Эко дома, пассивы. Диссер пассив. Основные принципы проектирования пассивных домов

• Название: Основные принципы проектирования пассивных домов
• Анкор: Эко дома, пассивы
• Дата: 15.02.2022
• Размер: 0.58 Mb.
• Имя файла: Диссер пассив.docx
• Тип: Документы; #363106

Основные принципы проектирования пассивных домов

Солнечные батареи для дома отзывы

Многие жители нашей страны успели опробовать экологичные технологии, такие как альтернативное отопление, энергоснабжение, экономичные дома. Солнечные генераторы, разумеется, также привлекли повышенное внимание украинцев. Следует отметить, что отзывы о работе коллекторов различные. Кто-то остался доволен полученными преимуществами, а кто-то посчитал, что минусы превышают плюсы.  

Стоит отметить, что многие поделившиеся своим мнением об энергоэффективности такого решения используют панели, как вспомогательный источник энергии. Пользователи отмечают, что это значительно лучший вариант, нежели дизельные или бензогенераторы. Во-первых, работа батарей постоянна, их не нужно включать и выключать. Во-вторых, полностью отсутствует какой-либо шум, в то время, как установки на жидком топливе слышно на всю округу. В третьих, нет неприятного выхлопа и не приходится дышать вредными газами.

Также люди, использующие панели, как дополнительный источник питания, сооружают себе вторую электролинию в доме. Таким образом, удается существенно уменьшить счета за свет. Аккумуляторы обеспечивают жилье параллельно централизованному снабжению. Соответственно, платить за коммунальные услуги можно значительно меньше. Особенно это актуально для людей, использующих электрокотлы, электропечи и обогреватели, которые требуют несколько тысяч киловатт в месяц.

Однако далеко не все так радужно. Фотонная энергия имеет и свои недостатки. Главный из них – низкая мощность генераторов. Для того чтобы запитать небольшую дачу с минимальным количеством электроприборов хватит и нескольких фотоэлементов. Но чтобы сделать энергоснабжение дома полностью автономным, требуется не одна солнечная панель, цена достаточного количества элементов высока. В таком случае использование энергии главной звезды нашей системы неоправданно.

Еще один нюанс – необходимость покупки дополнительного оборудования. Система будет функционировать при наличии контроллера, достаточного количества АКБ и преобразователя (базово аккумулятор дает постоянный ток, а энергосети рассчитаны на переменный). Как правило, все это продается комплектом, однако опять же, все упирается в финансовый вопрос.

Альтернативная энергетика должна проникнуть в каждый дом! Несмотря на то что солнечные батареи для частного дома, в большинстве случаев, используют в качестве вспомогательного источника энергии, их установка помогает уменьшить ежемесячный чек за свет. Если вы желаете оборудовать свое жилье, дачу или гараж панелями, компания DOMRIY спроектирует, установит и подключит устройства. Специалисты обладают богатым опытом в сфере альтернативной электроэнергетики, поэтому мы гарантируем высокое качество монтажа и технического обслуживания устройств.

Выбирая проект для будущего дома, необходимо сразу же определиться с типом крыши. Это решение является важнейшим, поскольку от него, во многом, зависят сроки строительства, затраты и дальнейшая эксплуатация строения. Наверняка каждый знает стандартные виды крыш: односкатная, двускатная, трехскатная, четырехскатная. Каждый вариант обладает положительными и отрицательными сторонами, и зачастую заказчик предпочитает классику.

Говоря об односкатном типе, большинство людей подумает о хозяйственных и вспомогательных постройках: гаражах, садовых домиках, банях, но никак не о капитальном жилом доме. А зря, ведь такое решение широко распространилось в американских и европейских городах, в Украине оно лишь набирает популярность. Если вы желаете воплотить в жизнь такую конструкцию, вам понадобится проект с подробным техническим описанием. Специалисты компании DOMRIY выполнят проектирование и помогут с обустройством стропильной системы, расчетом угла наклона и другими нюансами.





Существует два типа домов –  активный и пассивный дом:

Активный дом (англ. Active House) – это комплекс решений, ставящий перед собой целью создание максимального комфорта и качества проживания путём эффективного использования природных энергоресурсов и современных технологий. Базовым параметром Активного дома является объединение решений, разработанных институтом Пассивного дома (Германия), и технологий «Умного дома». Благодаря этому удаётся создать дом, который не только тратит мало энергии, но ещё и грамотно распоряжается той незначительной, которую вынужден потреблять.

