автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Автономные энергоэффективные жилые здания усадебного типа

На правах рукописи

□03479030

ОНИЩЕНКО Сергей Владимирович

АВТОНОМНЫЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ УСАДЕБНОГО ТИПА

Специальность 05.23.01

«Строительные конструкции, здания и сооружения».

- 8 ОКТ г*

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2009г.

003479030

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет».

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Иванченко Владимир Тихонович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор,

член-корреспондент РААСН Савин Владимир Константинович; - кандидат технических наук, профессор Кондратенков Анатолий Наумович

Ведущая организация: Центральный научно-исследовательский и

проектный институт жилых и общественных зданий (ОАО ЦНИИЭП жилища)

Защита диссертации состоитсяЗО октября 2009 года в гасовД^ минут на заседании диссертационного совета Д 212.138.04 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, зал заседаний ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГСУ.

Автореферат разослан .¿^сентября 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность темы диссертации. В настоящее время в строительной индустрии России важнейшей задачей является эффективное использование топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и произведенной энергии, а не наращивание объемов их добычи и производства. Ресурс повышения энергоэффективности в России в 3—4 раза больше ресурса наращивания производства первичных энергоносителей. Комплекс национальных программ, направленных на решение данной проблемы, согласно которым энергоемкость российской экономики к 2020 году должна быть снижена на 40 % по сравнению с 2007 годом и выбросы парниковых газов сокращены на 50-80% к 2050 году по сравнению с уровнем 1990-х годов, требует конкретных предложений по разработке энергоэффективных мероприятий.

Основной причиной расточительства ТЭР в нашей стране является неэффективное использование энергии в жилищно-коммунальном хозяйстве, в строительстве и промышленности. Потенциал энергосбережения в России в различных секторах экономики составляет около 40% современного энергопотребления, или 360-435 млн. т.у.т. При этом 205-250 млн. т.у.т. сосредоточено в промышленном и жилищно-строительном комплексе.

Энергопотребление в России на один квадратный метр жилья за год составляет около 400 кВт-ч/{м2-год) в многоквартирных домах и около 600 кВтч^-го^ в частном секторе, против энергопотребления в западных странах, со схожим климатом, в обычных домах - 120-150 кВт ч/(м2-год). Низкая эффективность использования энергии является причиной высоких цен на услуги ЖКХ и ведет к снижению экономической доступности жилищно-коммунальных услуг. Тарифы на услуги ЖКХ в России в 2009 году выросли в среднем на 22-23%, а в 20102011 планируется дальнейшее повышение в соответствие с государственной стратегией, направленной на достижение «равной доходности» с экспортными поставками. Многие регионы нашей страны уже крайне энергодефицитны, о чем свидетельствуют трудности при присоединении объектов нового строительства по причине отсутствия мощностей и значительной перегрузки трансформаторных подстанций и электрических сетей. Аварии на Чернобыльской АЭС и Сая-

но-Шушенской ГЭС, «газовый конфликт» между Украиной и Россией заставили задуматься о целесообразности крупной централизованной энергетики.

Таким образом, возникает необходимость в развитии малой энергетики, а именно, в разработке автономных систем энергоснабжения (АСЭ) жилых зданий на основе возобновляемых источников энергии. При этом внедрение малой энергетики целесообразно в малоэтажный сектор, что обеспечит рационально-экологическое и ответственное использование ТЭР.

В связи с вышеизложенным, работы, направленные на снижение эксплуатационных расходов для строящихся и существующих жилых зданий и внедрение в практику строительства возобновляемых источников энергии (ВИЭ), представляются актуальными и имеют большую научно-техническую и практическую ценность.

1.2 Цель исследования - обоснование и применение на основе комплексных исследований эффективных архитектурно-планировочных и конструктивных решений энергоэффективных жилых зданий на примере дома усадебного типа с автономной системой энергоснабжения (АСЭ) на основе солнечной энергии в климатических условиях юга России.

1.3 Задачи исследования. В соответствии с поставленной целью необходимо было решить комплекс задач:

- выявить преимущества малоэтажной застройки с использованием пассивных и активных гелиосистем и их перспективы применения в климатических условиях юга России;

- провести анализ распределения целесообразного использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ), применимых в условиях юга России, с целью выбора альтернативного источника энергии для энергоснабжения зданий;

- систематизировать и разработать методологические принципы комплексного подхода к оптимизации энергосберегающих мероприятий и технических решений для применения при проектировании и строительстве автономных ресурсосберегающих домов усадебной застройки;

- разработать объемно-планировочные и конструктивные решения, повышающие энергоэффективность малоэтажного здания, с учетом местных климатических и региональных условий строительства;

- выполнить теоретические и экспериментальные исследования комплекса свойств наружных ограждающих конструкций, изготовленных с использованием современных эффективных теплоизоляционных материалов;

- определить потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период с целью выбора мощности системы климатизации (на примере жилого дома усадебного типа в п. Черноморском Краснодарского края);

- провести экспериментальные исследования фотоэлектрического солнечного модуля (ФСМ) с целью построения годовой модели выдаваемой мощности для разработки автономной системы энергоснабжения (АСЭ) зданий на основе солнечной радиации в климатических условиях Краснодарского края;

- разработать и провести функционально-стоимостной анализ АСЭ экспериментального дома с учетом энергетической нагрузки автономного потребителя и провести технико-экономическую оценку характеристик ФСМ, используемых в жилищном строительстве, для нахождения оптимального значения КПД.

1.4 Объектом исследования являются малоэтажные жилые дома усадебного типа.

1.5 Предметом исследовании являются методы и способы объемно-планировочных и конструктивных решений, обеспечивающие повышение тепловой эффективности здания; разработка АСЭ с использованием фотоэлектрических солнечных модулей с целью придания зданию статуса «автономности».

1.6 Методы исследований. В работе использован комплекс методов, включающий экспериментальные исследования, компьютерное моделирование, математическое моделирование с элементами математической статистики, функционально-стоимостной анализ.

1.7 Научная новизна работы включает в себя следующее:

1) теоретическое, экспериментальное обоснование и подтверждение целесообразности создания автономного энергоэффективного жилого дома усадебного

типа с учетом использования солнечной энергии в климатических и региональных условиях юга России, в частности, Краснодарского края;

2) обоснование и применение наиболее рациональных объемно-планировочных и конструктивных решений энергоэффективного дома;

3) описание экономически целесообразного технического решения стеновой ограждающей конструкции с железобетонным сердечником, не являющегося «теплопроводным включением», обеспечивающего необходимые прочностные качества здания;

4) испытание и моделирование фотоэлектрической составляющей автономной системы энергоснабжения (АСЭ) экспериментального дома в климатических условиях Краснодарского края;

5) описание методики функционально-стоимостного анализа АСЭ, определяющего необходимое число элементов системы энергоснабжения для устойчивого обеспечения электроэнергией автономного энергоэффективного жилого дома усадебного типа.

1.8 На защиту выносятся:

1) результаты анализа распределения возобновляемых источников энергии на территории Краснодарского края;

2) результаты систематизации оптимальных энергосберегающих мероприятий и технических решений для применения при проектировании и строительстве жилых зданий усадебного типа с пониженным энергопотреблением в отопительный период;

3) результаты обоснования объемно-планировочных и конструктивных решений энергоэффективного жилого дома усадебного типа;

4) результаты теоретических и экспериментальных исследований теплотехнических свойств стеновой ограждающей конструкции с железобетонным сердечником, не являющимся «теплопроводным включением»;

5) результаты экспериментального исследования и моделирования фотоэлектрического солнечного модуля в годовом цикле для климатических условий г. Краснодара;

6) результаты оценки энергопотребления экспериментального энергоэффективного здания в годовом цикле;

7) результаты функционально-стоимостного анализа автономной системы энергоснабжения экспериментального дома и технико-экономической оценки характеристик фотоэлектрических солнечных модулей, используемых в жилищном строительстве.

