционного материала, снижает его теплотехнические характеристики.

В качестве примера материала, соответствующего этим требованиям, можно привести гидрофобизированные плиты из каменной ваты ROCKWOOL ФАСАД БАТТС Д с коэффициентом теплопроводности 0, 038 Вт/м К (применяемые в составе системы ROCKWOOL ROCKFACADE). В соответствии с ГОСТ 30244-94, данные плиты относятся к группе негорючих материалов, прочность на отрыв слоёв соответствует указанному выше показателю, а высокая паропроницаемость позволяет избежать конденсации влаги в толще утеплителя и на внешней поверхности стены, обеспечивая здоровый микроклимат внутри здания.

Важную роль в тепловой защите играет также эффективность оконных систем, которая зависит от двух факторов. Один из них – это герметичность окна в закрытом положении. Значительные теплопотери в уже существующих зданиях, построенных в прошлом веке, связаны с инфильтрацией нагретого воздуха из помещений через щели, возникающие по причине неплотного прилегания створки окна к раме. Конструкции современных оконных систем исключают возможность возникновения щелей, имея двойной непрерывный контур уплотнения, плотно прилегающий к раме, препятствуя продуванию.

Другой фактор, влияющий на теплоэффективность светопрозрачных конструкций, - это теплопроводность стеклопакета. Обычное стекло имеет высокий коэффициент теплопередачи (5, 8 Вт/м К), способствующий быстрому охлаждению воздуха в помещении в холодное время года. Одним из путей решения проблемы является использование стеклопакетов с низкоэмиссионным стеклом, обладающим теплоотражающими свойствами. В качестве примера можно привести стеклопакет Glasbel Thermobel с низкоэмиссионным стеклом Low-E и аргоновым заполнением внутренней камеры, коэффициент теплопередачи которого составляет всего лишь 1, 3 Вт/м К.

Дополнительное повышение тепловой защиты может быть связано с применением профильных систем с увеличенной до 70 мм шириной профиля. Так, профильная система KBE Эксперт с пятью внутренними воздушными камерами обладает коэффициентом сопротивления теплопередаче 0, 81 м2 °С/Вт, что на 15% выше среднего показателя стандартных профильных систем шириной 58-60 мм.

Инженерное оборудованиеНа теплоэффективность вновь строящихся зданий во многом влияет конструкция систем вентиляции, на которые в среднем приходится 15% совокупных теплопотерь за счёт инфильтрации нагретого воздуха в холодное время года.

Одним из наиболее лёгких решений проблемы является установка вентиляционных решёток с изменяемым сечением, позволяющих регулировать режим воздухообмена в зависимости от текущих потребностей. С их помощью можно значительно сократить объёмы теплопотерь в холодное время года. Для эффективного регулирования воздухообмена диапазон изменения сквозного сечения решётки должен составлять от 10 до 100%.

Ещё более действенным решением является утилизация тепла, эвакуируемого через систему вентиляции воздуха. Это возможно в системах механической приточной вентиляции, где воздух принудительно забирается из помещений с высоким содержанием влаги и загрязнений посредством вытяжных клапанов. В дальнейшем через систему вентканалов эвакуируемый воздух поступает в теплообменник, где без непосредственного контакта отдаёт часть тепла аналогичному количеству наружного приточного воздуха, который затем подаётся в жилые помещения дома или квартиры.

Эффективность теплообменников определяется их конструкцией и может варьироваться от 45 до 90%. Наибольшее распространение получили пластинчатые теплообменники (рекуператоры) с эффективностью теплопередачи в 70%. Помимо повышения теплоэффективности, система механической приточной вентиляции с теплообменником обеспечивает существенный рост энергоэффективности здания.

Однако, несмотря на преимущества данного решения, существует ряд ограничений по его применению. В их число входит необходимость разработки объёмно-планировочных решений для размещения теплообменников, дополнительных воздуховодов и создания защиты рекуператоров от замораживания при температурах ниже -10°С. Наиболее существенным затруднением являются затраты на приобретение и монтаж оборудования.

