Розроблено заходи, спрямовані на вдосконалення енергозберігаючої діяльності при експлуатації житлового комплексу

Анотація наукової статті з будівництва та архітектури, автор наукової роботи - Бакунін Е. І.


The measures for improving energy-saving activity during exploitation of buildings are designed.


Область наук:

  • Будівництво та архітектура

  • Рік видавництва: 2011


    Журнал: Известия Тульського державного університету. Науки про землю


    Наукова стаття на тему 'Аналіз способів енергозбереження і підвищення енергоефективності житлових будівель'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз способів енергозбереження і підвищення енергоефективності житлових будівель»

    ?варте час розглядаються варіанти утилізації шахтного метану. Надалі передбачається збільшення обсягу робіт по дегазації.

    V.P. Baskakov, V.I. Efimov

    DEGASSING SEAMS OF OOO «SHAHTA« KRASNOGORSKAY »PRODUCTION

    BLOCK

    Description of mining-geological conditions was given and technological schemes of degassing for production block coal seams were submitted. The scheme of drilling barrier boreholes for preparing story is discussed. Indexes of coal seams degassing efficiency for production block were submitted.

    Key words: degassing, coal seam, production block, borehole.

    отримано 20.04.11

    УДК 621.31: 728

    Є.І. Бакунін, канд. техн. наук, доц. (Росія, Тула, ТулГУ)

    АНАЛІЗ СПОСОБІВ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ І ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ЖИТЛОВИХ БУДИНКІВ

    Розроблено заходи, спрямовані на вдосконалення енергозберігаючої діяльності при експлуатації житлового комплексу.

    Ключові слова: енергозбереження, енергоеффектівност', тепловтрати, огороджувальні конструкції.

    В умовах економічної кризи енергозбереження має стати пріоритетним завданням, оскільки дозволяє відносно простими заходами регулювання значно знизити навантаження на бюджети всіх рівнів, стримати зростання енергетичних тарифів, підвищити конкурентоспроможність економіки і збільшити пропозиції на ринку праці.

    Вимоги щодо підвищення енергетичної ефективності будівель стають важливою складовою законодавства в більшості країн світу, в тому числі і в Росії. Тому вдосконалення енергозберігаючої діяльності при проектуванні та експлуатації житлового комплексу, підвищення теплової ефективності огороджувальної оболонки будівлі, включаючи стіни, покриття та вікна, підвищення регульованої систем опалення та теплопостачання будівель є актуальним завданням сучасного суспільства.

    Розрахунок енергоефективності будівлі зводиться до обчислення витрат

    енергії, споживаної будівлею, і визначається як сума питомих за-

    2 + 2

    витрат теплової та електричної енергії (кВт-ч / (м-г.)) на м опалювальної площі будівлі за один опалювальний період у річному циклі експлуатації, за вирахуванням теплопоступлений від людей, електропобутових приладів і сонячної радіації через світлові прорізи.

    Тепловий баланс житлового будинку в цілому і кожного опалювального приміщення виражається рівнянням

    Qтp + Qв + Ос.о + ^ Оінс + ^ обитій = 0, (1)

    де QTp - трансмісійні втрати теплоти через огородження будівлі (приміщення); Qв - витрати теплоти на нагрів зовнішнього повітря в обсязі інфільтрації або санітарної норми; Осо - теплова потужність системи опалення; ^ Оінс- теплопоступления за рахунок сонячної радіації; Qбит -сумарні теплопоступления за рахунок всіх внутрішніх джерел теплоти, за винятком системи опалення.

    Трансмісійні втрати через огороджувальні конструкції (стіни, вікна, двері, стелі, підлоги) визначаються із загального рівняння теплопередачі:

    Ор = F / Roпp а, - 1 «), (2)

    де ОТР - кількість теплової енергії, що передається від внутрішнього повітря в приміщенні до зовнішнього повітря, Дж; 1В, 1Н - температура внутрішнього і зовнішнього повітря, ° С (К); Б, Я0пр - площа і приведений опір теплопередачі.

    Тоді рівняння теплового балансу можна виразити таким чином:

    Ос. "- Осв (1, - 1") - (1, - 1 н) РЖопр = 0, (3)

    де О - повітрообмін приміщення, м / ч; с - теплоємність повітря, Дж / (КГК); В - щільність повітря, кг / м3;

    З рівняння теплового балансу (3) видно, що підвищити температуру внутрішнього повітря 1В можна, збільшивши потужність системи теплопостачання приміщення, величину Ос.о. або зменшивши кількість інфільт-ючий або спеціально подається в приміщення зовнішнього повітря

    Про.

    Будівельні норми чітко визначають параметри мікроклімату житлових приміщень, зокрема, нормується мінімальна температура в житловій будівлі: кутова кімната - +20 ° С; житлова кімната - +18 ° С; кухня - + 18 ° С; ванна - +24 ° С; вестибюль, сходова клітка - +16 ° С; приміщення ліфта - +5 ° С; підвал - +4 ° С; горище - +4 ° С, [1].