1.9 Достоверность результатов диссертационных исследований обеспечивается использованием при испытаниях аппаратуры и оборудования, соответствующих требованиям нормативных документов, хорошим совпадением измеренных в эксперименте и полученных расчетов параметров конструкций; большим объемом выборок, использованных при статистической обработке экспериментальных данных.

1.10 Практическая ценность работы. Разработаны эффективные ограждающие конструкции, обоснованы ресурсосберегающие мероприятия по формированию архитектурно-конструктивных решений зданий, и запроектирована АСЭ дома, обеспечивающая устойчивое энергоснабжение автономного энергоэффективного жилого дома в климатических условиях Краснодарского края.

1.11 Реализация научных исследований.

1) Исследования проводились в рамках программы департамента по вопросам топливно-энергетического комплекса в области энергосбережения и использования ВИЭ для строительства экологически чистых селитебных территорий Краснодарского края.

2) Основные положения диссертационной работы использованы для проектирования и строительства энергоэффективных жилых домов с применением автономных систем энергоснабжения на основе ВИЭ Краснодарской региональной общественной организацией «Союз архитекторов России» (КРОСАР) и приняты к внедрению ООО «Архитектурно-строительной проектной мастерской» г.Краснодар, и ООО «Специальные технологии» г. Екатеринбург.

1.12 Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались:

- на общем собрании Краснодарской региональной организации «Союза архитекторов России» (КРОСАР);

- на заседаниях кафедры «Архитектуры гражданских и промышленных зданий и сооружений» ГОУ ВПО Кубанского государственного технологического университета и кафедры «Архитектуры гражданских и промышленных зданий» ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

1.13 Публикации результатов диссертации. По теме диссертационной работы опубликовано б работ, в том числе 3 статьи в журнале, рекомендуемом ВАК, и получен патент РФ на полезную модель.

1.14 Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка используемой литературы, включающего 116 наименований источников, и 7 приложений. Основной текст работы изложен на 150 страницах, включая 42 рисунка и 27 таблиц.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы и сформулировано направление исследований. Представлены научная новизна и практическая ценность работы, реализация результатов научных исследований, апробация работы.

Глава 1. В данной главе на основе анализа ряда робот (Черешнева И.В., Колесниковой Т.Н., Копсовой Т.П., Буровой Т.Ю., Иовлева В.И., Мерецкова A.B., Передельского JI.B., Приходченко O.E., Козачун Г.У., Смык О. Г., Усова Я.Ю., и др.) выявлены принципы формирования экологичного многофункционального малоэтажного жилища, являющегося перспективным направлением для возведения жилых комплексов в нашей стране в рамках концепции устойчивого экологического развития. На основе анализа объема ввода малоэтажного жилья в России за 2006 год можно сделать вывод, что на юге нашей страны широко развернуто индивидуальное жилищное строительство малоэтажного сектора (до 80 %). Сформулированы основные преимущества и современные требования, предъявляемые к домам усадебного типа.

Существующая в России проблема эффективной доставки энергии, произведенной ТЭЦ, до потребителя, решается путем перехода с централизованного те-

плоснабжения зданий на децентрализованное, на основе ВИЗ. Преимущества децентрализованного теплоснабжения заключается в том, что исключается необходимость транспортировки энергии, ликвидируются службы содержания котельных и теплотрасс, повышается надежность отопительной системы, исключаются сезонные аварийные ситуации и т.д. На основе работ авторов (Горбачева B.C., Окландера A.M., Наумова A. JI., и др.) сделан вывод, что применение децентрализованного электроотопления с эффективными инженерными системами (инверторные сплит-системы, инфракрасные обогреватели и др.) вместо традиционного существенно сокращает единовременные и эксплуатационные затраты здания (до 20%).

На основе анализа работ (Беляева B.C., Табунщикова Ю.А., Захаровой Т. В., Соловьева А.К., Данилевского Л.П., Афанасьевой O.K. и др.) наиболее эффективным методом энергосбережения является использование солнечной энергии в жилых домах путем применения пассивных и активных гелиосистем. Проектирование зданий с активными системами опирается на применение солнечных систем, таких как тепловые солнечные коллекторы и фотоэлектрические солнечные модули (ФСМ). ФСМ являются основной и неотъемлемой частью АСЭ дома на основе солнечной радиации. ФСМ работают и в пасмурные дни, но производительность их, естественно, падает, и составляет 60 % при переменной облачности и 10-20% в дождь. Летнее загрязнение поверхности ФСМ может снизить его производительность на 10-20% в течение лета.

Опыт западных строителей, начиная с 70-х годов 20 века, свидетельствует, что темп роста энергоэффективных «солнечных» зданий возрастает в геометрической прогрессии. В связи с тем, что Еврокомиссия для каждого члена ЕС установила, что доля ВИЗ к 2020 году должна быть доведена до 20%. В электроэнергетике России данный показатель не превышает 1% (без учета гидроэнергетики), а по тепловой энергии составляет менее 5%. Однако на саммите «Большой восьмерки», проходившем в Аквиле в июле 2009 года, наша страна обязалась сократить выбросы парниковых газов на 50-80% к 2050 году по сравнению с уровнем 1990-х годов путём внедрения энергосберегающих технологий с использованием

ВИЭ в энергоемкие отрасли. Таким образом, создание «солнечных» зданий открывает возможности достижения энергетической независимости в будущем.

Проведена оценка распределения ВИЭ на территории Краснодарского края. Сделан вывод о том, что использование одной солнечной энергии эффективно на всей территории края, а в сочетании с другими видами ВИЭ целесообразно для гражданских и промышленных зданий с большим энергопотреблением. Определены районы перспективного использования видов ВИЭ на территории края (рис.1).

Рис. 1. Карта распределения целесообразного использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) на территории Краснодарского края.

Анализ распределения интенсивности суммарной солнечной радиации по данным актинометрических наблюдений метеостанции «Краснодар-Круглик» и СНКК 23-302-2000 показал высокую эффективность круглогодичного использования солнечной энергии для энергоснабжения малоэтажных зданиях усадебного типа. Сделан вывод, что неравномерность поступления солнечной радиации, в зависимости от времени года, диктует необходимость использования не только накопителей энергии (например, аккумуляторов) в АСЭ, покрывающих потреб-

ность в электроэнергии в вечернее и ночное время, но и резервного источника энергии (например, бензо- или газогенератора на основе газгольдера).

Сравнительный анализ российских строительных норм по тепловой защите и существующих норм в странах- членах ЕС на основании анализа ряда работ (Матросова Ю.А., Бондаренко В.М., Ляхович Л.С., A. Luck, и др.) показал, что используются близкие подходы расчета и методологические принципы нормирования. Однако, в отличие от России, европейские страны ориентируются на децентрализованное теплоснабжение с использованием ВИЭ. А также европейские нормативы установлены по суммарной потребности в первичной энергии на отопление и горячее водоснабжение, в отличие от России, где нормирование проводят только по конечной тепловой энергии и без учета горячего водоснабжения.

