Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
"Ульяновский государственный технический университет"
Кафедра: Архитектурно-строительное проектирование
РЕФЕРАТ
«ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ В АРХИТЕКТУРНО-ДИЗАЙНЕРСКОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ»
Ульяновск, 2018 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ В АРХИТЕКТУРЕ ЗДАНИЯ
2. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ЗДАНИЯ НА ОБЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕПЛОПОТЕРЬ
3. ВАРИАНТЫ КОНСТРУКТИВНОГО РЕШЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ПОКРЫТИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ТЕПЛОПОТЕРИ ЗДАНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Защита от теплопотерь является комплексной проблемой, включающей ряд задач.
В настоящее время используемые человечеством энергоресурсы постепенно иссякают, стоимость их добычи увеличивается, а нерациональное использование сказывается на экологии. Эффективное применение энергоресурсов за счет использования инновационных решений является ключом к решению этой проблемы.
Только энергосбережение в любой сфере деятельности человека способно свести к минимуму бесполезные потери энергии, что сегодня является одним из приоритетных направлений. Значительно повысить эффективность использования любого вида энергии способны современные энергосберегающие технологии, применение которых несет достаточно реальные выгоды -- это экономия энергии и затрат, связанных с ее использованием, а также поддержание необходимого экологического равновесия. Проектирование и постройка энергосберегающих зданий, является одним из наиболее важных вопросов в энергосберегающей политике каждой развитой страны.
Проблема создания и эксплуатации современного здания состоит в том, что в большинстве случаев его создатели не учитывают идею энергосбережения. Уже созданные здания постоянно теряют тепло через окна (порядка 19% теплопотерь) и стены (5% теплопотерь). А создаваемые в здании климатические системы по-прежнему не соответствуют современным стандартам энергосбережения, стоимость эксплуатации которых внесколько раз превышает все вместе взятые затраты по уходу за зданием. Главными направлениями повышения энергосбережения являются внедрение принципиально новых типов конструкций зданий, а также использование эффективных теплоизоляционных материалов. Речь идет как о современных методах строительства новых зданий жилого и производственного назначения, так и о комплексном переустройстве уже существующих зданий.
Изучаемая тема имеет очень высокую актуальность, так как от рациональности использования энергоресурсов напрямую зависит развитие и экономический успех любого государства. Новейшие теплосберегающие технологии в строительстве помимо экономии финансовых ресурсов, открывают и принципиально новые возможности для снижения выбросов в атмосферу вредных веществ, которые образуются при обогреве и охлаждении зданий. Актуальность внедрения современных теплосберегающих технологий, по сути, сопоставима с непосредственным производством энергии. Теплосберегающие технологии представляют собой более выгодный и экологически грамотный способ обеспечения растущего с каждым годом спроса на энергоносители.
Постановка цели
1. Проанализировать уже имеющиеся в источниках проблемы и решения энергосберегающих зданий в сфере теплопотерь через ограждающие конструкции.
2. Указать основные источники теплопотерь в здании и рассмотреть в общем понятия энергоэфективности и теплопотери здания через ограждающие конструкции.
3. Найти решение основных проблем связанных с энергоэфективностью здания и теплопотерями через ограждающие конструкции.
4. Сделать выводы о рациональности использования каждого из предложенных способов решения проблемы с теплопотерями.
Ключевые слова: тепло, энергоэфективность, теплопотери, покрытие, уровень теплопотерь, конструктивное решение.
Анализ научной литературы
Мною был проведен анализ статьи Кочетковой Ю.Ю. «Покрытие «КОРУНД» - теплоизоляционный материал снижающий теплопотери и повышающий антикоррозионную защиту зданий и сооружений сферы жилищно-коммунального хозяйства» и выделены некоторые основные аспекты. Действительно одним из эффективных теплоизоляционных материалов, которые уже сейчас находят широкое применение не только в строительстве, но и в сфере жилищно-коммунального хозяйства, является жидкая керамическая теплоизоляция. Подобное теплозащитное покрытие (на аналогичных принципах) первоначально было разработано по заданию NASA. В дальнейшем его удалось «приземлить» и адаптировать для задач теплозащиты и энергосбережения объектов на Земле, а затем в США наладить и промышленный выпуск. Применению «Корунда» также может сопутствовать качественная гидроизоляция.