    Температура всередині приміщень залежить від температури приладів опалення, їх теплопередачі, інтенсивності провітрювання приміщення і способу провітрювання, розташування приміщення, кількості вікон і їх теплоізоляційних властивостей, або, як все частіше називають цей параметр, енергозберігаючі властивості. Істотну роль в тепловому балансі будівлі грає потужність внутрішніх джерел тепла. Джерело тепла потужністю 1 ВТВ перерахунку дає 5 кВт-год / м в рік теплової енергії, т. Е.

    5% річного рівня тепловтрат будівлі.

    Зі зміною рівня тепловтрат житлових приміщень змінюється роль внутрішніх джерел тепла в загальному тепловому балансі будівлі.

    Нормоване значення потужності побутових і технологічних тепловиділень в приміщеннях становить 21 Вт / м2, [2].

    На діаграмі (рис. 1) наведені середньорічні питомі теплоп-тери і побутові тепловиділення будівель різного типу. У нижній частині стовпців - питомі тепловтрати будівель, у верхній - сумарні нормативні значення енергії побутових і технологічних тепловиділень в приміщеннях.

    З наведеної діаграми слід, що для більшості експлуатованих будинків тепловтрати перевищують теплопоступления від внутрішніх джерел тепла і тепловий баланс підтримується в основному за рахунок систем опалення. За рахунок використання енергоефективних матеріалів огороджувальних конструкцій в будівлях 3-го і 4-го типів, складова теплового балансу Qc.o (теплова потужність системи опалення) може бути значно знижена.

    Мал. 1. Тепловтрати-теплопоступления в будівлях, Дж: 1 старий житловий фонд; 2 - сучасні будівлі; 3 - енергоефективні будівлі;

    4 - пасивний будинок

    У сучасних будівлях трансмісійні тепловтрати через стіни, перекриття верхнього поверху і над підвальними приміщеннями складають близько 34%, або 34 кВт-год / м в рік. Близько 50% тепловтрат в нових будівлях доводиться на вентиляційні викиди. Збільшення або зменшення рівня повітрообміну в порівнянні з нормативним значенням найбільш істотно позначається на рівні тепловтрат.

    Для будівель нового житлового фонду з рівнем тепловтрат близько 100 кВт-год / м в рік їх розподіл за різними шляхами має такий вигляд (рис. 2).

    Тепловтрати через вікно відбуваються по декількох каналах: втрати через віконний блок і палітурки, втрати за рахунок теплопровідності повітря і конвективних потоків між стеклами, а також тепловтрати за допомогою теплового випромінювання. Через віконні конструкції без засклених лоджій і балконів завдяки інфільтрації повітря і теплообмінних процесів за рахунок теплопровідності втрачається до 40% тепла в будівлі.

    Мал. 2. Тепловтрати в будинку: 1 - повітрообмін; 2 - дах; 3 - стіни;

    4 - підвал; 5 - уч. за опалювати. елементом; 6 - вікна

    Застосування недостатньою, малоефективною теплоізоляції, або її неправильне розміщення неминуче призводить до погіршення мікроклімату приміщень. Таким чином, одним з ефективних шляхів забезпечення теплового комфорту в приміщеннях є збільшення характеристики Яопр. Температура повітря 1В визначає умови (інтенсивність) конвективного тепловіддачі від людини в навколишнє середовище. Променистий теплообмін між людиною і навколишнім середовищем визначається так званої радіаційної температурою приміщення У загальному вигляді радіаційна температура приміщення визначається формулою [4]

    1 ^, _ (4)

    де Г! - коефіцієнт опромінення з поверхні тіла людини на 1-ю поверхню приміщення З температурою 1!.

    Для спрощення розрахунків зазвичай приймають

    1 ^ 1, (5)

    де Б! - площа 1-ї поверхні огороджувальних приміщення конструкцій.

    Рівняння теплового балансу променистого теплообміну між людиною, що знаходиться в приміщенні, і огороджувальними конструкціями приміщення має вигляд

    о = БМС ^ - 1к), (6)

    де с - наведений коефіцієнт випромінювання системи людина - поверхні огороджень; Ь - температурний коефіцієнт, що враховує нелінійність променистого теплообміну.

    Допустима інтенсивність тепловіддачі від людини до холодних поверхонь шляхом променистого теплообміну становить 70 Вт / м. Отже, опір теплопередачі віконних блоків має бути не менше 0,5 ... 0,55м ° С / Вт (в залежності від геометрії приміщення, що при розрахунках враховується величиною Г!). І при цьому не важливо, з якого матеріалу зроблено обрамлення вікна - дерева, пластику або алюмінієвих профілів. Теплотехнічні характеристики огороджувальних конструкцій повинні визначатися тільки умовами теплообміну. Тому різні нормативні вимоги по теплозахисту вікон, прийняті в вітчизняних нормах залежно від виду обрамляють елементів, фізично не-обгрунтовані. При коригуванні нормативних вимог за рівнем теплозахисту вікон необхідно враховувати не тільки загальні тепловтрати по-

    ня, а й особливості теплообміну між людиною і навколишнім середовищем в залежності від геометричних параметрів проектованого приміщення.

