VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Архитекторы раскрыли красоту стекла, камня, дерева, металла и даже бетона и построили много замечательных зданий из этих материалов. Но только отдельные из них смогли понять энергоэффективное здание как новый шаг в архитектуре с явными элементами искусства. Для инженеров проектирование энергоэффективных зданий требует индивидуального подхода и большого количества междисциплинарных знаний. Для проектирования энергоэффективных зданий должен быть использован метод системного анализа как дисциплины, занимающейся проблемами принятия решения в условиях, когда выбор альтернативы требует анализа сложной информации различной физической природы. В нашем случае системный анализ – это совокупность методов и принципов выбора технических параметров системы климатизации и теплозащиты здания, наилучшим образом отвечающих достижению цели, ради которой создается эта система.

Теплоэнергетическое воздействие наружного климата на тепловой баланс здания может быть оптимизировано за счет выбора формы здания, расположения и площадей заполнения световых проемов, регулирования фильтрационных потоков. Например, удачный выбор ориентации и размеров здания прямоугольной формы дает возможность в теплый период года уменьшить воздействие солнечной радиации на оболочку здания и, следовательно, снизить затраты на его охлаждение, а в холодный период - увеличить воздействие солнечной радиации на оболочку здания и уменьшить затраты на отопление. Аналогичные результаты будут получены при удачном выборе ориентации и размеров здания по отношению к воздействию ветра на его тепловой баланс.

Методология проектирования систем отопления, вентиляции, кондиционирования основана на расчетах тепловых и воздушных балансов здания для характерных периодов года. Например, для России этими периодами года являются: наиболее холодная пятидневка, отопительный период, самый жаркий месяц, период охлаждения, расчетный год.

Наибольшая тепловая эффективность по объемно-планировочному решению группы жилых домов точечной, линейной, переметральной и сетчатой схем застройки может быть достигнута за счет включения в ее состав совокупности элементов (блок-квартир, блок-секций или блок-элементов) с различными видами блокировки. Целесообразно применение домов с объемно-планировочными решениями, предусматривающими максимальное увеличение площади этажа и компактности объема здания.

Тепловая эффективность здания зависит от влияния ориентаци здания по сторонам света, теплопотери через фасад здания, ориентированные на направления от северо-западного до северо-восточного, в противоположность фасадам, ориентированным на направления от юго-восточного до юго-западного, не получают заметного притока тепла от солнечного излучения. Поэтому, при проектировании зданий, отличных от прямоугольных планировочной модульной сетки, следует стремиться к тому, чтобы на север была ориентированы наименьшая поверхность фасадов.

В настоящее время в России применяется блок-секционный метод проектирования жилых зданий. Имеется тенденция к увеличению протяженности зданий и к повышению до оптимальной этажности. Увеличение протяженности дома с 4 до 10 секций влечет за собой снижение удельного расхода тепла на отопление до 5-7%; повышение этажности с 9 до 12 этажей - 3-5%; увеличение ширины корпуса с 12 до 15 м. даст 9-10% экономии тепла.

Рационально следует считать такую ориентацию здания, которая обеспечивает максимальное теплопоступление от солнечной радиации в холодный период года. Наименьшие теплопотери происходят у секционных широтных зданий с шириной корпусов до 17 м. Галерейное здание шириной до 15 м. расходует тепла на 3% больше, с шириной корпусв до 13м. на 6%, галерейно-секционное здание шириной до 15 м. на 12%.

Тепловая эффективность зданий при устройстве остекленных лоджий повышается на 8%; при устройстве вентилируемых клапанов в стенах - на 2-3%; при устройстве вентилируемых конструкций заполнения световых проемов - на 5%. Учет направления действия климата и направления преобладающих ветров при определении оптимальных размеров и ориентации здания позволит снизить установочную мощность оборудования и затраты тепловой энергии в холодный период года на 12-15%.

Важно отметить следующее: изменение формы здания или его размеров и ориентации с целью оптимизации влияния наружного климата на его тепловой баланс не требует изменения площадей или объема здания - они сохраняются фиксированными.

Анализ развития энергоэффективных зданий показывает, что архитектура и строительство вступают в совершенно новый этап своей истории, что появление и развитие энергоэффективных зданий есть отражение глобальных проблем развития общества начиная с середины ХХ века со всеми его положительными и отрицательными направлениями поисков. Энергоэффективные здания как симбиоз творчества архитектора и инженера достигают в этом союзе вершин произведения искусства.

Библиографический список.

1. Табунщиков Ю. А., Хромец Д. Ю., Матросов Ю. А. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений. M.: Стройиздат, 1986.

2. Бродач M. M. Изопериметрическая оптимизация солнечной энергоактивности зданий / Гелиотехника 2. Ташкент, 1990.

3. Табунщиков Ю. А., Бродач M. M., Шилкин Н. В. Теплоэнергетические нормативы для теплозащиты зданий. АВОК, 2001, № 4.

4. Пути снижения энергозатрат в системе теплоснабжения здания / Семичева Н. Е., Гнездилова О. А., Кобелев В. Н., Рябуха К. В // Известия ЮЗГУ. 2011. №5-2. С. 97-100.

5. Горшков А. С. Энергоэффективность в строительстве: вопросы нормирования и меры по снижению энергопотребления зданий // Инженерно-строительный журнал. 2010. №1. С.9-13.

Код для цитирования: Скопировать