VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В связи с изменением климата, связанное с глобальном потеплением атмосферы, перед человечеством все острее встает вопрос о перспективах жизни в будущем. Тепловое загрязнение атмосферы также является актуальной экологической проблемой, в связи с тем, что большую часть энергии получают в результате сжигания органического топлива. Большинство людей осознают возникшую проблему исчерпанности природных энергоресурсов и необходимости их сбережения. Основными потребителями энергии выступают:

• жилищно-коммунальное хозяйство;

• промышленные предприятия;

• машиностроение.

Наиболее важным потребителем для нас являются здания, расход энергии которых идет в основном на отопление и охлаждение. Большинство из этих зданий имеют огромный перерасход энергии, это свидетельствует о том, что имеется огромный потенциал по снижению энергозатрат для поддержания требуемых комфортных условий.

Реализация экономии затрат природных энергоресурсов возможна уже на стадии проектирования здания, а именно при разработки объемно-планировочного решения, ориентации здания, его общей конструктивной концепции и т.д. Внутренние температурные условия здания характеризуются климатическими условиями местности, теплозащитными характеристиками ограждающих конструкций, даже формой и размером здания.

В задаче создания благоприятного микроклимата, целесообразно рассматривать среднюю температуру воздуха в здании и его помещениях. Тогда тепловой режим здания характеризуется среднемассовой температурой воздуха в здании и усредненной температурой всей массы ограждений здания и находящихся внутри него предметов.

В каждом отдельном помещении тепловое состояние формируется за счет тепломассообменных процессов этого воздуха с ограждающими конструкциями и воздухообмена вентиляции. В жилых зданиях на суточное колебание внутренней температуры оказывают влияние температура наружного воздуха, соответственно и температура конструкций, интенсивность солнечной радиации, скорость и направление ветра, поступление от людей, освещения, бытовых приборов и др.

Поступление наружного воздуха вызывает изменения внутреннего теплового состояния здания. Неорганизованное поступление мелких струй воздуха происходит через неплотности стыков между оконных проемов и ограждающих конструкций. При контакте потоков воздуха с элементами конструкций, он претерпевает значительные изменения, то есть нагревается. Если эти ограждения нагреты по средствам солнечной радиации, то нагревание мелких приточных струй окажется солнечным. Так же возможно использование солнечных установок с попутным использованием теплоты отработанного (удаляемого) воздуха.

В теплый период года организованная подача воздуха в помещения позволяет охлаждать его по средствам, так называемой, аккумуляции холода. Особенно это актуально для зданий, расположенных в районах с сухим и жарким климатом, что обеспечивает снижение подачи холода в теплый период.

Динамика суточного теплового состояния здания такова, что почти всегда имеется некоторая разница суммарных потерь и поступлений теплоты (теплонедостатков и теплоизбытков), означающая, что отсутствует среднесуточная компенсация потерь и поступлений теплоты в здании.

Такой подход к рассмотрению теплового режима здания позволит представить все его особенности, как круглогодичные режимы энергообеспечения микроклимата. Весь годовой цикл можно разделить на несколько зон, в которых наблюдаются разные типы состояния энергообеспечения здания. К каждой зоне можно составить свое уравнение теплового баланса, относительно которого определится необходимость искусственной подачи теплоты или холода, а именно, можно осуществлять режимы прерывистого отопления в целях энергосбережения, нагревание с помощью дневного проветривания, прерывистое охлаждение, только в самые жаркие часы дня, охлаждение с помощью ночного проветривания и др.

Таким образом энергоэффективность здания, заключается в способности гармонизации потерь и избытков внутренних и внешних тепловых воздействий, а именно к их взаимокомпенсации. Требуется чтобы недостатки тепловой энергии и избытки теплоты были минимальными. Снижение количества потребляемого топлива для обеспечения благоприятных условий внутреннего микроклимата зданий, приводит к снижению выделяемых «парниковых» и других газов в процессе его сжигания, защите окружающей нас природы и воды.

Список используемой литературы:

1. Богословский В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). – М.: Высшая школа, 1982. – 415с.

2. Богословский В.Н. Тепловой режим здания. – М.: Стройиздат. 1979. - 278 с.

3. Боронбаев Э.К. Повышение энергоэффективности зданий: предпосылки, теория, практика. – Бишкек: Кыргызстан, 2004. – 258с.