Помимо этого, проектирование систем приточной вентиляции для высотных зданий - достаточно сложный и трудоёмкий процесс. По этим причинам специалисты рекомендуют использование данного решения при строительстве одноквартирных и малоэтажных жилых домов (до 7 этажей), где оно может быть реализовано в более простом конструктивном исполнении.

Что касается жилых зданий средней и повышенной этажности, наиболее целесообразным решением является обустройство тёплых чердаков. При этом устья вентиляционных каналов выводятся под крышу, а воздух из квартир прогревает чердачное помещение до 14-16 °С. Отсюда эвакуируемый воздух удаляется через одну вытяжную шахту. Тёплый чердак менее эффективен в сравнении с теплообменниками, но позволяет сохранить часть тепла эвакуируемого воздуха при небольшом увеличении капитальных затрат на строительство.

Чтобы построить действительно тёплый дом, необходимо учитывать множество нюансов, связанных с объёмно-планировочными решениями, проектированием тепловой защиты здания и эффективностью инженерных систем. При этом повышение тепловой эффективности в первую очередь зависит от использования технологий и материалов, способствующих сокращению совокупных теплопотерь, в том числе - качественной теплоизоляции ограждающих конструкций здания, теплоэффективных оконных систем и систем вентиляции. Комплексное применение описанных выше решений позволяет построить дом со стабильным температурным и влажностным режимом и здоровым микроклиматом.

№ 17

Аэрация жилой застройки. Суть рассматриваемого процесса заключается во взаимодействии движущегося потока воздуха (далее будем говорить «ветер») и неподвижных преград в виде зданий, элементов благоустройства, озеленения (застройки в целом).

В зависимости от сочетания с другими основными климатическими факторами (температура воздуха и излучающих поверхностей, влажность воздуха) ветер влияет на формирование микроклимата пространства жилой застройки (пространства между зданиями), что имеет существенное значение при размещении отдельных элементов жилой территории (детских площадок, пешеходных трасс, стоянок автомобильного транспорта, загрязняющего атмосферу вредными выбросами, и пр.). Сильный ветер оказывает влияние на образование снеговых заносов и пылевых отложений на жилой территории.

Таким образом, вопросы аэрации жилой территории неразрывно связаны с приемами планировки и застройки, принципами озеленения и благоустройства, типами и конструкциями зданий. Наиболее актуальна проблема ветро- и снегозащиты жилой застройки для районов Севера.

Все мероприятия по регулированию ветрового режима должны быть направлены на смягчение микроклимата, в первую очередь на участках детских дошкольных учреждений и школ, в зонах отдыха, на основных пешеходных путях. Одним из наиболее эффективных приемов ветрозащиты жилой территории является устройство специальных ветрозащитных экранов, т.е. специальных жилых зданий, располагающихся по наветренным границам застраиваемой территории. Такие экраны должны иметь достаточную протяженность, повышенную этажность, специфическую объемно-планировочную структуру. Размер «ветровой тени» — пространства с зонами затишья и ослабленными потоками воздуха, образуемого с подветренной стороны здания, — составляет 4—6 высот такого здания. При этом полное восстановление первоначальной скорости ветра наблюдается за зданием на расстоянии 10 высот. Протяженность корпуса должна быть не менее 8 его высот.

Из-за сравнительно небольших размеров «ветровой тени» на жилых территориях необходимо применять многократную постановку ветрозащитных экранов по глубине застройки, создавая так называемые аэродинамические группы. Глубина аэродинамической группы определяется размерами основного ветрозащитного здания и равна 11-12 его высотам. Высота здания вторичной защиты должна быть не менее 0, 8 высоты здания первичной защиты. В определенной степени на регулирование ветрового режима защищаемой территории влияет конфигурация основного ветрозащитного здания. Существенную роль в увеличении «ветровой тени» могут играть такие элементы здания, как крыша специального профиля, карниз с увеличенным выносом в развитые торцы, плоскости которых имеют специальный угол поворота относительно продольной оси корпуса.

Ветер в условиях песчаной пустыни, как правило, летом горячий, сухой и пыльный, а зимой холодный. Поэтому одним из основных требований при архитектурно-планировочной организации жилой застройки городов пустыни является ветропылезащита.