Активный дом – это дом, способный снабдить энергией и теплом не только себя, но и гостевой дом, баню и обслужить бассейн. Первый в мире Активный дом построен в Дании, и он, помимо того, что потребляет мало энергии, как Пассивный дом, так ещё и вырабатывает её столько, что может отдавать её в центральную сеть, за что в большинстве стран можно получать деньги. Таким образом, дом становится источников дохода, а не затрат [2].

Пассивный дом, энергоэффективный дом или экодом (нем. Passivhaus, англ. passive house) – это сооружение, основной особенностью которого является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление – в среднем около 10 % от удельной энергии на единицу объёма, потребляемой большинством современных зданий [3].

Главной особенностью таких домов являются высокие показатели теплоизоляции, которые достигаются путем использования лучших теплоизоляционных материалов, использованием рекуператоров тепла для вентиляции, которые предотвращают потерю теплого воздуха через вент каналы, так же соблюдается высокая герметичность здания.

Немаловажную роль играют автономные источники энергии, не зависящие от городской сети, а в некоторых случаях способные сбрасывать в нее излишки энергии (в России пока не реализовано). Источниками энергии в таких домах могут быть: солнечные коллекторы, солнечные колодцы, рекуператоры тепла, тепловые насосы; также в полной мере

Таблица 1

Характеристики  индивидуального жилого дома

№ п/п	Показатель	Обозначение показателя и единицы из-мерения	Нормативное значение показателя	Расчетное (проектное) значение показателя	Фактическое значение пока-зателя
Геометрические показатели
	Общая площадь наружных ограждающих конструкций здания В том числе: стен окон и балконных дверей входных дверей чердачных перекрытий пола по грунту	Aw, м2	-	410,9	410,9
		AF, м2	-	38,7	38,7
		Aed, м2	-	3,8	3,8
		Af, м2	-	129,3	129,3
2	Общая площадь	Al, м2		282,3	282,3
3	Расчетная площадь	Al, м2		254,7	254,7
4	Отапливаемый объем	Vh, м2		931,59	931,59
5	Коэффициент остеклен- ности фасада здания	f		0,23	0,23
6	Показатель компактности здания	kedes		0,354	0,354
Теплоэнергетические показатели: Теплотехнические показатели
7	Приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений: стен окон входных дверей перекрытий чердачных перекрытий над неотапливаемыми подвалами и подпольями	R0r, м2.0С/Вт
		Rw	2,91	1,35	1,35
		RF	0,48	0,58	0,58
		Red	0,48	0,58	0,58
		Rc	3,29	1,746	1,746
		Rf	3,29	1,234	1,234
8	Приведенный коэффициент теплопередачи здания	Kmtr, Вт/(м2.0С)	-	0,844	0,844
9	Кратность воздухообмена здания за отопительный период	na, ч-1		0,35	0,35
10	Удельная вентиляционная характеристика здания	Kвент Вт/(м3.0С)		0,28	0,28
11	Условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции	Kmint, Вт/(м2.0С)		0,284	0,284
12	Общий коэффициент теплопередачи здания	Km, Вт/(м2.0С)		0,804	0,804
Теплоэнергетические показатели: Энергетические показатели
13	Общие теплопотери через ограждающую оболочку здания за отопительный период	Qh, МДж		683179	683179
14	Удельные бытовые теплопотери в здании	Q int,Вт/м2		2	2
15	Бытовые теплопоступления в здания за отопительный период	Q int , МДж		77891	77891
16	Теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный период	Qs , МДж		34245	34245
17	Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период	Qhv , МДж		652620	652620

используются солнечные лучи, попадающие в помещение через оконные проемы, использование геотермальной вентиляции. В активных домах, также называемых «умный дом», используются датчики и центральный компьютер. Датчики контролируют температуру, влажность, состав воздуха в помещении, отправляют эти данные на центральный компьютер, а тот в свою очередь открывает или закрывает окна, вентиляционные каналы, повышает или понижает температуру теплоносителя и контролирует другие элементы дома. Также контролирует расход электроэнергии бытовыми приборами и учитывает излучаемое или тепло.

Некоторые системы, которые влияют на энергоэффективность здания: 1) улучшенная теплоизоляция; 2) вентиляция: а) геотермальная вентиляция; б) рекуператоры тепла; 3) солнечная энергия:  а) солнечные коллекторы; б) солнечные колодцы; 4) оконные проемы; 5) система управления зданием;  6) ориентация здания относительно сторон света.

