29 января 2017г.
Для обеспечения экономической стабильности государства одним из значимых процессов является повышение уровня энергоэффективности в строительной области. Это возможно только путем сочетания работ связанных с обеспечением энергетической эффективности в зданиях и системах теплоснабжения зданий.
Энергоэффективное строительство с каждым годом приобретает все большее развитие, так появляются новые сооружения, построенные по самым современным технологиям, с повышенными требованиями к теплозащите и улучшенными характеристиками энергопотребления.
Энергоэффективное здание – это здание, в котором экономия энергоресурсов достигается за счет применения инновационных, технически осуществимых и экономически обоснованных решений, приемлемых с экологической и социальной точек зрения и не изменяющих привычный образ жизни.
Проектирование энергоэффективного здания необходимо начинать с его комплексного анализа, причем рассматривать здание необходимо как единую энергетическую систему. Данный анализ включает в себя три этапа. На первом этапе необходимо с помощью математических выражений описать модель тепломассообменных процессов в здании. На втором – определить ограничивающие условия и сформулировать оптимизационные задачи в зависимости от цели оптимизации, например по снижению затрат энергии на отопление, установочной мощности оборудования. На третьем – решить поставленную оптимизационную задачу.
При проектировании энергоэффективного здания следует рассматривать две независящие друг от друга энергетические подсистемы:
· наружный климат как источник энергии;
· здание как единую энергетическую систему.
Результаты анализа первой подсистемы дают возможность вычислить энергетический потенциал наружного климата, а также методы его использования для теплоснабжения здания. Анализируя вторую подсистему, можно определить характеристики архитектурно-конструктивных, теплотехнических или энергетических показателей здания как единой энергетической системы.
энергетическое воздействие наружного климата на оболочку здания;
энергию, сконцентрированную в наружных ограждающих конструкциях здания;
энергию, сконцентрированную внутри объема здания.
Для наилучшего решения проблемы энергоэффективности здания необходимо разделить его единую энергетическую систему на следующие основные энергетически взаимосвязанные подсистемы:
вышеописанных подсистем. Для этого надо определить оптимальные архитектурно-планировочные, теплотехнические или энергетические параметры как для здания в целом, представляющего собой единую энергетическую систему, так и для отдельных элементов здания с учетом взаимосвязи между ними
При реальном проектировании выбор оптимальной совокупности взаимосвязанных инновационных архитектурно-планировочных и инженерных решений энергоэффективного здания может быть стеснен рядом фиксированных с самого начала ограничений, которые не могут быть нарушены. Соответственно достижение целей оптимизационных задач возможно только при получении оптимальных решений, учитывающих заданные ограничения. В таком случае рационально ввести показатель тепловой эффективности проектного решения η, характеризующий отличие принятого к проектированию здания от здания, наиболее эффективного в тепловом отношении:
В соответствии с представлением здания как единой энергетической системы тремя основными энергетически взаимосвязанными подсистемами показатель тепловой эффективности проектного решения может быть представлен следующим образом:
При проектировании энергоэффективного здания следует уделять особое внимание архитектурным и инженерным решениям. К архитектурным решениям можно отнести следующие:
·
определение местоположения здания с учетом климатических особенностей, рельефа местности, существующих построек вблизи территории, на которой предполагается строительство;
·
выбор общей архитектурно-планировочной концепции здания;
·
выбор формы, а также ориентации здания;
·
выбор остекления, солнцезащиты здания;
·
выбор конструкции, а также материалов наружной облицовки.
·
выбор объемно-планировочных решений здания;
·
выбор схемы организации освещения.
Принятые архитектурные решения должны быть направлены на максимальное использование положительного и нейтрализации отрицательного воздействия наружного климата на тепловой баланс здания.
Что касается инженерных решений, то среди них можно выделить следующие:
·
выбор источников теплоснабжения,
в
том числе решение
о возможности
применения нетрадиционных источников энергии;
·
выбор системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха здания;
·
выбор конструкции, а также материалов наружных ограждений;
·
выбор системы автоматизированного управления инженерным оборудованием здания.
Принятые инженерные решения должны быть ориентированы на организацию системы климатизации здания, которая обеспечивала бы требуемые параметры микроклимата в помещениях с наименьшими затратами энергии.
С учетом архитектурных и инженерных решений показатель тепловой эффективности η можно представить в следующем виде:
Окончательные решения при проектировании энергоэффективных зданий принимаются ответственными лицами, которые помимо рекомендаций, вытекающих из математического расчета, могут учитывать ряд соображений количественного и качественного характера, не учтенных в расчетах.
Таким образом, увеличить энергоэффективность зданий можно только в результате применения комплексных архитектурно-строительных решений. Проектный потенциал энергосбережения в зданиях и сооружениях в большей степени зависит от опыта и квалификации авторов проекта, а фактический потенциал обусловлен качеством строительных работ, точностью исполнения проектных решений. Вместе с тем выбор мероприятий по энергосбережению должен основываться на знании проектировщиками энергосберегающих технологий строительства и характеристик строительных материалов и конструкций. Применение современных энергоэффективных конструкций, материалов и технологий дает возможность создавать здания не только с низким потреблением энергии, но и с различными показателями ценового диапазона, комфортабельности и экологичности.
Список литературы
1. Голованова, Л. А. Энергосбережение в жилищном строительстве /Л. А. Голованова. – Хабаровск : Изд-во Хабар.гос. техн. ун-та, 2005. – 146 с.
2. Табунщиков, Ю. А. Энергоэффективные здания / Ю. А, Табунщиков, М. М. Бородач, Н. В. Шилкин. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2015. – 200 с.
3.
Пилипенко,
В. М. Строительство
энергоэффективных
зданий / В.
М. Пилипенко,
Л. Н. Данилевский // Наука и инновации.
– 2010. – №6. –С. 22-24.