При сильных пыльных бурях большое количество пыли будет проходить над городской территорией, что обусловливает определенные приемы архитектурно-планировочной организации жилой территории, в том числе:

создание непрерывной системы преград ветровому потоку в виде застройки и озеленения;

членение больших по размерам открытых пространств посадками зеленых насаждений и элементами благоустройства. Максимальный размер открытых пространств не должен превышать 8-10 высот застройки;

размещение дошкольных учреждений предпочтительно в структуре жилых групп;

применение компактных обслуживающих заведений повседневного пользование и размещение их в едином комплексе с жилыми домами;

расположение широких улиц перпендикулярно к преобладающему направлению пыльных ветров, озеленение улиц в целях снижения силы ветров и запыленности воздуха;

применение конструкций жилых домов, обладающих высокими пылезащитными свойствами.

Необходимость улучшения окружающей человека среды обусловила применение методов и средств, основанных на эффективном использовании компонентов природы: солнца, ветра, воды, растительности и т.д. Используемые в новом качестве (история архитектуры дает многочисленные примеры внимательного отношения зодчих разных стран к учету природных факторов), эти методы и средства не только отвечают поставленным экологическим задачам, но и являются предпосылкой создания новой «экологической архитектуры» (гелиоархитектура, климатообразующая архитектура, архитектурная бионика и т.д.).

http: //ecology.my1.ru/index/0-57 - аэрация промышл.

Аэрация способна обеспечить в крупных производственных помещениях современных промышленных предприятий интенсивный воздухообмен ( 20-40-кратный ). Особенно эффективно применение аэрации в горячих цехах, где имеющееся тепловыделение способствует повышению температуры воздуха, а оно в свою очередь обусловливает увеличение теплового напора. Все это создает благоприятные условия для естественной вентиляции. Регулирование аэрации является одним из важных условий ее правильной эксплуатации. Оно зависит от силы и направления ветра, температуры воздуха и т.д.; осуществляется путем большего или меньшего количества открытых окон и других вентиляционных отверстий на определенных уровнях и сторонах здания. Для поступления воздуха в здание в стенах его устраивают окна, расположенные на двух уровнях от пола: 1-1, 2 м, открываемые летом, и 5-6 м, используемые зимой. Для удаления воздуха в перекрытиях устраивают фонари с открывающимися фрамугами.

Большое значение в борьбе с избыточной теплотой имеет рациональная вентиляция и в первую очередь аэрация — естественная организованная, управляемая вентиляция.

В производственных помещениях с наличием значительных источников конвекционной и лучистой теплоты одной из важных мер по нормализации метеорологических условий является естественная вентиляция - аэрация, а также механическая вентиляция с обязательным использованием местных воздушных душей.

Для основных помещений животноводческих зданий организация вентиляции зависит от назначения помещения и вида животных. Телятники для привязного содержания молодых телят рекомендуется оборудовать системой вентиляции по следующей схеме:

в холодный и переходный периоды - подача подогретого воздуха в верхнюю зону рассредоточенными струями. Удаление воздуха из верхней зоны через шахты в перекрытии и из нижней зоны через навозные каналы в размере 30% притока.

в теплый период - естественный приток через оконные проёмы. Естественная вытяжка через оконные проёмы и механическая через навозные каналы в размере 30% зимнего притока.

В помещениях для содержания скота предусматривается создание подпора воздуха путём превышения притока над вытяжкой в размере 10-20%, осуществление естественной вентиляции как аварийной.

План приточной вентиляции представлен на формате 1. Система состоит из двух ветвей, расположенных на высоте 2, 5м от уровня пола. Раздача воздуха происходит через решётки размером 100х100.

Для подачи воздуха с заданными параметрами приточный центр оборудуют фильтром и калорифером, расчёт которых приводится далее. Необходимый напор и расход в системе создаётся центробежным вентилятором. Предотвращение перетекания воздуха из помещения обеспечивает утеплённый клапан. Для уменьшения звуковой нагрузки используют звуко- и виброизоляцию.