Цель данной  исследовательской работы – расчет  энергоэффективности индивидуального жилого дома. Исследования были проведены расчетным методом. По заранее известным характеристикам изучаемого здания, представленным в таблице 1.

1.1 Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период  , кДж/( °С сут) определяется по формуле:

[1]

Где  – расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода, МДж;

 – отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений,  ;

 – градусо-сутки отопительного периода, °С сут.

=   =20.7 кДж/(  °С сут) [2]

1.2 Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода   МДж  определяется по формуле:

  [3]

Где   – общие теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции, МДж, определяемые по п.1.3;

 – бытовые теплопоступления в течение отопительного периода, МДж, определяемые по п.1.6;

 – теплопоступления через окна от солнечной радиации в течение отопительного периода, МДж, определяемые по п.1.7;

 – коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций,  ;

 – коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления,  ;

 – коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения, 

= [137207 – (48414 + 33310) 0,8 x 0,5] 1,13= 118105 МДж [4]

1.3 Общие теплопотери здания  МДж за отопительный период определяется по формуле:

=0,0864    [5]

Где   – общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м2 °С), определяемый по формуле:

  [6]

 – приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания, Вт/(м2 °С), определяемый по формуле:



 – площадь, м2, и приведенное сопротивление теплопередаче, Вт/(м2 °С), наружных стен (за исключением проемов);

 – то же, заполнений светопроемов (окон, стеклопакетов)

 – то же, наружных дверей и ворот;

 – то же, покрытий;

 – то же, полов по грунту

 – общая площадь внутренних поверхностей наружных ограждающих конструкций, м2;

 – условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции Вт/(м2 °С), определяемый по формуле:



Где с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг °С),

 – коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций, принимается  ;

 – средняя плотность приточного воздуха за отопительный период кг/м3.



Na – средняя плотность воздухообмена здания за отопительный период, ч-1, определяемый по п 1,4.;

 – расчетная средняя температура воздуха здания, °С

 – расчетная средняя температура наружного воздуха в холодный период года, °С, принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.



 

=  = 0,1154 Вт/  °С) [11]

     Вт/  °С) [12]

Вт/  °С) [13]

 

 [14]

1.4 Приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений:

 °С) [15]

+   [16]

Где   –  коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/  °С).

 – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/  °С).

 термическое сопротивление слоя однородной части фрагмента   °С)/Вт, определяется для невентилируемых воздушных прослоек по таблице Е.1, для материальных слоев по формуле:



 – толщина слоя, м;

 – теплопроводность материала слоя Вт/  °С).

Наружные стены: °С)/Вт

     °С)/Вт  [17]

Оконные блоки:  °С)/Вт

Входные двери при отсутствии сертификационных испытаний и наличии теплого тамбура, принимаем:  °С)/Вт

Перекрытие (кровля):   °С)/Вт

1.5 Средняя кратность воздухообмена жилой части здания за отопительный период

Nв1=   = =0.44 ч-1 [18]

Где βv – коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций.

1.6 Бытовые теплопоступления в течение отопительного периода  , МДж



Где   – величина бытовых тепловыделений на 1 м2 площади жилых помещений – или расчетной площади общественного здания, Вт/м2

 – продолжительность, сут, отопительного периода для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С, с учетом рабочих дней в течение отопительного периода;

 – то же, что и в п. 1.4

0,0864х10х220х254,7х48414 [20]

1.7 Теплопоступления через окна от солнечной радиации в течение отопительного периода  , МДж, для двух фасадов здания, ориентированных по двум направлениям, определяются по формуле:

  [21]

Где   – коэффициент, учитывающий затенение светового проема окон непрозрачными элементами заполнения.

         – площадь светопроемов фасадов здания, соответственно ориентированных по двум направлениям, м2

835 МДЖ/ =1984 МДЖ/ 43 МДЖ/  

0,75х0,65х(835х12,4+835х15,5+1984х4,95+43х4,95)= 16248 [22].

1.8 Определение энергетической эффективности здания

Величина расчетного удельного расхода тепловой энергии на отопление здания в процентах от нормируемого удельного расхода тепловой энергии на отопление здания:



х100% = 66,7 %  [24]

Величина отклонения расчетного значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания от нормируемого: 66,7 %-100 % = -33,3%

Это соответствует классу энергетической эффективности здания – Высокий (класс В).