Вопросам создания энергоэффективных зданий с использованием ВИЭ посвящены работы Богословского В.Н., Табунщикова Ю. А., Бродач M. М., Ерем-кина А. И., Королевой Т. И., Матросова Ю.А., Фокина К.Ф., Беляева B.C., Подо-ляна Л.А., Берегового A.M., Соловьева А.К., Рогатина В.А., Кортес Л., Кокоева М.Н., Чуркина Д.Н., Федянша В.Я., Содномова Б.И., Лучкова Б.И., П. Нойферта, Л. Нефа и др. В результате установлено, что в России современные тенденции в области проектирования и строительства отечественных энергоэффективных зданий на основе ВИЭ пока развиваются малыми, но существенными темпами. Сделан вывод, что в настоящее время разработанные принципы проектирования энергоэффективных зданий на основе «единой энергетической системы» (ЕЭС) и «единой энергетической и экологической системы» (ЕЭЭС) отражены во всем жизненном цикле создания энергоэффективного здания, за исключением ориентации целевой функции на автономное энергоснабжения в зависимости от климатических и региональных условий застройки.

Основные направления энергосбережения и возможные результаты применения энергосберегающих мероприятий в соответствии с имеющимся опытом для зданий усадебного типа систематизированы и приведены на рис. 2. При реализации нескольких энергоэффективных мероприятий «эффективность» должна определятся специальным расчетом и может быть меньше показанной на рис. 2

до 55% и более

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Рис. 2. Комплексный анализ энергоэффективных мероприятий:

1-использование естественного и искусственного ландшафта с озеленением ограждающих конструкций здания, 2-рациональная ориентация здания по сторонам света, 3-применение компактных и рациональных объемно-планировочных решений здания, 4-использование блокировки зданий (строительство танхаузов), применение атриумов, 5- использование принципа теплового зонирования жилого пространства здания, 6-уменьшение отапливаемой площади здания за счет выноса подсобных помещений в подвальное пространство, 7-дополнительное секционирование входных тамбуров, 8-

пассивное использование солнечной энергии (стена Тромба, гелиотеплицы), 9-применение активных гелиосистем (солнечных коллекторов, ФСМ) в сочетании с пассивными, 10-применение тепловых насосов, использующих тепло грунта или тепло удаляемого вентиляционного воздуха, геотермальных зондов или грунтовых коллекторов, 11-применение вентилирующихся энергоэффективных окон, 12-ликвидация "мостиков холода" через оконные откосы, 13-применение деревянных ставень с наружной стороны окна, 14-исполъзование систем основанных на децентрализованном теплоснабжение с автоматическим регулированием температуры внутреннего воздуха, 15-применение приточно-вытяжных систем с механическим побуждением и с утилизацией тепла отработанного воздуха, 16-использование энергоэффективного бытового оборудования, ресурсосберегающих изделий в системах водоснабжения, отопления, вентиляции, 17-применение систем лучистого отопления, 18-проектирование воздушных систем отопления, 19-использование вторичных илирециркулированных материалов, 20-учет аэродинамического режима застройки, 21-возведение долговечных зданий (со сроком службы не менее 100 лет). Глава 2. В данной главе рассмотрены принципы формирования современных конструктивных решений ограждающих конструкций, обеспечивающих минимум тепловых потерь автономного энергоэффективного дома усадебного типа. В качестве примера использован экспериментальный дом усадебного типа, построенный научным коллективом кафедр факультета Строительства и управле-

ния недвижимостью ГОУ ВГТО КубГТУ в поселке Черноморском Краснодарского края, в соответствии с государственной программой «Экологически чистая энергетика». Общая площадь экспериментального жилого дома, представленного на рис.3, составила 179 м2, отапливаемая - 90 м2. На юго-западной ориентации ската двускатной крыши здания установлены ФСМ серии «БС ЖЦПИ. 564186.010», произведенные отечественным предприятием ОАО «Сатурн», а) б)

Рис. 3. а) план первого этажа на отметке 0.000; б) план мансардного этажа на отметке +2.800; в) разрез 1-1; г) общий вид экспериментального дома.

В базовое решение проекта автор внес следующие изменения: запроектировал эффективные ограждающие конструкции (рис.4, 5), позволяющие увеличить полезную площадь помещений и снизить теплопотери здания; предложил со-

временное планировочное решение внутреннего пространства; предусмотрел возможность установки второго света на веранде; использовал подвальное помещение для установки элементов АСЭ на основе ФСМ; предусмотрел современную систему климатизации здания, учитывающую климатические особенности Краснодарского края.

а) б)

Рис.4, а) расчетная схема перекрытия 1-го этажа над не отапливаемым подвалом:

1-доски для покрытия полаЛ = 0,14Вт/(м-0с), 2-маты минераловатные прошивные X = 0,052Вт/{м°с);, 3-деревянные лаги Я = 0,14йя/(л»°с), 4- керамическое теплоизоляционное покрытие «Изоллат» Л = 0,002Вт/(м-"с), 5- стяжка из цементно-песчаного

раствора Л = 0,7 6Вт/(м-° с), 6- ж/б монолитное перекрытие Л = 1,92Вт/(м-° с); б) расчетная схема чердачного перекрытия: 1- керамическое теплоизоляционное покрытие «Изоллат» Л = 0,002Вт/(м-°с), 2-гипсокартонЛ = 0,19Вт/(м-°с), 3- подшивная доска Л = 0,14Вт/(м °с), 4- маты минераловатные прошивные Л = 0,052Вт/(м-°с), 5-балка перекрытия Л = 0,145т/(м-°с).

Рис. 5. Расчетная схема готовой стеновой ограждающей конструкции: 1- керамче-ское теплоизоляционное покрытие «Изоллат» X = 0,002Вт/(м°с), р = 0,002 - 0,03л«г/(м-ч- Па); 2- цементно-песчаныйраствор Л = 0,76Вт/(м-°с), ц = 0,09мг/(м-ч-Па); 3- полистиролбе-тонЛ = 0,\4Вт1{м°с), ^ = 0,075мг/(м-ч-Па); 4- теплоизоляционное комбинированное покрытие Изоллат + стеклохолст ИПСТ1000 -1 вариант (либо только «Изоллат» -2 вариант); 5- керамзитобетонЛ = 0,67Вт/(м°с), и = 0,09мг/{м-ч-Па); 6- цементно-ишхковый раствор Л = ом Вт /{м-'С), /и = 0,14 мг ¡{м ■ ч - Па). Расчетные схемы эффективных ограждающих конструкции разработаны с

использованием современных теплоизоляционных материалов (Изоллат, Изоллат

+ стеклохолст). Общее сопротивление теплопередаче перекрытия над техническим подвалом составило = 3,74м2-°С/Вт, чердачного перекрытия -R0 = $,Юм2-"а Вт . Применяемая в конструкциях пароизоляция может иметь фольгированное покрытие, отражающее тепловое излучение.

Анализ ряда работ (Гагарина В.Г., Козлова В.В., Берегового A.M. и др.) показал, что приведенные сопротивления теплопередачи многослойных стеновых конструкций с эффективными утеплителями, как правило, не удовлетворяют нормируемому значению ввиду малой величины коэффициента теплотехнической однородности (из-за наличия неучтенных теплопроводных включений). Следовательно, необходимо совершенствовать теплопроводные включения.

Проведены экспериментальные исследования разработанной запатентованной стеновой ограждающей конструкции (патент на полезную модель № 72000 РФ), представленной на рис.6, с целью определения общего приведенного сопротивления теплопередаче в лабораторных условиях.