18, 21

1. Естественное освещение. Нормирование и расчет

Источник естественного (дневного) освещения - солнечная радиация, т. е. поток лучистой энергии солнца, доходящей до земной поверхности в виде прямого и рассеянного света. Естественное освещение является наиболее гигиеничным и предусматривается, как правило, для помещений, в которых постоянно пребывают люди. Если по условиям зрительной работы оно оказывается недостаточным, то используют совмещенное освещение.

Естественное освещение помещений подразделяется на:

Ш боковое (через световые проемы в наружных стенах),

Ш верхнее (через фонари, световые проемы в покрытии, а также через проемы в стенах перепада высот здания),

Ш комбинированное - сочетание верхнего и бокового освещения.

Систему естественного освещения выбирают с учетом следующих факторов:

Ш назначения и принятого архитектурно-планировочного, объемно-пространственного и конструктивного решения зданий;

Ш требований к естественному освещению помещений, вытекающих из особенностей технологической и зрительной работы;

Ш климатических и светоклиматических особенностей места строительства здании;

Ш экономичности естественного освещения.

В зависимости от географической широты, времени года, часа дня и состояния погоды уровень естественного освещения может резко изменяться за очень короткий промежуток времени в довольно широких пределах. Поэтому основной величиной для расчета и нормирования естественного освещения внутри помещений принят коэффициент естественной освещенности (КЕО) -- отношение (в процентах освещенности) в данной точке помещения Евн к наблюдаемой одновременно освещенности под открытым небом Eнар.

Таблица 1. Значения коэффициента естественной освещенности для производственных помещений

Разряд работ

Характеристика зрительной работы

Значение КЕО

Виды работы по степени точности

наименьший размер объекта различения, мм

при верхнем или комбинированном освещении

При боковом освещении в зоне с устойчивым снежным покровом на осталь ной территории РФ

Наивысшей точности

менее 0, 15

2, 8/3, 5

Очень высокой точности

0, 15--0, 3

2, 0/2, 5

III

Высокой точности Средней точности

0, 3--0, 5 0, 5--1, 0

1, 6/2, 0

1.2/1, 5

Малой точности

1, 0--5, 0

0, 8/1, 0

Грубая

более 5, 0

0, 4/0, 5

VII

Работы со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах

более 0, 5

0, 8/1, 0

VIII

Общее постоянное наблюдение за ходом производственного процесса

0, 2/0, 3

Нормы естественного освещения промышленных зданий, сведенные к нормированию КЕО, представлены в СНиП II-4--79. Для облегчения нормирования освещенности рабочих мест все зрительные работы по степени точности делятся на восемь разрядов.

СНиП 11-4--79 устанавливают требуемую величину КЕО в зависимости от точности работ, вида освещения и географического расположения производства. В табл. 1. приведены значения КЕО для зданий, расположенных в III поясе светового климата (енIII).

Территория РФ делится на пять световых поясов, для которых значения КЕО определяются по формуле:

где m и c коэффициенты светового и солнечного климата соответственно.

Для определения соответствия естественной освещенности в производственном помещении требуемым нормам освещенность измеряют при верхнем и комбинированном освещении--в различных точках помещения с последующим усреднением; при боковом-- на наименее освещенных рабочих местах. Одновременно измеряют наружную освещенность и определенный расчетным путем К.ЕО сравнивают с нормативным.

Расчет естественного освещения заключается в определении площади световых проемов для помещения. Расчет ведут по следующим формулам:

при боковом освещении

при верхнем освещении

где So, 5ф--площадь окон и фонарей, м2; Sn--площадь пола, м2; eн--нормированное значение К.ЕО; Кз--коэффициент запаса (kз=1, 2--2, 0); o, ф-- световая характеристики окна, фонаря; То--общий коэффициент светопропускания (учитывает оптические свойства стекла, потери света в переплетах, из-за загрязнения остекленной поверхности, в несущих конструкциях, солнцезащитных устройствах); r1, r2--коэффициенты, учитывающие отражение света при боковом и верхнем освещении; kзд--1--1, 7--коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями; kф--коэффициент, учитывающий тип фонаря.

Значения коэффициентов для расчета естественного освещения принимают по таблицам СНиП 11-4--79.

№ 19

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