    Прийнята форма характеристики теплового режиму приміщень тільки значенням 1; в є недостатньою. Тепловий режим характеризується так званої температурою приміщення, 1; п, яка визначається величинами 1; в і за формулою

    1к = 1,57 ^ - 0,57'. (7)

    Підвищення величини забезпечує нормальну комфортну температуру приміщення при незмінній температурі повітря 1в і відповідно незмінному значенні теплопоступлений 0.

    Нормальний для людини температурний діапазон приміщення може забезпечуватися при існуючих теплових навантаженнях в системах опалення житлових будинків. Однак в ряді випадків і, особливо в будинках старої забудови необхідно підвищувати рівень теплозахисту огороджувальних конструкцій. Причому теплова ефективність підвищення теплозахисту вікон і глухих стін практично еквівалентні.

    Найкращим способом підвищення теплозахисту будівель, що реконструюються вважається зовнішня теплоізоляція стін із застосуванням ефективних теплоізоляційних матеріалів. При цьому забезпечується істотне підвищення теплотехнічної однорідності зовнішніх огороджень, простота конструктивних рішень додаткової теплозахисту, можливість утеплення будівель без виселення мешканців, збереження існуючої корисної площі, істотне поліпшення температурно-вологісного режиму існуючих зовнішніх огороджень.

    Для утеплення покриттів, горищних і цокольних перекриттів доцільно застосовувати легкі ефективні теплоізоляційні матеріали. Вони укладаються на поверхню існуючих покриттів і горищних перекриттів, а в разі цокольних перекриттів - розміщуються в просторі між підлогою і несучими конструкціями або закріплюються на стелі підвальних приміщень та підпільних просторів.

    Значне підвищення рівня енергозбереження будівель при реконструкції житлових будинків також досягається склінням балконів і лоджій, установкою пристроїв автоматичного закриття вхідних дверей і дверей виходу на горище, пристроєм тамбурів при їх відсутності в реконструйованих будинках.

    Облицювання зовнішніх стін, технічного поверху, покрівлі, перекриттів над підвалом теплоізоляційними матеріалами дає зниження теп-лопотерь до 20%; усунення містків холоду в стінах і в приляганнях віконних рам - 2.3%; засклення балконів і лоджій - 10.12%; застосування вікон з відведенням повітря з приміщення через межстекольное простір - 4.5%. Таким чином, при виконанні всіх мероприя-

    тий з утеплення стін будівлі сумарне зниження енерговитрат може скласти від 20 до 40%.

    Комплекс заходів по досягненню енергетичної ефективності будівель може бути представлений наступними заходами:

    - підвищенням теплової ефективності огороджувальної оболонки будівлі, включаючи стіни, покриття та вікна;

    - підвищенням регульованої систем опалення та теплопостачання будівель;

    - підвищенням ефективності експлуатованих систем теплопостачання, в тому числі шляхом переходу до застосування альтернативних систем децентралізованого теплопостачання;

    - впровадженням систем примусової вентиляції із застосуванням систем рекуперації тепла витяжного повітря.

    Особливістю сучасної будівлі повинні бути його система енергопостачання, а також система енергозберігаючих заходів, що забезпечують зниження витрат енергії на підтримку комфортних умов і освітлення при одночасному підвищенні якості мікроклімату.

    Список літератури

    1. СНиП II-3-79 *. будівельна теплотехніка.

    2. СНиП 2.04.01-91. Опалення, вентиляція і кондиціювання, з ізм. 1 і 2.

    3. Фаренюк Г.Г., Фаренюк Є.Г. Теплові та економічні аспекти енергозбереження в будівлях. Екологічні системи. М .: АВОК-прес, 2004.

    4. Табунників Ю.А., Бродач М.М. Математичні моделювання та оптимізація теплової ефективності будівель. М .: АВОК-прес, 2002.

    5. Матросов Ю.А., Бутовський І.М. Регіональне нормування енергозбереження в будівлях і «теплі будинки» (доповідь на семінарі МАК-змиритися «Енергозбереження та новітні технології теплозахисту будинків» 20 березня 2001 г.). Джерело: www.maxmir.com.

    6. Бакунін Є.І., Коряков А.Е., Лісіцина В.М. Перспективи розвитку електроенергетики // Вісник ТулГУ. Сер. Екологія і безпека життєдіяльності. 2008. Вип.1. С. 55-60.

    E.I. Vakunin, V.M. Lisicina

    ANALYZING ENERGY-SAVING AND RAISING POWER EFFICIENT INDEX OF BUILDINGS

    The measures for improving energy-saving activity during exploitation of buildings are designed.

    Key words: energy-saving, power efficient, heat loss, walling.

    отримано 20.04.11


    Ключові слова: ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ /ЕНЕРГОЕФФЕКТІВНОСТ' /тепловтрат /ЗАХИСНІ КОНСТРУКЦІЇ /ENERGY-SAVING /POWER EFFICIENT /HEAT LOSS /WALLING

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити