Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях


К ВОПРОСУ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ СОЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ТАШКЕНТА

Современное здание представляет собой сложную энергопотребляющую систему с многообразием составляющих его элементов, в которых протекают различные по физической сущности процессы поглощения, превращения и переноса энергии. В качестве основных элементов здания, как единой теплоэнергетической системы следует учитывать совокупность показателей наружного климата, лучистый теплообмен в помещении, тепло- и массообмен через ограждающие конструкции, теплоинерционность, оборудования тепловой режим помещения в целом.

Из всех ограждающих конструкций наибольшее влияние на тепловое поведение здания оказывают окна. В современных зданиях потери тепла через окна составляют более 50% потерь тепла через наружные ограждения (теплопотери через 1 м2 окна в 2.53 раза больше, чем через 1 м2 стены). Окна практически без запаздывания и без аккумулирования передают тепловые воздействия и при значительной доле остекления наружных ограждений, тепловое поведение здания становится критическим. В то же время в осенне-весенний период поступление тепла солнечной радиации через окна снижает нагрузку на систему отопления. Поэтому не случайно считают, что решение проблемы теплозащиты окна - ключ к экономии энергии. Для решения этой проблемы предлагается устанавливать третий съемный переплет, уменьшить поверхности остекления, использовать различные виды переплетов - деревянных, металлических, пластмассовых и т.д.

Применяемые в большинстве районов Узбекистана оконные переплеты с двойным остеклением имеют ряд недостатков, основной из которых - малое сопротивление теплопередачи, равное для спаренных переплетов 0,39 м2 оС/Вт ,и для раздельных - 0,42м2 °С/Вт. В подтверждение сказанного были сделаны расчеты по теплопередаче для различных вариантов остекления современных зданий для г. Ташкента.

При рассмотрении теплопередачи через заполнение светового проема в зимних условиях учитывают:

- теплопоступления в результате солнечной радиации, поглощенной заполнением и непосредственно проникающей в помещение (qcp);

- теплопотери вследствие разности температур внутреннего и наружного воздуха (qt);

- теплопотери вследствие фильтрации воздуха через притворы и по контуру примыкания заполнения к стене, обусловленные разницей давления и температуры внутри и снаружи здания ф,окн).

Расчетные формулы были приняты по приложению КМК 2.04.05-97 "Отопление, вентиляция и кондиционирования воздуха" и КМК 2.01.04-91 "Строительная теплотехника".

Как видно из анализа результатов расчетов, предложенный третий дополнительный переплет, независимо от вида остекления, значительно уменьшает теплопотери зданий. Следовательно, при установке этого переплета в зимних условиях мы сможем увеличивать сопротивление окна, тем самым уменьшать теплопотери здания и, в свою очередь, нагрузку на систему отопления. Но в осенне - весенний период увеличивается тепло, поступающее за счет солнечной радиации и поэтому для снижения нагрузки на систему отопления необходимо уменьшать сопротивление окна. Для этого предлагается простой способ: убирать дополнительный третий переплет, в результате чего будет увеличиватся тепловой поток за счет солнечной радиации, поступающий через остекление светового проема в помещение. Поэтому третий переплет - это универсальное средство, которое позволит сократить нормы расхода топлива.

Использование различных видов остекления так же приводит к снижению потерь теплоты. Как видно из расчетов, при одинаковых условиях, наименьшая нагрузка на систему отопления выпадает при использовании органического стекла. Так, при двойном остеклении q - 105,36 Вт/м2, а при тройном - qc.Q = 73,02 Вт/м2, хотя значения теплопотерь вследствие разности температур имеют наименьшую величину при использовании деревянного спаренного переплета q= 87,18 Вт/м2; q = 61,82 Вт/м2 (соответственно для двойного и тройного остекления).

Так как в тепловом балансе окна немаловажную роль оказывают теплопоступления от солнечной радиации, в работе выполнены расчеты и сделан анализ полученных результатов. Как известно, на практике при расчете мощности системы отопления в основном учитывают, как правило, потери теплоты вследствие разности температур внутреннего и наружного воздуха (qt) и потери теплоты вследствие фильтрации воздуха через конструкции наружных ограждений (qG), считая, что теплопоступления в зимний период за счет солнечной радиации (qcp) незначительны.