Рис. 6. а) кладочная модель с использованием основного и половинного строительного кладочного блока; б) общий вид конструкции, помещенной в климатическую камеру КТЛК-1250.

По полученным экспериментальным данным выявили характер распределения температур и величин фактической и максимальной упругости водяного пара по сечениям стены (рис 7). Повышение весовой влажности в зоне возможной конденсации водяных паров «теплопроводного включения» за период влагона-копления для условий г. Краснодара (рис 7,г) не превышает предельно допустимого приращения влаги в керамзитобетоне (5%) и теплоизоляционном комбинированном покрытии Изоллат + стеклохолст ИПСТ 1000 (3%).

Рис. 7. Распределение температур и величин фактической и максимальной упругости водяного пара в «однородной» зоне (зона 1) и в «теплопроводном включении» (зона II): а, б-базовое решение стеновой конструкции; в - с нанесением штукатурных слоев с наружной и внутренней стороны; г-с покрытием штукатурных слоев теп-поизолятором «Изоллат» с паропроницаемой способностью снаружи и с внутри -

паронепроницаемой.

На основании обработки экспериментальных данных фрагмента ограждающей конструкции приведенное сопротивление теплопередачи составило Лпрт = 2,53м2 "С/ Вт, с учетом теплоизоляционных отделочных слоев -

= 4,60м2-"С/Вт, что в 2 раза превышает требуемое значение для условий г. Краснодара. Высокие сопротивления теплопередачи ограждающих конструкции позволяют значительно снизить эксплуатационные расходы здания.

Произведен расчет несущей способности комплексного стенового решения (рис.5 (2 вариант)) с учетом воздействия сейсмических сил. Рассматриваемое сечение конструкции обладает необходимой прочностью, т.к. усилия от расчетных нагрузок не превышают усилий, воспринимаемых сечением при расчетных сопротивлениях материалов с учетом коэффициентов условий работы. Данное положение позволяет использовать конструктивное решение как несущее для возведения домов усадебного типа до 3-х этажей включительно.

Проведен расчет технико-экономических показателей различных вариантов конструктивных решений стеновых конструкций с ж/б сердечниками и представлен в таблице 1. В сравнительном анализе рассмотрены следующие варианты: 1 вариант - стеновая конструкция из обыкновенного кирпича с ж/б сердечником, с теплоизоляционным навесным фасадом (плиты полужесткие минерало-ватные) и тонким штукатурным слоем, = 2,41м2 °С/Вт; 2 вариант - из керам-зитобетонных блоков с ж/б сердечником, с теплоизоляционным навесным фасадом (плиты полужесткие минераловатные) и тонким штукатурным слоем, Я0 = 2,6мг-"с/Вт; 3 вариант- рис.5 теплоизоляция ж/б сердечника выполнена из комбинированного покрытия «Изоллат+стеклохолст», Я0 = 2,60м2 °С/Вт; 4-вариант — рис. 5 теплоизоляция ж/б сердечника и фасадное покрытие - из «Изоллата» с Л0 = 2,49м2-0 С/Вт.

Таблица 1

№ п/п Наименование показателей Единица измерения Значения по вариантам (единица возводимой конструкции 1,55 м2)

1 2 3 4

1 Трудоемкость осуществления чел.- час 16,07 14,18 12,04 10,99

вариантов: чел -да. 1,96 1,73 1,47 1,34

2 Сметная стоимость материалов руб. 3456,76 3625,73 3421,97 3783,87

3 Прямые затараты руб. 5274,63 5306,40 4858,09 5126,13

4 Накладные расходы руб. 1708,37 1536,83 1331,06 1242,36

5 Сметная прибыль руб. 1070,17 959,31 805,73 753,28

6 Сметная стоимость строительно-монтажных работ (прямые затра-ты+накладные расходы+сметная прибыль) руб. 8053,17 7802,53 6994,88 7121,77

На основании проведенного расчета технико-экономических показателей можно сделать вывод, что предложенные конструктивные решения ограждаю-

щей конструкции, вариант №3,4, (табл. 1) экономически целесообразны и менее трудоемки.

На основе анализа подобных решений (разновидностей несъемной опалубки, колодцевой кладки и др.) делаем вывод, что запатентованная автором кладочная модель позволяет, с одной стороны, существенно повысить теплотехнические показатели ограждающих конструкций с теплопроводными включениями путем исключения «мостиков холода», с другой, снизить трудоемкость кладки и повысить ее технологичность.

Произведен сравнительный анализ расчетного расхода тепловой энергии на отопление экспериментального здания за отопительный период (таблица 2). В сравнительном анализе рассмотрены варианты теплозащиты: 1 вариант - ограждающие конструкции и планировочные решения построенного дома; 2 вариант - эффективные конструкции и принятые планировочные решения (в стеновой конструкции теплоизоляция ж/б сердечника выполнена из «Изоллата», рис. 5); 3 вариант - принятый к проектированию с использованием представленных схем ограждающих конструкций и планировочного решения (рис. 3-5). Ориентация здания во всех вариантах принята в соответствие с рис. За.

Таблица 2

№ Показатель Обозначение и размерность показателя Норма Расчетное значение 1 вариант Расчетное значение 2 вариант Расчетное значение 3 вариант

Теплотехнический показатель

1 Общий коэффициент теплопередачи здания Кт, Вт Км1-"С) - 0,58 0,55 0,538

Теплоэнергетические показатели

2 Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопит. период а'.мдж - 25800 24310 23513

3 Удельный расход тепловой энергии на отопление здания чТ, кЦжЦмх-°С-сут), 138,7 (140,6) 112,51 100,7 97,41

Сопоставление с нормативными требованиями

4 Величина отклонения расчетного значения от нормативного. Класс энергетической эффективности. ч? -20% высокий -27,4% высокий -30% высокий

Использование буферных зон в здание позволяет сократить удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период до 6%.

Глава 3. Третья глава посвящена математическому планированию эксперимента по определению зависимостей мощности ФСМ от его освещенности, а также разработке годовой модели реально вырабатываемой мощности ФСМ для условий г. Краснодара. На рис. 8а представлен вид ФСМ, установленного на крыше здания ГОУ ВПО КубГТУ, ориентированного на юго-запад, с КПД - 10,5 %.

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 800' Освещенность Лк

Рис. 8. Общий вид ФСМ, установленного на крыше здания КубГТУ (а); график зависимости мощности модуля от его освещенности (б).

Факторы, влияющие на вырабатываемую мощность ФСМ, зависят от случайных процессов изменения метеорологических условий и детерминированного процесса движения солнца по небосводу. В работе, в качестве объекта математического планирования эксперимента принимаем пассивный эксперимент с детерминированной составляющей, а полученная модель является вероятностно -детерминированной.

В процессе работы изучали и определяли силу связи (коэффициент парной корреляции) между следующими экспериментальными данными: время суток, напряжение, сила тока, мощность и освещенность ФСМ. Наибольшая сила связи Гцгаё=0,997 установлена в результате статистической обработке экспериментальных данных между такими показателями как сила тока, мощность ФСМ и его освещенность. В дальнейшем изучали данные показатели и их изменения по экспериментальным данным за 2006-2007 года. По этим данным построили зависи-

мость между освещенностью и мощностью, вырабатываемой модулем. Экспериментальные данные и выявленная математическая зависимость между освещенностью и мощностью модуля представлена в виде графической зависимости на рис.8 б. Как видно из представленной графической зависимости, эта функция в указанных экспериментальных пределах носит линейный характер, что позволяет использовать стандартные методы статистического анализа для расчета этого регрессионного уравнения.

