матриалы. направления энергосбережения а гражданских зданиях. Направления энергосбережения в гражданских зданиях
 Скачать 22.63 Kb.
|
Министерство Образования Республики Казахстан Международная Образовательная Корпорация Казахская Головная Архитектурно-Строительная Академия Факультет Общего Строительства Реферат По дисциплине: Проектирование и стр.энергоэффективных зданийТема : «Направления энергосбережения в гражданских зданиях» Выполнила: ст.гр. СТР (РПЗС) 17-3 Бектурганов Ерболат Проверил: ассоц.проф. Таубалдиева А.С.Алматы 2020 Направления энергосбережения в гражданских зданиях Высокопотенциальные виды энергии (солнечная радиация, энергия ветра), суточные и сезонные изменения температуры можно и необходимо использовать для поддержания необходимых условий в помещении, низкопотенциальные источники тепловой энергии, получаемые в результате переработки высокопотенциальной нергии (вода t 30 0С контуров охлаждения конденсаторов ТЭЦ и АЭС) - для сокращения потребления электрической и тепловой энергии. Энергопотребление можно снизить путем автоматизации тепловых сетей, систем отопления, увеличения теплозащиты зданий. По действующему строительному законодательству (СНиП 2.04.05-91 “Отопление, вентиляция, кондиционирование”; СНиП II-3-79* “Строительная теплотехника”; мгсн 2.01-99 “Энергосбережение в зданиях”; ТСН 23-304-99 “Энергосбережение в зданиях”) в основе проектирования отопительно-вентиляционных систем лежит показатель удельного энергопотребления q (кВт·ч/м2) за отопительный период. Нормы предусматривают меры, существенно снижающие потребление тепла, такие, как усиленная теплозащита непрозрачных ограждающих конструкций, автоматическое регулирование теплоотдачи отопительных приборов, пофасадное регулирование теплоотдачи систем отопления. Снижения энергопотребления можно достичь путем рационального планирования, которое состоит в выборе таких формы и габаритов здания, чтобы площадь наружных ограждений была минимальной при максимальном объеме помещения. Этому условию идеально соответствуют кубическая и шарообразная формы. Строительство зданий кубической формы ограничено требованием СНиПов - обязательное освещение лестничной клетки дневным светом. В случае размещения лестничной клетки в массиве дома возможно ее освещение с помощью зенитного фонаря. Однако габариты лестничной клетки необходимо увеличить по сравнению с нынешними, чтобы между маршами осталось свободное пространство для освещения нижних этажей. Опыт показывает, что нормы по освещению нижних этажей (даже если зенитный фонарь будет занимать весь потолок лестничной клетки) можно соблюдать только в трех- и четырехэтажных зданиях. Поэтому рекомендация больше подходит для коттеджей. Здание должно иметь, по возможности, минимум наружных углов, обладающих повышенной теплоотдачей по сравнению с гладкой стеной. Эту проблему можно решить путем устройства утепленного скоса внутренней поверхности угла. Такая конструкция применялась в одной из серий панельных домов, построенных в 80-е годы. Планировка здания должна предусматривать с северной стороны вспомогательные помещения с пониженной расчетной температурой наружного воздуха и уменьшенной площадью остекления, что уже применялось в жилых зданиях массовой застройки. Указанные требования в полной мере можно выполнить только при сооружении коттеджей, в зданиях массовой застройки - лишь частично, так как их планировка определяется проектом микрорайона. Требования могут выполняться для зданий, ориентированных в направлении “север-юг”. Для них нормы ТСН 23-304-99 и МГСН 2.01-93 предусматривают пофасадное регулирование систем отопления. В настоящее время уделяется повышенное внимание теплозащите стен и окон. Для Москвы нормы МГСН 2.01-99 и ТСН 23-304-99 устанавливают термическое сопротивление стен, например, жилых зданий 3,16 м2·0С/Вт. Для окон термическое сопротивление оставлено практически без изменений (0,54 м2·0С/Вт), хотя в промышленности давно освоено их производство с сопротивлением Ј 1,5 м2·0С/Вт. Новые конструкции окон в настоящее время устанавливают как в новостройках, так и в старых зданиях. Они обладают повышенной герметизацией, и потому их способность пропускать в помещение наружный воздух для вентиляции ограничена. Это ставит под сомнение принятую в соответствии с действующими нормами схему вентиляции жилых зданий с естественным побуждением и притоком сквозь неплотности окон. В некоторых конструкциях предусмотрены отверстия или щели для инфильтрационного притока. Однако инфильтрационное сопротивление этих устройств неизвестно, поэтому целесообразно вернуться к практике его экспериментального определения. Отсутствие указанных данных делает бесполезным раздел № 5 “Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций” СНиП II-3-79* “Строительная теплотехника”. Наружная поверхность стен и окон подвергается воздействию не только температуры, но и солнечной радиации. Зимой ограждения должны эффективно защищать от теплопотерь, в летний период - от теплопоступлений. Если они удовлетворяют этим требованиям, существенно снижается нагрузка на системы отопления и вентиляции. По отношению к окнам эта двойная функция в течение веков осуществлялась традиционными способами. На зиму устанавливались дополнительные рамы, а притворы оклеивались бумагой. Летом окна прикрывались ставнями, защищая помещение от рассеянной солнечной