По результатам этого же расчета для здания с такими же геометрическими параметрами, с тем же количеством окон и находящегося в той же точке, но с показателями энергоэффективности как у обычного здания, мы получим класс энергоэффективности  D.  Строения с таким классом менее пригодны для жилья, требуют больших вложений для поддержания уютного микроклимата внутри помещений, нежели здания, которым присвоен класс В. Здания с классом энергоэффективности В практически не требуют энергии от городских сетей, а значит, затраты на содержание сведены к минимуму. Единственный минус – стоимость строительства выше примерно на 10 % по сравнению с обычным строительством, но это окупается за первые несколько лет эксплуатации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авезов, Р.Р. Системы солнечного тепло- и хладоснабжения / Р.Р. Авезов, М.А. Барский-Зорин, И.М. Васильев и др.; Под ред. Э.В. Сарнацкого и С.А. Чистовича. – М.: Стройиздат, 1990. – 328 с.: ил.

2. Амерханов, Р.А. Оптимизация сельскохозяйственных энергетических установок с использованием возобновляемых видов энергии / Р.А. Аменханов. – М.: КолосС, 2003. – 532 с.

3. Германович, В. Альтернативные источники энергии. Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды, земли, биомассы / В. Германович, А. Турулин. – СПб.: Наука и техника, 2011. – 320 с.

4. Гибилиско, С. Альтернативная энергетика без тайн / С. Гибилиско. – М.: Эксмо, 2010. – 368 с.

5. Голицын, М.В. Альтернативные энергоносители / М.В. Голицын, А.М. Голицын, Н.В. Пронина. – М.: Наука, 2004. – 159 с.

6. ГОСТ 25380-2014. Здания и сооружения. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции. – М.: Стандартинформ, 2015. – 8 с.

7. ГОСТ 31167-2009. Здания и сооружения. Методы определения воздухопроницаемости ограждающих конструкций в натурных условиях. – М.: Стандартинформ, 2011. – 16 с.

8. ГОСТ Р 54852-2011. Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций. – М.: Стандартинформ, 2012. – 15 с.

9. Даффи, Д. Основы солнечной теплоэнергетики / Д. Даффи, У. Бекман. – Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2013. – 888 с.

10. Документация. Расчёт теплового потока на примере трубы TEBO technics // Полипропиленовые трубы и фитинги. URL: http://www.tebo.ru/ support/docum/ (дата обращения: 29.10.2017).

11. Евсюков, А.А. Электротехника / А.А. Евсюков. – М.: Просвещение, 1979. – 248 с.

12. Елистратов, В.В. Использование возобновляемой энергии / В.В. Елистратов. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. – 224 с.

13. Инструкция по проектированию. Основные сведения о тепловых насосах. – М.: Viessmann, 2010. – 20 с.

14. Каменев, П.Н. Вентиляция / П.Н. Каменев, Е.И. Тертичник. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2011. – 632 с.

15. Кацман, М.М. Расчет и конструирование электрических машин / М.М. Кацман. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 360 с.

16. Крупнов, Б.А. Отопительные приборы, производимые в России и ближнем зарубежье: научно-популярное издание. – М.: Изд-во АСВ, 2015. – 176 с.

17. Лосюк, Ю.А. Нетрадиционные источники энергии / Ю.А. Лосюк, В.В. Кузьмич. – Минск: УП «Технопринт», 2005. – 234 с.

18. Мирам, А.О. Техническая термодинамика. Тепломассообмен / А.О. Мирам, В.А. Павленко. – М.: Издательство АСВ, 2011. – 352 с.

19. Настольная книга проектировщика. – Вена: Герц Арматурен ГмБх, 2008. – 192 с. 105

20. Обозов, А.Д. Возобновляемые источники энергии / А.Д. Обозов, Р.М. Ботпаев. – Бишкек.: КГТУ, 2010. – 218 с.

21. Отопление и охлаждение помещения поверхностью пола, стен и потолка. – М.: – Вена: Герц Арматурен ГмБх, 2010. – 56 с.

22. Развитие солнечных технологий в Мире. Информационная справка. ФГБУ Аналитический центр при Правительстве РФ, 2013. – 9 с.

23. Распределители для систем подпольного отопления. Штанговые распределители. – М.: Herz Armaturen. – 6 с.