Таким образом, функциональная зависимость представлена следующим уравнением:

£>(£) = 0.0008514 -Е (1)

где: Ог(Е) - зависимость мощности ФСМот его освещенности;

Е - освещенность ФСМ, 1х.

Определяли на основании астрономических моделей положение солнца над горизонтом в районе г. Краснодара по дням экспериментального периода наблюдений (2006-2007 гг.). Обобщали эти данные на основе параболической зависимости изменения мощности, вырабатываемой ФСМ, и освещенности в течение дня. Определяли средние показатели по световому дню для экспериментального периода, учитывая ранее выявленную линейную зависимость между показателями мощности ФСМ и его освещенности. Учитывая, что освещенность и мощность ФСМ зависит от положения солнца над горизонтом и облачности в момент времени, определили коэффициент пропорциональности и его разброс между интегральным азимутальным положением солнца в течение светового дня и экспериментально установленной мощностью за период наблюдений. Анализируя этот разброс, преобразуя его к нормальному закону распределения, определили стандартное отклонение. В этом случае знак коэффициента не должен меняться в интервале среднее арифметическое ± 3 стандартного отклонения. Для выполнения этого условия экспериментальный коэффициент пропорциональности преобразовали в степенной и проверяли его соответствие экспериментальным данным.

Среднее положение солнца над горизонтом определяется интегральным азимутом, связанным с освещенностью параболической зависимостью, и получаемым по астрономическим формулам, использование которых усложняется из-за их весомости. Поэтому в работе предлагается упрощенная синусоидальная зависимость положения солнца над горизонтом. Интегральный азимут (1азм), имеет синусоидальную зависимость, которая может быть выражена формулой:

^ =5,617 +3,444-Ли

д

-+4,910

(2)

„ 58.642

Где: Д— порядковый номер дня в году.

Согласно разработанной автором математической модели получили следующие пределы изменения мощности ФСМ (Рфс/4) в течение года:

РфСМ ~

5,617+ 3,444-Ли

Д

58.642

+ 4,910

О 749 \/<>.<*н 2,218 ±2,230 --^=-1 Вт(Ъ)

Эта зависимость отражена на графике (рис.9) в виде размаха значений вырабатываемой мощности ФСМ по дням года.

-(мн — юред —1ыже

Рис. 9. Изменение среднесуточной мощности в течение года.

Таким образом, реально выдаваемая мощность одного ФСМ (РфсмЩ)) для условий г. Краснодара определяется по упрощенной формуле:

Рфсм(Д) = 01.741 ■ sin(0,017-Д + 4,91)+19,15)вт (4)

Где: Д— порядковый номер дня в году.

Интегрируя эту зависимость по дням года, рассчитали количество вырабатываемой энергии одним ФСМ, которое составило 169 кВт-час/год.

Глава 4. В данной главе проведен функционально-стоимостной анализ автономной системы энергоснабжения (АСЭ) экспериментального здания. Рассчитана среднесуточная нагрузка потребителя с общей площадью дома, равной 179 м2 (отапливаемая площадь- 90 м2), и выбрана система климатизации здания на основе 2-х инверторных сплит-систем фирмы Mitsubishi, серии Heavy SRK20ZGX-S/SRC20ZGX-S, с производительностью по теплу 4,8 кВт, работающих на отопления до -20 °С наружного воздуха и инфракрасного обогревателя «Эколайн» серии ЭЛЛ 03R, установленного в совмещенном санузле.

В результате анализа автономного потребителя, расчетная нагрузка потребителя составила за сутки- 42,1 кВт-час/сут. и за месяц отопительного периода (30 дн.) - 1225,8 кВт-час/мес. За «теплый» период расчетная нагрузка составила за сутки - 35,72 кВт-час/сут., и за месяц (30 дн.) - 1035 кВт-час/мес. Таким образом, годовой расход энергии экспериментальным домом на 1 м2 отапливаемой площади составил около 150 кВт-ч/(м2-год).

Среднесуточная нагрузка представлена в виде графика суточного энергопотребления за день отопительного и «теплого» периода (рис. 10). Как видно из представленного графика (рис. 10), большая часть затрат электроэнергии приходится на утренние и вечерние часы, что обуславливает необходимость использования аккумуляторных батарей и резервного бензогенератора.

Согласно расчетам, стоимость энергии (рублей за 1 кВт-час), вырабатываемой ФСМ составила 1 руб. 19 коп.; бензогенератором GESAN G 12000 Н, с четырехтактным двигателем Honda GX620 мощностью 9,6 кВт - 11 руб. 28 коп.; аккумуляторной батареей типа OPzS SOLAR 210, напряжением 12 Вольт и емкостью 210 ампер, - 3 руб. 98 коп. Стоимость выработки и хранения электроэнер-

гии в наиболее выгодной системе ФСМ - аккумуляторе составляет, при полном резервировании, 2 руб. 59 коп.

мощность. Вт

Рис. 10. Распределение нагрузки по часам в течение суток отопительного (голубой цвет) и «теплого» периода (желтый), Вт.

На основании функционально-стоимостного анализа автором произведен расчет необходимого числа модулей и аккумуляторов в этой системе. Получен следующий набор основных элементов системы энергообеспечения жилого дома: 12 стационарных аккумуляторных батарей напряжением 12 Вольт и емкостью 210 ампер часов каждая, 170 фотоэлектрических модулей и резервный бензогенератор. Время работы резервного источника (бензогенератора) составляет не более 10-14 суток в году. Суммарная стоимость основных элементов АСЭ, согласно расчетам настоящего времени, составила 866 500 рублей.

Срок окупаемости основных затратных элементов АСЭ (ФСМ, АКБ, БГУ) с учетом индексации цен на электроэнергию от традиционных источников на 2010-2011 года (повышение на 18% и 20% соответственно), составляет от 8,5 до 9 лет, при этом расчетный срок службы АСЭ составляет 15лет. Если экспериментальное здание предназначено для коммерческого использования (сдача в аренду), то срок окупаемости составит 7 лет. Представленная АСЭ применима для жилых зданий с отапливаемой площадью до 150 м2.

Аккумуляторы

У стансвк а гара* шйного питания

Инвертор

Инвертор

УСИ&

Шины гарантий

:2 иЗ категории

-юго питания

потребители 1 категории

Схема автономной системы энергоснабжения экспериментального жилого дома и рекомендуемое расположение элементов АСЭ в структуре здания пред-

ставлены на рис. 11.

Модули БС ЖЦПИ 564186 010 (фотозпеетрмеекий генератор)

КЗ- контроллер заряда, БГУ- бензогенераторная установка, УСИиУ- устройство сбора информации и управления.

Рис. 11. Схема АСЭ экспериментального жилого дома (а); расположение элементов АСЭ в структуре дома (б).

Предложенная АСЭ позволяет обеспечить устойчивое снабжение электроэнергией экспериментального жилого дома на основе солнечной энергии современного промышленного изготовления, что влечет за собой практически полную автономию и минимальное воздействие на экосистемы.

Стоимостные показатели вырабатываемой мощности различными фотоэлектрическими модулями (ФСМ) представлены на рис. 12. Для нахождения оптимального КПД ФСМ рассчитали эффективность модуля (условный доход), представляющий собой стоимость электроэнергии, снимаемой с 1м 2 ФСМ. После дифференцирования уравнения линии тренда (рис. 12) и приравнивания полученного значения к нулю, нашли оптимальное значение КПД равное 22%. что говорит об эффективном использовании модулей с сеткой КПД 20-25%.

