Influența calității deciziilor de proiectare privind eficiența energetică a clădirilor - Tehnologii de constructii
În prezent, problemele legate de îmbunătățirea eficienței energetice a economiei, atrăgând atenția tuturor. Problema conservării energiei este considerată în țara noastră, care se reflectă în Legea federală № 261-FZ „Cu privire la economisirea de energie și creșterea eficienței energetice și modificarea anumitor acte legislative ale Federației Ruse“. Un proiect de economisire a energiei și clădiri activă energetic câștigă popularitate.
De o importanță deosebită în această calitate și de înaltă dobândi conexiune de tehnologie a tuturor elementelor de construcție, din care, de fapt, depinde de realizarea de eficiență energetică ridicată.
Clădirile cu utilizarea maximă a energiei termice eliberată vnutrinney și protecție maximă împotriva pierderilor de căldură prin aerisirea suprafeței exterioare numită de economisire a energiei sau eficiente energetic.
Aceste clădiri au tendința de a utiliza tehnologia de încălzire, ventilație, iluminat, alimentare cu apă, de canalizare cu un consum minim de energie pentru funcționarea lor. Pentru aceasta folosesc surse de energie regenerabile (solară, eoliană și așa mai departe. P.). Odata cu aceasta, acordând o atenție la reducerea pierderilor de căldură, reducerea scurgerilor de aer și a infiltrării prin fisuri și articulații, creșterea rezistenței de transfer de căldură către exterior în timpul iernii. În ventilație de vară asigură ventilarea naturală și răcire, sau prin evaporarea radiatorului, de exemplu la reflux a acoperișului. În plus, se reduce cantitatea de ecranare a energiei solare. Măsurile menționate mai sus în complex, ținând cont de condițiile climatice locale fac posibilă pentru a asigura un bun control al căldurii în clădire și de a reduce costurile de energie.
Construirea combinat structural cu instalațiile de eliminare a energiei din surse regenerabile, apel activ de energie. Ei transporta o caracteristici maxime combinate și tehnologice ale structurilor și a instalațiilor de construcții. Acest lucru permite nu numai să reducă consumul respinge terenuri, materiale de construcții, dar, de asemenea, reduce lungimea de comunicare. În România, a creat o casa de productie, energie proiect „activă“ experimentală, care se reflectă în Fig. 1.
Principiile de bază ale proiectării unui energetic acasă eficient - o utilizare maximă alocată în interiorul energie termică și protecție maximă împotriva pierderilor de căldură prin suprafața exterioară și de ventilație, utilizarea surselor alternative de energie.
Trebuie remarcat faptul că, pentru încălzirea casei, care este considerat a fi mai ieftin să funcționeze, este posibil să fie nevoie de 70 sau numai 15 kWh / (m2 x an). Acasă pentru a satisface în primul rând, un nivel mai ridicat al consumului de energie, sunt numite de economisire a energiei sau de consum redus de energie. Acestea sunt un fel de case „pasive“, nivelul de energie, care nu depășește 15 kWh / (m2 x an).
Următoarele măsuri sunt folosite pentru a economisi energie:
În zonele climatice cu temperaturi negative scazute, care este inerentă în cele mai multe dintre țările noastre, ar trebui să acorde o atenție la modul în care clădirea este supusă impactului de căldură.
Folosind soluții de planificare volumetrica experienta reduce semnificativ pierderile de căldură. Una dintre cele mai simple solutii este de a avea vestibuli la intrările. Poate că pentru a da casei o formă eficientă energetic de a furniza suprafața minimă a pereților exteriori. Astfel, arhitectul american Ralf Noulz (Ralph Knowles) a constatat că raportul dintre zidăriei la structura volumului (denumit factor S expunere / V) afectează eficiența energetică a clădirilor. Cat este mai mic raportul dintre suprafața de închidere a structurilor la volumul, mai puțin sensibile la efectele clădirii climatice (Fig. 2).
Dacă vom compara cele două case, forma uneia dintre ele - emisfera, iar celălalt - o cutie cu dimensiunile prezentate în Fig. 3 și Fig. 4, respectiv, vom obține următoarele.
Volumul unei sfere este
Aceasta înseamnă volumul casei dom (emisferă) va fi de 134 m 3. Astfel, la aproape același volum (130 vs. 134 m 3 m 3) din suprafața dreptunghiulară a casei este de 128,0 m 2 și suprafața caselor de dom - 100,5 m 2. Prin urmare, casa cupola necesită costuri mai mici pentru încălzire (datorită reducerii pierderilor de disipare a căldurii) cel puțin 20%.
relații comparative similare pot fi derivate pentru construirea și perimetrul zonei sale la aceeași înălțime (Fig. 5). Aceste relații dintre perimetrul clădirii și zona F F favorizează casa shirokokorpusnogo în cazul în care suprafața de gard este mai mică de 20%.