радиации. Чтобы обеспечить минимальную освещенность помещений, сейчас роль ставен выполняют жалюзи. Непрозрачные ограждения должны удовлетворять тем же требованиям: отражение солнечной радиации летом и поглощение ее зимой (в период резкого похолодания интенсивность солнечной радиации, поступающей на вертикальные поверхности, максимальна). Для снижения теплопоступлений летом в конструкции окна необходимо предусмотреть дополнительное остекление, образующее воздушную прослойку, в которой можно разместить пластмассовые жалюзи или солнцеотражающую прозрачную пленку, скатываемую зимой в рулон. Зимой эта прослойка должна быть герметичной, летом - для удаления тепла солнечной радиации - вентилируемой. Способность стен эффективно поглощать солнечную радиацию в холодный период года можно существенно повысить путем размещения на наружной поверхности прозрачной теплоизоляции. Пройдя сквозь нее, солнечная радиация достигает непрозрачного слоя и нагревает его. Это тепло не поглощается наружным воздухом благодаря значительному термическому сопротивлению прозрачной изоляции. Температурный градиент в толще стены уменьшается, сокращаются теплопотери. В настоящее время известен материал, основой которого является прозрачная поликарбамидная пленка. Он бывает трех типов. Первый представляет собой капиллярную структуру, выполненную из прозрачной поликарбонатной пленки толщиной 0,1 мм с диаметром капилляров 0,8 мм и стандартной длиной капилляров 20 и 40 мм. Торцы капилляров запаяны той же пленкой. Второй - аналогичная конструкция сотовой структуры, а третий - аэрогель, который представляет собой спаянные друг с другом воздушные пузырьки в оболочке из поликарбонатной пленки. Материал подвержен механическим воздействиям, поэтому на прозрачную теплоизоляцию накладывается листовое стекло. Подобная конструкция хороша для зимы, летом аккумуляция солнечной радиации наружной стеной вредна. Между прозрачной теплоизоляцией и непрозрачным слоем необходимо предусмотреть воздушную прослойку, в которой можно поместить штору из пленки, отражающей солнечные лучи, или пластмассовые жалюзи. Штору можно также повесить снаружи. Автоматическое поддержание требуемой температуры в помещении является еще одним способом экономии энергии, так как позволяет использовать бытовые тепловыделения, доля которых в тепловом балансе постоянно возрастает. Размер бытовых и теплопоступлений от солнечной радиации индивидуален для каждой комнаты и не может быть учтен централизованным регулированием. На это обстоятельство указывает нормативный документ СНиП 2.04.05-91, требующий возле отопительных приборов в жилых и общественных зданиях устанавливать автоматические терморегуляторы. Большое распространение получили термостатические регулировочные вентили сильфонного типа: проходные, угловые и трехходовые. Они позволяют монтировать одно- и двухтрубные горизонтальные поквартирные отопительные системы. Необходимо применять вентили с наименьшей величиной гистерезиса (способность вентиля реагировать на различные температуры в зависимости от того, охлаждается сильфонный привод или нагревается). Если в помещении несколько отопительных приборов, сильфонный вентиль устанавливается один. Поверхность отопительного прибора, теплоотдача которого регулируется автоматически, должна, по возможности, составлять не менее 30 % от общей поверхности приборов, установленных в помещении. Этого достаточно для поддержания требуемой температуры. Прочие отопительные приборы оборудуются неавтоматической запорно-регулирующей арматурой для ручного регулирования. Время достижения сильфонным приводом состояния равновесия с окружающей средой должно быть минимальным. Рациональная планировка Снижения энергопотребления можно достичь путем рационального планирования, которое состоит в выборе таких формы и габаритов здания, чтобы площадь наружных ограждений была минимальной при максимальном объеме помещения. Этому условию идеально соответствуют кубическая и шарообразная формы. Строительство зданий кубической формы ограничено требованием СниП – обязательное освещение лестничной клетки дневным светом. В случае размещения лестничной клетки в массиве дома возможно ее освещение с помощью зенитного фонаря. Однако тогда габариты лестничной клетки необходимо увеличить, чтобы между маршами осталось свободное пространство для освещения нижних этажей. Опыт показывает, что нормы по освещению нижних этажей (даже если зенитный фонарь будет занимать весь потолок лестничной клетки) можно соблюдать только в трех- и четырехэтажных зданиях. Поэтому рекомендация больше подходит для коттеджей. Здание должно иметь, по возможности, минимум наружных углов, обладающих повышенной теплоотдачей, по сравнению с гладкой стеной. Эту проблему можно решить путем устройства утепленного скоса внутренней поверхности угла. Такая конструкция применялась в одной из серий панельных домов, построенных в 80-е годы прошлого века. Планировка здания должна предусматривать с северной стороны вспомогательные помещения с пониженной расчетной температурой наружного воздуха и уменьшенной площадью остекления, что уже применялось в жилых зданиях массовой застройки. Указанные требования в полной мере можно выполнить только при сооружении коттеджей, в зданиях массовой застройки – лишь частично, так как их планировка определяется проектом микрорайона. Требования