Жидкое керамическое теплоизоляционное покрытие представляет собой жидкую композицию на водной основе. Оно состоит из микроскопических керамических вакуумированных сфер, пигментирующих, ингибирующих и антипереновых добавок. Основным компонентом является полимерная латексная композиция. В композиции диспергированы полые микросферы (керамические). Размеры микросфер составляют 0,01…0,5 мм. Эти микросферы являются активным компонентом покрытия, которое функционирует за счет блокировки (активизации высокого термического сопротивления) основных трех видов передачи тепла: это кондукция, конвекция и радиация. В процессе теплопередачи структура покрытия, имеющая микроскопические поры, рассеивает и отражает более 82% поступающего излучения.
Ее низкая теплопроводность дает возможность ослаблять тепловой поток в среде материала. Низкая излучательная способность снижает уровень исходящего потока тепла и обеспечивает, таким образом, снижение теплопотерь. Покрытие «Корунд» - это материал, который можно использоваться в любых помещениях, в том числе и в отсутствие дополнительной вентиляции (см. рисунок). Утеплитель стойкий к горению. Неприхотливый, удобный к использованию материал. Представляет собой композицию белого цвета, которая наносится на различные типы поверхностей, в том числе металлические, картонные, бетонные, кирпичные, деревянные и многие другие. После высыхания образовывается эластичное покрытие, отличающееся прекрасными эксплуатационными свойствами. «Корунд» имеет идеальную адгезию к металлу, пластику, пропилену, что позволяет изолировать покрываемую поверхность от доступа воды и воздуха. Теплоизолятор непроницаем для воды и не подвержен влиянию водного раствора соли. Покрытие обеспечивают защиту поверхности от воздействия влаги, атмосферных осадков и перепадов температуры.
Свойства: эффективно снижает теплопотери и повышает антикоррозионную защиту; предохраняет поверхность от образования конденсата; наносится на поверхность любой формы; не создает дополнительной нагрузки на несущие конструкции; предотвращает температурные деформации металлических конструкций; обеспечивает постоянный доступ к осмотру изолированной поверхности без необходимости остановки производства, простоев, связанных с ремонтом и сбоями в работе производственного оборудования; не разрушается под воздействием УФ-излучения; быстрая процедура нанесения теплоизоляционного покрытия, снижающая трудозатраты по сравнению с традиционными изоляторами (легко и быстро наносится кистью, аппаратом безвоздушного нанесения); легко ремонтируется и восстанавливается; является изоляционным материалом, который не поддерживает горение (при температуре 260 °С обугливается, при 800 °С разлагается с выделением СО и NO, что способствует замедлению распространения пламени); экологически безопасен, нетоксичен, не содержит вредных летучих органических соединений; стоек к щелочам; водородный показатель (pH) 8,5 - 9,5; время полного высыхания одного слоя 24 часа; расчетная теплопроводность при 20°С 0,001 Вт/м °С.
Следовательно можно сказать что покрытие «КОРУНД» внушает доверие, поскольку разработано очень серьёзной организацией. Но данное покрытие в большей мере является изоляционным материалом, поскольку поставляется в жидкой форме и способно в определенной степени герметизировать и защитить ограждающие конструкции, в том числе покрытия от воздействия внешней среды.
Считаю что данный материал имеет хороший потенциал в применении совместно с утеплителем. В таком сочетании он даст максимальную эффективность и за счет своих изоляционных свойств поможет максимально уменьшить теплопотери здания в целом. Проведя анализ статьи А.М. Чегринец «Анализ теплопотерь в ограждающих конструкциях зданий и сооружений» мною было выявлено несколько полезных фактов и утверждений. В зданиях без чердачного этажа (совмещенное покрытие), чаще всего это крупнопанельные жилые дома, возводимые в 70-х годах ХХ в., теплопотери через крышу примерно равны теплопотерям через стены здания - при том, что в условно в "классическом" доме с чердачным этажом теплопотери через чердак и крышу составляют примерно 6-8 % от общих потерь тепла. Конструкция совмещенного покрытия состоит из:
* железобетонной плиты покрытия;
* утеплителя;
* выравнивающего слоя (из раствора);
* гидроизоляционных слоев рубероида.