Shirokokorpusnye acasă (SHKD) reprezintă una dintre cele mai recente evoluții interne. Diferența fundamentală din seria tipic de case, pentru a construi până în prezent, este de a crește lățimea de casele de locuințe de până la 18-20 m (teoretic - până la 23,6 m), cu toate regulile de lumină naturală, expunerea la soare, aer. Deoarece SHKD de aproape o jumătate de ori mai mari decat casele conventionale, raportul dintre suprafața de viață utilă în zona pereților exteriori crește. Datorită acestui fapt, pierderile de căldură sunt reduse cu 20-40%.
Pierderea de căldură considerabilă în timpul iernii se produce printr-un geam. Urmărirea modificarea valorii pierderii de căldură în funcție de varianta de geam (Fig. 6) și compararea caracteristicilor acestora (tabelul 1)., Concluzionăm că reducerea consumului de energie se poate realiza prin alegerea corespunzătoare a geamurilor.
Un alt mod de a reduce consumul de energie, așa cum sa spus, este alegerea orientarea clădirii, ceea ce este important pentru clima noastră, mai ales în timpul iernii. Orientând fațada principală a clădirii de pe latura de sud, avem o oportunitate suplimentară de încălzire a spațiului cu energie solară în lunile reci ale anului, ceea ce va reduce costurile de încălzire. Direcția de Sud va crește, de asemenea, utilizarea luminii naturale, astfel, reduce nevoia de iluminat electric. Această orientare a clădirii poate fi, de asemenea, folosite pentru a produce energie solară sau apă de încălzire pentru încălzirea clădirii. Fig. 7 prezintă un exemplu al unei clădiri în care, datorită orientării corespunzătoare și echilibrul termic dublă fațadă îmbunătățită.
Fără îndoială, toate aceste modalități de economisire a energiei utilizate în case „pasive“. Cu toate acestea, pentru a oferi o astfel de valoare rigid predeterminată dorită a consumului specific de energie termică pentru încălzire, egală cu 15 W / (m 2 x an) pentru case „pasive“ în climatul Europei Centrale (pentru ceea ce sunt și să dea mai preferință), acesta a fost stabilit în cele din urmă numărul cerințe obligatorii:
- U coeficienții de transfer de căldură pentru pereți exteriori, acoperișul și podeaua primului etaj trebuie să fie mai mică de 0,15 W / (m 2 x K) (sau (R0 ≥ 6,7 m 2 x ° C) / W, unde R0 = 1 / U) ; Fig. 5. Raporturile comparative perimetrul clădirii zona sa
- Glazing Uost ≤0,7 W / (m 2 x R), sau R0 ≥1,4 (m 2 x ° C) / W;
- pentru profilul ferestrei Uprof ≤ 0,8 W / (m 2 x R), sau R0 ≥ 1,25 (m 2 x C) / W;
- fereastră dat coeficient de transfer termic cu peretele de montaj Uokn ≤0,85 W / (m 2 x R), sau R0 ≥ 1,2 (2 x m ° C) / W;
- reducerea maximă posibilă a efectului negativ al „punților termice“. Această influență poate fi neglijată dacă coeficientul de transfer termic liniar Ψ≤ 0,01 W / (m x K);
- care prevede recuperarea eficientă a căldurii, eficiența schimbătorului de căldură trebuie să fie de cel puțin 75% (valoarea recomandată de 80% sau mai mult);
- Ar trebui să fie prevăzut de etanșare învelișul exterior al clădirii. Numarul de aer, cu o diferență de presiune de 50 Pa aerul exterior și interior trebuie să fie n50 ≤ 0,6 h -1;
- utilizarea aparatelor cu consum redus de energie;
- încălzirea apei potabile cu ajutorul unui colector solar sau pompă de căldură;
- aer încălzire pasivă prin intermediul unui schimbător de căldură preacoperire.
Toți factorii de mai sus fac posibilă pentru a asigura condiții bune de control al transferului de căldură în clădire, reducerea costurilor energetice și îmbunătățirea climatului interior. Cu toate acestea, utilizarea de inovare de economisire a energiei nu este suficient pentru a crea o casa eficienta energetic. Există întotdeauna factorul uman, care poate afecta în mod negativ rezultatul final. Ca rezultat, energia termică poate fi cheltuite irațional. Unul dintre motive este calitatea scăzută și subtirimea interfețe de ferestre, uși, structuri de garduri.