могут выполняться для зданий, ориентированных в направлении «север–юг». Для них нормы ТСН 23-304-99 и МГСН 2.01-93 предусматривают пофасадное регулирование систем отопления. Стены и окна В настоящее время уделяется повышенное внимание теплозащите стен и окон. Новые конструкции окон с повышенным термическим сопротивлением в настоящее время устанавливают как в новостройках, так и в старых зданиях. Они обладают повышенной герметизацией, и потому их способность пропускать в помещение наружный воздух для вентиляции ограничена. Это ставит под сомнение принятую в соответствии с действующими нормами схему вентиляции жилых зданий с естественным побуждением и притоком сквозь неплотности окон. В некоторых конструкциях предусмотрены отверстия или щели для инфильтрационного притока. Однако инфильтрационное сопротивление этих устройств неизвестно, поэтому целесообразно вернуться к практике его экспериментального определения. Отсутствие указанных данных делает бесполезным раздел № 5 «Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций» СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника». Наружная поверхность стен и окон подвергается воздействию не только температуры, но и солнечной радиации. Зимой ограждения должны эффективно защищать от теплопотерь, в летний период – от теплопоступлений. Если они удовлетворяют этим требованиям, существенно снижается нагрузка на системы отопления и вентиляции. По отношению к окнам эта двойная функция в течение веков осуществлялась традиционными способами. На зиму устанавливались дополнительные рамы, а притворы оклеивались бумагой. Летом окна прикрывались ставнями, защищая помещение от рассеянной солнечной радиации. Чтобы обеспечить минимальную освещенность помещений, сейчас роль ставен выполняют жалюзи. Непрозрачные ограждения должны удовлетворять тем же требованиям: отражение солнечной радиации летом и поглощение ее зимой (в период резкого похолодания интенсивность солнечной радиации, поступающей на вертикальные поверхности, максимальна). Для снижения теплопоступлений летом в конструкции окна необходимо предусмотреть дополнительное остекление, образующее воздушную прослойку, в которой можно разместить пластмассовые жалюзи или солнцеотражающую прозрачную пленку, скатываемую зимой в рулон. Зимой эта прослойка должна быть герметичной, летом – для удаления тепла солнечной радиации – вентилируемой. Способность стен эффективно поглощать солнечную радиацию в холодный период года можно существенно повысить путем размещения на наружной поверхности прозрачной теплоизоляции. Пройдя сквозь нее, солнечная радиация достигает непрозрачного слоя и нагревает его. Это тепло не поглощается наружным воздухом благодаря значительному термическому сопротивлению прозрачной изоляции. Температурный градиент в толще стены уменьшается, сокращаются теплопотери. В настоящее время известен материал, основой которого является прозрачная поликарбамидная пленка. Он бывает трех типов. Первый представляет собой капиллярную структуру, выполненную из прозрачной поликарбонатной пленки толщиной 0,1 мм с диаметром капилляров 0,8 мм и стандартной длиной капилляров 20 и 40 мм. Торцы капилляров запаяны той же пленкой. Второй – аналогичная конструкция сотовой структуры, а третий – аэрогель, который представляет собой спаянные друг с другом воздушные пузырьки в оболочке из поликарбонатной пленки. Материал подвержен механическим воздействиям, поэтому на прозрачную теплоизоляцию накладывается листовое стекло. Подобная конструкция хороша для зимы, летом аккумуляция солнечной радиации наружной стеной вредна. Между прозрачной теплоизоляцией и непрозрачным слоем необходимо предусмотреть воздушную прослойку, в которой можно поместить штору из пленки, отражающей солнечные лучи, или пластмассовые жалюзи. Штору можно также повесить снаружи. Автоматизация Автоматическое поддержание требуемой температуры в помещении является еще одним способом экономии энергии, так как позволяет использовать бытовые тепловыделения, доля которых в тепловом балансе постоянно возрастает. Размер бытовых и теплопоступлений от солнечной радиации индивидуален для каждой комнаты и не может быть учтен централизованным регулированием. На это обстоятельство указывает нормативный документ СНиП 2.04.05-91, требующий возле отопительных приборов в жилых и общественных зданиях устанавливать автоматические терморегуляторы. Большое распространение получили термостатические регулировочные вентили сильфонного типа: проходные, угловые и трехходовые. Они позволяют монтировать одно- и двухтрубные горизонтальные поквартирные отопительные системы. Необходимо применять вентили с наименьшей величиной гистерезиса (способность вентиля реагировать на различные температуры в зависимости от того, охлаждается сильфонный привод или нагревается). Если в помещении несколько отопительных приборов, сильфонный вентиль устанавливается один. Поверхность отопительного прибора, теплоотдача которого регулируется автоматически, должна, по возможности, составлять не менее 30% от общей поверхности приборов, установленных в помещении. Этого достаточно для поддержания требуемой температуры. Прочие отопительные приборы оборудуются неавтоматической запорно-регулирующей арматурой для ручного регулирования. Время достижения сильфонным приводом состояния равновесия с окружающей средой должно быть минимальным. |