Для того чтобы показать, что в большинстве районов солнечная радиация оказывает значительное влияние на тепловой баланс в зимний период ( для Ташкента основными факторами, формирующими климат, являются температура наружного воздуха за январь, солнечная радиация за январь и июль, и скорость ветра в январе,), в работе проведены некоторые расчеты теплопоступлений за счет солнечной радиации через остекления световых проемов. В расчетах, которые были сделаны для февраля месяца, использовались средние значения данных по солнечной радиации за последние десять лег. Были рассмотрены ясные, облачные и пасмурные дни.

Анализируя результаты расчетов по теплопоступлениям через окна, выявлено, что наибольшие поступления тепла за счет солнечной радиации независимо от вида остекления, по всем пасмурным, облачным и ясным дням за февраль месяц, наблюдаются в 15.00 часов дня особенно, в ясные дни, величина интенсивности солнечной радиации (q cp = 36,9б Вт/м2ч) оказывает существенное влияние на тепловой баланс для зимнего периода. Например, тепловой баланс через двойное остекление в металлическом переплете для расчетного часа солнечной радиации (15.00 ч. дня) составляет 190,17 Вт/м2, что свидетельствует о том, что в расчетный час дня не происходят теплопотери через световые проемы, а напротив, наблюдаются теплопоступления за счет солнечной радиации, величина которых составляет q = 190,17 Вт/м2ч. Значит, путем регулирования тепла, отпускаемого на систему отопления, в расчетные часы, при которых наблюдается максимальное поступление тепла за счет солнечной радиации, можно достичь большой экономии топлива, снижения текущих затрат на систему отопления.

Из всего этого следует вывод, что для условий Ташкента, где продолжительность солнечного стояния достаточно велика в зимнее время, при рассмотрение теплового режима ограждающих конструкций необходимо учитывать не только влияние наружной температуры, что предусмотрено КМК, но и интенсивность солнечной радиации.

Это соответствует исследованиям автора по тепловому режиму ограждающих конструкций и зданий в целом с учетом комплексного воздействия климатических показателей. Особенно важно учесть влияние климатических показателей при расчете тепловых потерь зданием. Правильный учет их влияния на формирование климата региона дает возможность более точно рассчитать потери теплоты зданием, выявить качественную картину влияния отдельных показателей на величину потерь теплоты, а следовательно обосновать требования к режиму отопления. Произведенный анализ и классификация объектов по данным климатических параметров за зимний период показали, что для г. Ташкента основными показателями, формирующими климат, является температура наружного воздуха и солнечная радиация.

Сборник трудов Международной научно-технической конференции «Современное состояние и перспективы развития энергетики», в 2 томах. - Ташкент, ТашГТУ им. Беруни, 2011. Т1 - 246 с., Т2 - 241 с.

??????????

??????? ?.?., ??$B!`(B?????? ?.?., ??????? ?.?., ?????????????? ???????????

?????? ?.?., ???????????? ??????????? ?????????? ????????????

?.?. ???????, ????????????? ???????????

?.?. ???????, ???????? ?????? ?? ??????? ???????????

?. ???????, ????????$B!`(B????? ???????????? ???????????

???????? ?.?., ??????????? ?.?., ???????? ?.?., ???????????????? ?????????? ???????????

?.?. ???????, ?????????? ???????????

?.?. ?????????, ?. ????, X. ???????, ????? ???????????? ?????

?.?. ???????, ?????? ???????

?????? ?.?., ??????????: ??? ??? ???????? ? ??? ??? ??$B!`(B?????

?. ????????, ???????????? ????????????? ???????????? ??????

?.?. ???????, ?????????????$B!`(B????? ?????????

?.?. ???????, ????????? ??????????$B!`(B?????? ? ?????????????????? ?????????????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. I. ?????? ???????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. II. ??????????? ???????

???????????? ??????????$B!`(B????? ?????

?.?. ???????, ??????????$B!`(B????? ??????????

?. ?. ????, ????????????????

????????????$B!`(B????? ??????????????? ???????

????????????? ?????????????? ???????

????? ? ???????????, ????????? ??????

??????????? ????????? ? ??????????? ???????? ??????????