Энергетический аудит включает комплекс мероприятий по определению энергоэффективности и оценки энергосбережения, по результатам которых проводится сертификация объекта с присвоением ему определенного класса энергетической эффективности. При этом учитываются архитектурные особенности здания, такие как размеры окон, дверных проемов, их количество, особенности конструкции стен, крыши, пола (их общая площадь, толщина и материалы, из которых они изготовлены). Не менее важна информация о функциональном применении здания и температурном режиме, который должен в нем поддерживаться. Основной целью определения недостатков совмещенной крыши является качественное выявление мест высокой теплопроводности. Такие места образуются вследствие:
* некачественной укладки слоев кровли;
* насыщения слоев кровли атмосферной или конденсационной влагой при эксплуатации. Существует два метода санации здания с целью улучшения теплозащитных свойств покрытия:
* надстройка чердачного покрытия дома;
* осушение слоев кровли и применения дополнительного утепления и гидроизоляции.
Подвергнув тепловизорному контролю внешние и внутренние поверхности можно сказать, что дляэффективного проведения тепловизорных исследований состояния застройки необходимо учитывать следующие особенности:
* Термографическое обследование крыш необходимо проводить при условии обеспечения значительного перепада температуры между внутренней и внешней средой, т.е. в отопительный сезон. В осенне-зимний период тепловой поток движется из помещения (положительная температура) в атмосферу (отрицательная температура), а в летний - наоборот.
* Сила ветра и его направление существенно влияют на потери тепла здания. Необходимо учитывать конвекцию поверхности крыши путем внесения коррекции в данные замеров температуры или проводить замеры в безветренную погоду.
* Необходимо учитывать факторы, приводящие к неверной интерпретации термографической картины - снег, дождь, иней на поверхности крыши, воздействие солнечной радиации и тепловой инерции материалов.
С целью предотвращения погрешностей надо проводить термографические замеры при отсутствии осадков, ветра, в ночные или утренние часы суток.
* При проведении исследований большой площади кровли или большого количества крыш рекомендуется устанавливать тепловизионную камеру на место видеокамеры в системе аэрофотосъемки на борту вертолета.
* Процесс дальнейшего анализа данных, полученных тепловизионной камерой, является неотъемлемой составляющей термографии. Например, расположение мест накопления влаги в конструкциях трудно определить, поскольку наблюдается ее перемещение (при условии препятствия для выхода водяного пара) от места конденсации до места, где мы наблюдаем влагу в виде пятен, плесени, других дефектов.
Применение тепловизионной камеры позволяет распознавать место накопления влаги без видимых признаков увлажнения конструкции крыши. По результатам тепловизорных исследований различных жилых зданий теплопотери некачественных оконных заполнений составляют 18 %, через совмещенные покрытия (без чердачного пространства) и дефекты стыковых соединений панельных стен теряется около половины совокупных тепловых потерь в здании, кроме того, за счету величенного притока холодного воздуха через вышеуказанные неплотности система вентиляции приводит еще к 14% теплопотерь.
На базе полученных результатов для осуществления санации жилых зданий считается обязательным следующий перечень работ:
* утепление кровель и чердаков;
* утепление фасадов;
* замена окон и балконных дверей;
* утепление перекрытий подвалов;
* обновление систем отопления и горячего водоснабжения;
* обновление системы вентиляции. По результатам подобных мероприятий в Германии экономия энергоресурсов была впечатляющая, зафиксировали значительное сокращение выброса в атмосферу углекислого газа, создали большое количество квалифицированных и стабильных рабочих мест в строительстве, промышленности и энергетике, а также произошло снижение коммунальных платежей за отопление. Кроме того опыт санации крупнопанельных жилых домов в Восточной Германии за последние 10 лет показал, что в зависимости от конструкции наружных панелей достигается экономия расхода энергии на отопление от 30 до 70 %. Следовательно данная статья в достаточной мере осветила значение проблем теплопотерь в ограждающих конструкциях зданий. Было сформулировано четкое утверждение, что благодаря исследованиям в зарубежных странах теплопотери через конструкции покрытия довольно таки велики. Обследования здания с помощью тепловизора при указанных выше условиях оказывается эффективными и могут дать общее представление о теплопотерях и общей энергоэффективности здания. Можно сформулировать утверждение, что при уменьшении теплопотерь повышается общая энергоэффективность здания, что снижает затраты на обогрев здания в зимний период и на охлаждение в летний период.