La evaluarea conductivitatea termică a materialelor de izolație termică nu sunt incluse infiltrare, în timp ce pătrunde în incinta în timpul iernii, când infiltrarea aerului rece prin pereții, articulațiile și scurgerile de ferestre. Trecând prin grosimea peretelui, provoacă cădere de temperatură gard și pe suprafață și care pătrunde în camera ei, răcește aerul interior și provoacă pierderi suplimentare de căldură. Filtrarea aerului crește pierderea de căldură prin incinta este aproape de două ori mai văzut din tabelul. 2.
Un alt punct slab este perechea de ferestre cu pereți exteriori. Aici, apa de ploaie oblică pătrunde adesea panourile caroseriei sau alte elemente ale anvelopei clădirii, compromițând proprietățile lor de izolare termică și distrug structura clădirii. Posibila pătrunderea umezelii în izolație și din cauza performanțelor slabe ale articulațiilor, compușii cu membrane de impermeabilizare. De multe ori, apa din aceste zone și pătrunde în camera de zi. Ca urmare, rezistența termică a pereților în aceste clădiri, de patru până la cinci ori mai mic decât standardul.
Deteriorarea proprietăților de protecție termică în sezonul rece duce la formarea condensului pe suprafața interioară și chiar mucegai negru, congelare panouri. Costurile pentru încălzirea acestor clădiri este crescut în mod semnificativ.
Cu astfel de probleme, în special cu apariția condensului pe suprafețele interioare ale pereților în locuri de articulații de panouri trebuie să facă față în domeniul construcțiilor anii precedenți, și în moderne. Acest lucru sugerează că îmbinările cap la cap nu îndeplinesc cerințele moderne de eficiență energetică, fie din punct de vedere constructiv, și nici, mai presus de toate, în ceea ce privește calitatea muncii.
Puteți denumi o serie întreagă de factori care cresc consumul de energie, în plus față de enumerate anterior. Printre acestea se numără:
- dezavantaje soluții de planificare și inginerie arhitecturale încălzite casa scărilor și blocuri de scara de ridicare; Fig. 7. Un exemplu de construcție de proiectare pentru încălzirea solară pasivă prin dubla fațadă
- izolație termică insuficientă a pereților exteriori, acoperișuri, tavane de beciuri și transparente pentru bariere de lumină;
- extinsă rețea externă de încălzire cu izolație insuficientă sau defectă;
- tipuri învechite și neproductive de cazane;
- utilizarea insuficientă a surselor alternative de energie și secundare.
Termică (prin infraroșu imagistica) de control al calității lucrărilor de construcție și de instalare va reduce pierderile de căldură datorită performanțelor slabe, crește constructorii responsabili pentru punerea în aplicare a „locuri de muncă ascunse“ va furniza informații pentru dezvoltatori și producătorii de structuri de construcții pentru îmbunătățirea echipamentelor de proiectare și inginerie.
Fără îndoială, toate aceste modalități de economisire a energiei va contribui la reducerea semnificativă a costurilor de încălzire. În graficul prezentat în Fig. 8 arată că consumul de energie poate fi redus prin reducerea pierderilor de căldură și încălzirea infiltrării aerului ventilat. Costurile pentru ventilarea clădirilor moderne în pregătirea pașapoartelor energetice sunt estimate la 20-40% din costurile de încălzire. eliminarea completă a infiltrării și utilizarea de ventilație mecanică va reduce pierderile de căldură cu aproximativ 1/3 din pierderea totală a clădirii. Cu toate acestea, acest lucru nu va fi suficient. În consecință, de asemenea, necesitatea de a reduce pierderile de transmisie ale clădirii, care sunt transportate prin transferul de căldură prin teploteryayuschie gard. Dacă vom produce izolație termică numai de înaltă calitate a clădirii, trebuie amintit că, în perioada în care încălzirea spațiului se realizează, energia consumată pe aerul de ventilație. Și consumul de căldură pentru ventilație, fără utilizarea tehnicilor de inginerie va crește.
Astfel, devine clar că modul rațional și rentabil pentru a crește eficiența este doar o combinație de diverse activități structurale și de inginerie. De exemplu, creșterea proprietăților de izolare termică Walling în timp ce folosind metode de inginerie și tehnologii moderne de economisire a energiei.
Cu toate acestea, după cum arată practica, iar aceste măsuri pot să nu fie suficient. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că, în multe cazuri, parametrii actuali și calculați de energie pot să difere în mod semnificativ unele de altele. Calculele sunt așezate unul cu valorile parametrilor termice (de exemplu, aceeași rezistență de transfer termic redus), dar în practică, având în vedere calitatea lucrărilor de construcții se obțin sunt complet diferite.
G. M. Badin, d. T. N. prof.;
S. A. Sychev. A. M N..; N. Pavlova (Ph)