на основе аморфного кремния КПД 6-7%

-В- на основе теллурида кадмия КПД 7-8%

--на основе

поликристалличсского кремния КПД 11-14% на основе

монокрнсталлнчсского кремния КПД 12-15% —♦—с солнечным концентратором КПД 20-25%

-В-с солнечным концентратором КПД до 36%

—на основе гетерогенной субстанции КПД 31-54%

Рис. 12. Оптимальный доход ФСМ с различным КПД.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Проведенный анализ распределения возобновляемых источников энергии на территории Краснодарского края показал высокую эффективность и целесообразность использования солнечной энергии в автономных системах энергоснабжения (АСЭ) «солнечных» домов усадебного типа; неравномерность поступления солнечной радиации диктует необходимость использования не только накопителей энергии, но и дополнительных резервных источников в АСЭ.

2. На основе систематизированных энергосберегающих мероприятий для домов усадебного типа было установлено, что из всего рассмотренного комплекса таких мероприятий применение активных и пассивных гелиосистем дает наибольший энергосберегающий эффект (до 55% и более) в зависимости от поставленной задачи; использование принципа теплового зонирования жилого пространства экспериментального здания позволяет снизить потребность энергии на 6% по сравнению с традиционной застройкой.

3. Применение предложенных объемно-планировочных и конструктивных решений экспериментального здания позволяют придать высокий класс энергетической эффективности с 30% величиной отклонения от нормативного значения удельного энергопотребления.

Условный доход, руб.

4. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования теплотехнических свойств эффективных ограждающих конструкций зданий, разработанные автором, позволяют рекомендовать конструктивные решения для массового строительства энергоэффективных домов усадебного типа; технические решения стеновой ограждающей конструкции с железобетонным сердечником, не являющимся «теплопроводным включением», обеспечивают необходимые прочностные качества зданий с учетом сейсмических воздействий, и являются экономичнее на 10-15% по сравнению с наиболее часто применяемыми в усадебной застройке стеновыми решениями; расположение слоев, выполненных из современных теплоизоляционных материалов (Изоллат, Изоллат+стеклохолст ИПСТ 1000) в толще и на поверхности разработанного стенового ограждения не вызывают значимой конденсации водяных паров.

5. Проведенные экспериментальные исследования и моделирование фотоэлектрического солнечного модуля (ФСМ) позволили определить и составить:

- функциональную зависимость между освещенностью и мощностью ФСМ;

- программу, реализующую алгоритм расчета азимутального положения Солнца по заданному географическому положению и времени года;

- упрощенную формулу для расчета мощности в заданный день года и модель вырабатываемой фотоэлектрическим модулем мощности в годовом цикле для климатических условий г. Краснодара.

6. Проведенный функционально-стоимостной анализ автономной системы энергоснабжения экспериментального дома позволил установить необходимое число элементов автономной системы энергоснабжения для устойчивого и бесперебойного энергоснабжения для климатических условий Краснодарского края и найти оптимальное значение КПД фотоэлектрических солнечных модулей, используемых в жилищном строительстве.

7. Установлено, что разработанная автономная система энергоснабжения (АСЭ) экономически целесообразна при отсутствии возможности подключения к централизованной системе энергоснабжения, возведении экопоселений, объектов коммерческого назначения, реконструкции жилого фонда, строительстве в условиях рельефа Черноморского побережья и может применяться для зданий уса-

дебного типа с отапливаемой площадью до 150 м2 в климатических и региональных условиях юга России, в том числе Краснодарского края; суммарная стоимостью основных затратных элементов АСЭ, согласно расчетам настоящего времени, составила 866 500 рублей, при расчетном сроке службы 15 лет и сроке окупаемости от 7 до 9 лет.

Исследования велись в рамках программы департамента по вопросам топливно-энергетического комплекса Краснодарского края в области энергосбережения и использования ВИЭ для строительства экологически чистых селитебных территорий Краснодарского края. Основные положения диссертационной работы использованы для проектирования и строительства энергоэффективных жилых домов с применением автономных систем энергоснабжения на основе солнечной энергии Краснодарской региональной общественной организацией «Союз архитекторов России» (КРОСАР) и приняты к внедрению ООО «Архитектурно-строительной проектной мастерской» г. Краснодар и ООО «Специальные технологии» г. Екатеринбург.

Основные положепия диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Иванченко В.Т., Онищенко C.B. Автономные энергоэффективные жилые дома усадебного типа // Труды Кубанского государственного технологического университета, том XXIV, выпуск 2 - Краснодар, 2005 г. С. 90-92.

2. Иванченко В.Т., [Шп илевой H.A.J Онищенко C.B. Автономные энергосберегающие дома усадебного типа // Инновационная деятельность как основа экономического развития региона: Материалы научно-практической конференции-г. Краснодар, Краснодарский ЦНТИ, 2006 г. С.83-85.

3. Иванченко В.Т., [Шпилевой Н.А.|,Онищенко C.B. Автономные энергоэффективные жилые дома усадебного типа // Город и экологическая реконструкция жилищно-коммунального комплекса XXI века: Четвертая Международная научно-практическая конференция - Москва: МИКХиС, 2006 г. С 471-473.

7. Патент на полезную модель № 72000 РФ. Строительный блок / Иванченко В.Т., Онищенко C.B.

4. Онищенко C.B. Эффективные ограждающие конструкции // Жилищное строительство. 2008. № 6. С. 32-33.

5. Онищенко C.B. Автономные энергоэффективные здания усадебной застройки // Жилищное строительство. 2008. № 7. С. 7-8.

6. Онищенко C.B. Автономная система энергоснабжения жилого дома // Жилищное строительство. 2008. № 9. С. 10-12.

КОПИ-ЦЕНТР св. 7:07:10429 Тираж 100 г. Москва, ул. Енисейская, д.36 тел.: 8-499-185-7954, 8-906-787-7086

Введение

Глава 1. Опыт проектирования и строительства автономных энергоэффективных жилых домов усадебного типа. Современное состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Современные тенденции в проектировании и строительстве малоэтажного сектора.

1.2. Современные инженерно-технические системы на основе солнечной радиации в жилищном строительстве.

1.3. Оценка возобновляемых источников энергии (ВИЭ) юга России.

1.4. Развитие и анализ российских и европейских строительных норм по энергоэффективности зданий.

1.5. Развитие отечественных энергоэффективных зданий.

1.6. Комплексный подход к проектированию и строительству автономных энергоэффективных зданий усадебного типа.

1.7. Вывод из обзора литературы, задачи исследования.

Глава 2. Применение и обоснование эффективных объемно-планировочных и конструктивных решений экспериментального жилого дома.

2.1. Современные требования и обоснование объемно-планировочного решения автономного энергоэффективного жилого дома усадебного типа.

2.2 Создание эффективных конструктивных решений ограждающих конструкций экспериментального дома.

2.3 Теоретические и экспериментальные исследования стеновой ограждающей конструкции.

2.3.1. Изготовление, подготовка и проведение испытаний стеновой ограждающей конструкции.

2.3.2. Методика испытаний, аппаратура и оборудование.

2.3.3. Проведение испытаний и обработка результатов стеновой ограждающей конструкции.

2.3.4. Анализ влажностного состояния конструкций, оценка несущей способности.

2.3.5. Технико-экономическая оценка результатов исследований.

2.4. Расход тепловой энергии на отопление экспериментального здания за отопительный период и выбор системы климатизации.

2.5. Выводы по главе 2.