24. Рассольно-водяные тепловые насосы для отопления и горячего водоснабжения. – Киев.: Роберт Бош Лтд, 2009. – 95 с.

25. Рекомендации по применению литых под давлением алюминиевых секционных радиаторов т. м. «Fondital» и «Nova Florida» новой серии S5, серии Super и Super Aleternum, изготавливаемых итальянской компанией «Fondital S.p.A.». – М.: НТФ ООО «Витатерм», 2010. – 44 с.

26. Рекомендации по применению отопительных приборов медно-алюминиевых конвекторов серии «Бриз». – Кирмы: ООО КЗТО «Радиатор». – 31 с.

27. Рекомендации по применению стальных панельных радиаторов «PRADO». – М.: НТФ ООО «Витатерм», 2014. – 50 с.

28. Система внутреннего холодного и горячего водоснабжения и отопления. – М.: Ekoplastik, 2013. – 28 с.

29. Системы электрического отопления. – М.: ООО «ЭнстоРус», 2015. – 48 с.

30. Сканави, А.Н. Отопление / А.Н. Сканави, Л.М. Махов. – М.: Издательство АСВ, 2008. – 576 с.

31. СП 13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. – М.: Госстрой России, 2003. – 26 с.

32. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий. – М.: ОАО ЦНИИПромзданий, 2004. – 139 с.

33. СП 31-106-2002. Проектирование и строительство инженерных систем одноквартирных жилых домов. – М.: ФГУП ЦПП, 2002. – 22 с.

34. СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. – М.: ФАУ «ФЦС», 2012. – 95 с.

35. СП 55.133330.2016. Дома жилые одноквартирные. Актуализированная редакция СНиП 31-02-2001. – М.: Стандартинформ, 2016. – 34 с.

36. СП 60.13330.2012. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003. – М.: ФАУ «ФЦС», 2012. – 75 с.

37. СП 230.1325800.2015. Конструкции ограждающие зданий. Характеристики теплотехнических неоднородностей. – М.: ФАУ «ФЦС», 2015. – 72 с.

38. СТО 501-52-01-2007. Проектирование и возведение ограждающих конструкций жилых и общественных зданий с применением ячеистых бетонов в Российской Федерации. – М.: Ассоциация строителей России, 2007. – 40 с.

39. Теплый плинтус: паспорт изделия. – М.: ООО «Орион», 2017 – 10 c. 106

40. Терморегулирующая и запорная арматура. Памятка монтажника. – М.: Herz Armaturen. – 72 с.

41. Файст, В. Основные положения по проектированию пассивных домов. – М.: Издательство ассоциации строительных вузов. – 144 с.

42. Шпаннеберг, Х. Электрические машины: 1000 понятий для практиков / Х. Шпаннеберг. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 252 с.

43. Энергосберегающие отопительные конвекторы с автоматическими терморегуляторами Danfoss. Каталог-рекомендации. – М.: ООО «Данфосс», 2011. – 27 с.

44. Яушоветц, Р. Гидравлика – Сердце водяного отопления / Р. Яушоветц. – Вена: Герц Арматурен ГмБх, 2005. – 198 с.

45. AWADUKT THERMO. Грунтовые теплообменники системы вентиляции. Техническая информация. – М.: Rehau, 2009. – 40 с.

46. Byggforskserien [Электронный ресурс] // SINTEF Byggforsk Kunnskapssystemer. URL: https://bks.byggforsk.no/DrillDown.aspx?sectionId=2&portalMenuId=0&nodeId=2 (дата обращения: 18.05.2015).

47. Chiras, D. Wind Power. Basics / D. Chiras. – Gabriola Island, Canada: New Society Publishers, 2010. – 180 p.

48. E-126 EP8 [Электронный ресурс] / Enercon. Energy for the World. URL: http://www.enercon.de (дата обращения: 12.08.2015).

49. Ground-air heat exchanger systems. Carclaze community primary school, st austell, cornwall. – London: Rehau, 2009. – 2 с.

50. Hausbaudämmung mit Strohballen [Электронный ресурс] // BAUWOHNWELT. URL: http://www.bauwohnwelt.at/bauen-und-wohnen/renovieren/innenausbau/hausbaudämmung-mit-strohballen/ (дата обращения: 12.08.2015).

51. Schneller dämmen im Großformat [Электронный ресурс] // VARIOTEC. URL: http: //variotec-presse.de/hp1456/Schneller-daemmen-im-Grossformat.htm (дата обращения 12.08.2015).