ГВУЗ "Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры"
г. Днепропетровск, Украина
Проведен расчет и анализ удельных теплопотерь жилого здания, при различных высотах этажа, площади окон и габаритных размерах.
Совершенствование концепции энергоэффективности жилых и гражданских зданий, становится особенно актуальным в связи с постоянным удорожанием энергоносителей. В данное время около 40% всей вырабатываемой тепловой энергии расходуется на обслуживание существующего жилого фонда [1, 5, 8].
Одной из основных причин нерационального использования энергоносителей, которые используют для отопления, является несогласованность интегрального показателя удельного теплопотребления и поэлементных показателей, в частности, сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций [5].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для повышения энергоэффективности жилых и гражданских зданий в 2013 году вышло Изменение 1 к [2], в котором было существенно увеличено значение сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций.
Для расчета и анализа, удельных теплопотерь и класса по энергоэффективности здания, рассмотрен план здания, в котором изменялся шаг колонн в продольном и поперечном направлении (рис. 1). Технико-экономические показатели типового этажа приведение в табл. 1.
Рис. 1. Схема сетки колонн
Размеры здания в плане составляют 27x15,5 м. Количество этажей изменялось от четырех до двадцати пяти. Высота этажа изменялась от 2,8 до 3,6 м с шагом 0,2 м. В здании также имеется подвальный этаж высотой 1,4 м и чердачный этаж высотой 1,5 м.
В качестве теплоизоляционных ограждающих конструкций, применялись навесные панели двух типов:
- комплексная панель, состоящая из слоя магнезиальных плит; металлического каркаса; пароизоляции (полимерная пленка); утеплителя (минеральная вата); гипсокартон;
- трехслойная бетонная панель, состоящая из внешнего и внутреннего слоя железобетона, а внутренний теплоизоляционный слой принят из полистиролбетона.
Минимально допустимое значение сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций зданий принято по ДБН В.2.6-31:2006 с изменением №1, которые приведены в табл. 2. Расчет проводился для I температурной зоны.
Таблица 2 Минимально допускаемое значение сопротивлению теплопередачи ограждающих конструкций жилых и гражданских зданий
Для расчета и анализа показателя удельных теплопотерь здания изменялся шаг колонн по ряду а и б с шагом 3,3м; 4,8м; 5,4м; 6м; 7,2м; 12м. Также изменялась высота этажа с шагом 2,8м; 3м; 3,2м; 3,4м; 3,6м. Площадь окон принималась от 1/10 до 1/6 площади помещения.
Таблица 3. Удельные теплопотери по элементам здания
По результатам исследования были получены диаграммы удельных теплопотерь в зависимости от площади остекления и количества этажей, а также шага колон. В качестве примера взят шаг колон по ряду «а» 3,3 м по ряду «б» 4,8 м (рис. 2).
Рис. 2. Удельные теплопотери зданий при высоте этажа: а) - 2,8 м; б) - 3,6 м; шаг колонн по ряду «а» - 3,3 м, по ряду «б» - 4,8 м; Fсп/Fрол - соответственно, соотношение площади окон к площади пола помещения
Результаты расчетов свидетельствуют, что при росте этажности здания величина удельных теплопотерь сокращается, и наиболее интенсивно - в диапазоне от 5 до 16 этажей. Это обусловлено сокращением доли теплопотерь через подвальное перекрытие и чердак. В то же время доля теплопотерь при увеличении этажности через стены и окна незначительно увеличивается.
При увеличении этажности зданий от 20 до 25 этажей сокращение роста удельных теплопотерь существенно замедляется.
Наибольшая часть удельных теплопотерь для 5-этажного здания приходится на окна и стены, а также вентилируемый воздух, которые составляют до 66%, на дверные проемы, чердак и подвальное перекрытие до 34%. Для здания высотой 25 этажей эти показатели, соответственно составляют, 72% и 28%.
По классу энергоэффективности рассмотренные здания, в зависимости от изменения параметров, попадают в диапазон от С до D. Это свидетельствует о несогласованность интегрального показателя удельного теплопотребления и поэлементных показателей, в частности сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций.
1. С использованием модельных представлений выполнен расчет теплопотерь многоэтажных жилых зданий при вариации конструктивных параметров: этажности, высоты этажа, шага колонн, площади остекления.
2. Результаты расчетов свидетельствуют, что при росте этажности здания величина удельных теплопотерь сокращается, и наиболее интенсивно - в диапазоне от 5 до 16 этажей. Это обусловлено сокращением доли теплопотерь через подвальное перекрытие и чердак.
3. При регламентируемых нормами показателях (минимально допускаемых значениях сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций) наибольшая часть удельных теплопотерь для многоэтажных зданий приходится на окна и стены, а также вентилируемый воздух, которые составляют до 66% для 5-ти этажного здания и 72% - для 25-ти этажного здания; на дверные проемы, чердак и подвальное перекрытие, соответственно, 34% - для 5-этажного здания, и 28% - для 25 этажного здания. На их фоне каркасные дома по канадской технологии имеют значительно лучшие теплозащитные характеристики.
4. По классу энергоэффективности многоэтажные здания в зависимости от изменения параметров относятся к диапазону от С до D. Это свидетельствует о несогласованности интегрального показателя удельного теплопотребления и поэлементных показателей, в частности, сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций.
ЛИТЕРАТУРА
1. Directive 2010/31/EU of the European parliament and of the council of 19 May 2010 on the energy performance of buildings. – [Електронний ресурс] // Official Journal of the European Union – 23 р. – access mode: http://www.energy.eu/directives/2010-31-EU.pdf
2. Конструкції будинків та споруд. Теплова ізоляція будівель: ДБН В.2.6-31:2006. зі Зміною №1 від 1 липня 2013 року. – [Чинний від 01.04.2007]. - К.: Мінбуд України, 2006. – 70 с. – (Державні будівельні норми України).
3. Проектування. Настанова з розроблення та складання енергетичного паспорта будинків при новому будівництві та реконструкції: ДСТУ-Н Б А.2.2-5:2007. – [Чинний від 01.07.2008]. - К.: Мінрегіонбуд України, 2008. - 44 с. – (Державний стандарт України).
4. Основні вимоги до будинків і споруд, економія енергії: ДБН В.1.2-11-2008 Мінбуд України, 2008.– (Державні будівельні норми України).
5. Коваль Е.А. Энергоэффективность архитектурно-конструктивных систем малоэтажных жилых зданий: дис. … канд. техн. наук: 05.23.01. / Коваль Е.А. – Днепропетровск, 2012. – 152с.
ABSTRACT: The research presents the results of the calculation and analysis of heat loss a residential building, with floors of different heights, square windows and exterior dimensions.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Энергоэффективность, многоэтажные здания, удельные теплопотери, класс энергоэффективности.
Способы повышения энергосбережения в малоэтажных жилых домах
|