Глава 3. Проектирование экспериментального здания с активной солнечной системой на основе фотоэлектрических солнечных модулей.

3.1 Применение фотоэлектрических систем в жилищном строительстве.

3.2 Расчет эффективной мощности фотоэлектрического солнечного модуля (ФСМ) по освещенности.

3.3 Математическая модель положения солнца над горизонтом.

3.4 Статистическое моделирование параметров ФСМ от времени светового дня.

3.5 Оценка КПД ФСМ и обоснование составляющих элементов автономной системы энергоснабжения (АСЭ).

3.6 Моделирование ФСМ в годовом цикле для климатических условий г. Краснодара.

3.7 Выводы по главе 3.

Глава 4. Функционально-стоимостной анализ экспериментального «солнечного» здания усадебного типа с автономной системой энергоснабжения.

4.1 Анализ автономного потребителя и выбор системы климатизации зда

4.2 Подбор элементов автономной системы энергоснабжения (АСЭ) экспериментального жилого дома, срок окупаемости.

4.3 Принцип и схема работы активной солнечной системы здания и стоимостной анализ фотоэлектрической составляющей.

4.4 Выбор и обоснование элементной базы энергообеспечения дома

4.5 Выводы по главе 4.

Актуальность темы диссертации. В настоящее время в мировой строительной практике доминирующим критерием качества проекта здания является его энергопотребление. В современных российских условиях на первое место выдвигается проблема не стоимости строительства, а стоимости эксплуатации возводимого и существующего жилого фонда страны и ответственности за несоблюдения архитектурно-строительных нормативов.

Наша страна, являясь одной из самых богатых стран мира по запасам топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), имеет самую энергорасточительную экономику, занимая по этому показателю 11-е место в мире. Энергоёмкость ВВП в России выше, чем в США и странах Западной Европы в 2-4 раза, эффективность использования электрической и тепловой энергии ниже соответственно в 2-6 раз.

Сейчас наращивание строительной отрасли за счет повышения загрузки производственных мощностей, построенных еще в советские годы, без масштабного строительства новых энергосистем или эффективного использования ТЭР, может привести к энергетическому кризису. В нынешней ситуации в строительной индустрии России приоритетным направлением должно быть эффективное использование ТЭР и произведенной энергии, а не наращивание объемов их добычи и производства. Важной причиной расточительства ТЭР является неэффективное использование энергии в жилищно-коммунальном хозяйстве, в строительстве и промышленности. Ресурс повышения энергоэффективности в России в 3-4 раза больше ресурса наращивания производства первичных энергоносителей. Поэтому повышение эффективности использования энергии, начиная от производителя и заканчивая потребителем энергоресурсов, является важнейшей задачей в строительной индустрии.

Потенциал энергосбережения в России в различных секторах экономики составляет около 40% современного энергопотребления, или 360-435 млн. т.у.т. При этом 205-250 млн. т.у.т. сосредоточено в промышленном и жилищно-строительном комплексе [1].

Низкая эффективность использования энергии является также причиной высоких цен на услуги ЖКХ и ведет к снижению экономической доступности жилищно-коммунальных услуг. В условиях непрерывного повышения стоимости коммунальных услуг вопрос энергосбережения приобретает особое значение. Тарифы на услуги ЖКХ в России в 2009 году выросли в среднем на 22-23%, а в 2010-2011 году увеличатся на 18 - 20% в соответствии с государственной стратегией, направленной на достижение «равной доходности» с экспортными поставками [2]. К примеру, тарифы на газ и электроэнергию в Краснодаре выросли на 27,2-27,6% [3]. Многие регионы нашей страны уже крайне энергодефицитны, о чем свидетельствуют трудности присоединения объектов нового строительства по причине отсутствия мощностей и значительной перегрузки трансформаторных подстанций и электрических сетей. Около 90 % гражданских зданий подключены к централизованной системе энергоснабжения, при этом средняя энергетическая эффективность централизованной системы теплоснабжения составляет около 50%, т.е. около половины тепловой энергии достигает потребителя, тогда как потери при транспортировке энергии в странах ЕС составляют не более 5-10% [1]. Необходимо отметить, что рост тарифов на отопление и горячее водоснабжение обусловлен, в том числе, за счет включения в себестоимость этих услуг стоимости всех потерь. Как показали исследования [4], доля сверхнормативных потерь в себестоимости 1 Гкал может составить 47-63%. Таким образом, в нашей стране имеет место избыточная добыча ТЭР, способствующая стремительному развитию техногенеза и техносфер. Аварии на Чернобыльской АЭС и Саяно-Шушенской ГЭС, «газовый конфликт» между Украиной и Россией заставляют задуматься о целесообразности крупной централизованной энергетики.

Энергопотребление в России на один квадратный метр жилья за год составляет около 400 кВт-ч/(л!2 -год) в многоквартирных домах и около 600 кВт-ч/{м2 -год) в частном секторе, против энергопотребления в западных странах со схожим климатом (Швеция, Финляндия, Германия, Нидерланды), в обычных домах - 120-150 кВт-ч/{лг -год) и энергоэффективных- 45-60 кВт-ч/{л12 -год) [5]. Это не удивительно, потому что в России объем выпуска теплоизоляционных материалов на 1000 жителей составляет 120 мЗ, тогда как в Японии — 350 мЗ, Финляндии — 416 мЗ, США — 496 мЗ.

Таким образом, резервы энергосбережения только в существующем фонде гражданских и промышленных зданий и сооружений существенны. Такое положение с энергоэффективностью свидетельствует о необходимости рационального и экологически ответственного использования энергии и энергоресурсов. При этом возникает необходимость в развитии малой энергетики, а именно, в разработке автономных систем энергоснабжения (АСЭ) жилых зданий на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Внедрение малой энергетики целесообразно в малоэтажный сектор, что обеспечит рациональное использование ТЭР.

В июне 2008 года Президент России Д.А. Медведев подписал указ, согласно которому энергоемкость российской экономики к 2020 году должна быть снижена на 40 % по сравнению с 2007 годом. Проектирование и строительство автономных энергоэффективных домов нового поколения согласуется с комплексом разработанных национальных программ, направленных на эффективное использование ТЭР. Значительно увеличить в ближайшей перспективе объемы жилищного строительства в городах и населенных пунктах, в соответствии с федеральной программой «Доступное и комфортное жилье», целесообразно малоэтажной застройкой с одновременным повышением «качества» возводимых объектов [6]. При активном участии государства, путем создания энергоэффективных зданий с использованием ВИЭ, возможно обеспечить экономический рост без увеличения потребления первичных энергоресурсов.

В настоящее время страны ЕС стремятся активно развивать альтернативную отрасль энергетики на основе ВИЭ. Еврокомиссия установила, что доля ВИЭ к 2020 году должна быть доведена до 20% у каждого члена ЕС. При этом Латвия увеличила долю ВИЭ в топливном балансе страны до 36%, а Швейцария до 41%. В электроэнергетике России данный показатель не превышает 1% (без учета гидроэнергетики), а по тепловой энергии составляет менее 5%. Учитывая, что Российский газ пока как основной энергоисточник экспортируется в 22 европейские страны, причем 62% поставок приходилось на государства Западной и Центральной Европы, Еврокомиссия стала обсуждать вопросы о перестройке своих энергетических систем преимущественно на нетрадиционные источники [7]. Поэтому бюджет нашей страны, ориентированный преимущественно на продажу углеводородов, в скором будущем необходимо кардинально пересматривать.

Необходимо отметить, что на саммите «Большой восьмерки», проходившем в Аквиле в июле 2009 года, развитые страны, в том числе и Россия, обязались сократить выбросы парниковых газов на 50-80% к 2050 году, по сравнению с уровнем 1990-х годов, путем внедрения энергосберегающих технологий с использованием ВИЭ в энергоемкие отрасли. Существенным направлением, позволяющим смягчить экологическую ситуацию и сэкономить природные ресурсы нашей страны, является сокращение образующихся отходов путем создания малоотходных (безотходных) технологий, преобразования строительных отходов во вторичное сырье и повторного их использования (рециклинг), примером могут служить Дания и Нидерланды.

В связи с вышеизложенным, работы, направленные на разработку объемно-планировочных и конструктивных решений, повышающих тепловую эффективность зданий, и внедрение в практику строительства возобновляемых источников энергии (ВИЭ), представляются актуальными и имеют большую научно-техническую и практическую ценность.

Цель исследования - обоснование и применение на основе комплексных исследований эффективных архитектурно-планировочных и конструктивных решений энергоэффективных жилых зданий на примере дома усадебного типа с автономной системой энергоснабжения (АСЭ) на основе солнечной энергии в климатических условиях юга России.

Задачи исследования. В соответствии с поставленной целью необходимо было решить комплекс задач:

- выявить преимущества малоэтажной застройки с использованием пассивных и активных гелиосистем и их перспективы применения в климатических условиях юга России;

- провести анализ распределения целесообразного использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ), применимых в условиях юга России, с целью выбора альтернативного источника энергии для энергоснабжения зданий;

- систематизировать и разработать методологические прииципы комплексного подхода к оптимизации энергосберегающих мероприятий и технических решений для применения при проектировании и строительстве автономных ресурсосберегающих домов усадебной застройки;

- разработать объемно-планировочные и конструктивные решения, повышающие энергоэффективность малоэтажного здания, с учетом местных климатических и региональных условий строительства;

- выполнить теоретические и экспериментальные исследования комплекса свойств наружных ограждающих конструкций, изготовленных с использованием современных эффективных теплоизоляционных материалов;

- определить потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период с целью выбора мощности системы климатизации (на примере жилого дома усадебного типа в п. Черноморском Краснодарского края);

- провести экспериментальные исследования фотоэлектрического солнечного модуля (ФСМ) с целью построения, годовой модели выдаваемой мощности для разработки автономной системы энергоснабжения (АСЭ) зданий иа основе солнечной радиации в климатических условиях Краснодарского края;

- разработать и провести функционально-стоимостной анализ экспериментального «солнечного» здания с АСЭ с учетом энергетической нагрузки автономного потребителя и провести технико-экономическую оценку характеристик ФСМ, используемых в жилищном строительстве, для нахождения оптимального значения КПД.

Объектом исследования являются малоэтажные жилые дома усадебного типа.

Предметом исследовании являются методы и способы объемно-планировочных и конструктивных решений, обеспечивающие повышение тепловой эффективности здания; разработка экспериментального здания с активной солнечной системой на основе фотоэлектрических солнечных модулей.

Методы исследований. В работе использован комплекс методов, включающий экспериментальные исследования, компьютерное моделирование, математическое моделирование с элементами математической статистики, функционально-стоимостной анализ.

Научная новизна работы включает в себя следующее:

1) теоретическое, экспериментальное обоснование и подтверждение целесообразности создания автономного энергоэффективного жилого дома усадебного типа с учетом использования солнечной энергии в климатических и региональных условиях тога России, в частности, Краснодарского края;

2) обоснование и применение наиболее рациональных объемно-планировочных и конструктивных решений энергоэффективного дома;

3) описание экономически целесообразного технического решения стеновой ограждающей конструкции с железобетонным сердечником, не являющегося «теплопроводным включением», обеспечивающего необходимые прочностные качества здания;

4) испытание и моделирование фотоэлектрической составляющей автономной системы энергоснабжения (АСЭ) экспериментального дома в климатических условиях Краснодарского края;

5) описание методики функционально-стоимостного анализа экспериментального "солнечного" здания с АСЭ, определяющей необходимое число элементов, принцип и схему работы, срок окупаемости системы энергоснабжения для устойчивого обеспечения электроэнергией автономного энергоэффективного жилого дома усадебного типа.

На защиту выносятся:

1) результаты анализа распределения возобновляемых источников энергии на территории Краснодарского края;

2) результаты систематизации оптимальных энергосберегающих мероприятий и технических решений для применения при проектировании и строительстве жилых зданий усадебного типа с пониженным энергопотреблением в отопительный период;

3) результаты обоснования объемно-планировочных и конструктивных решений энергоэффективного жилого дома усадебного типа;

4) результаты теоретических и экспериментальных исследований запатентованной стеновой ограждающей конструкции с железобетонным сердечником, не являющимся «теплопроводным включением», для возведения домов усадебного типа до 3-х этажей включительно в сейсмоактивных зонах;

5) результаты экспериментального исследования и моделирования фотоэлектрического солнечного модуля в годовом цикле для климатических условий г. Краснодара;

7) результаты функционально-стоимостного анализа экспериментального «солнечного» здания с автономной системой энергоснабжения и технико-экономической оценки характеристик фотоэлектрических солнечных модулей, используемых в жилищном строительстве.

Достоверность результатов диссертационных исследований обеспечивается использованием при испытаниях аппаратуры и оборудования, соответствующих требованиям нормативных документов, хорошим совпадением измеренных в эксперименте и полученных расчетов параметров конструкций; большим объемом выборок, использованных при статистической обработке экспериментальных данных.

Практическая ценность работы. Разработаны эффективные ограждающие конструкции, обоснованы ресурсосберегающие мероприятия по формированию архитектурно-конструктивных решений зданий, и запроектирована активная солнечная система здания, обеспечивающая устойчивое энергоснабжение автономного энергоэффективного жилого дома в климатических условиях Краснодарского края.

Реализация научных исследований.

1) Исследования проводились в рамках программы департамента по вопросам топливно-энергетического комплекса в области энергосбережения и использования ВИЭ для строительства экологически чистых селитебных территорий Краснодарского края.

2) Основные положения диссертационной работы использованы для проектирования и строительства энергоэффективных жилых домов с применением автономных систем энергоснабжения на основе ВИЭ Краснодарской региональной общественной организацией «Союз архитекторов России» (КРОСАР) и приняты к внедрению ООО «Архитектурно-строительной проектной мастерской» г.Краснодар, и ООО «Специальные технологии» г. Екатеринбург.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались:

- на общем собрании Краснодарской региональной организации «Союза архитекторов России» (КРОСАР);

- на заседаниях кафедры «Архитектуры гражданских и промышленных зданий и сооружений» ГОУ ВПО Кубанского государственного технологического университета и кафедры «Архитектуры гражданских и промышленных зданий» ГОУ ВГТО Московского государственного строительного университета.

Публикации результатов диссертации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 работ, в том числе 3 статьи в журнале, рекомендуемом ВАК, и получен патент РФ на полезную модель:

1. Иванченко В.Т., Онищенко С.В. Автономные энергоэффективные жилые дома усадебного типа // Труды Кубанского государственного технологического университета, том XXIV, вып. 2 - Краснодар, 2005 г. С. 90-92.

2. Иванченко В.Т., Шпилевой H.A.J Онищенко С.В: Автономные энер госберегающие дома усадебного типа // Инновационная деятельность как оенова экономического развития региона: Материалы научно-практической конференции- г. Краснодар, Краснодарский ЦНТИ, 2006 г. С.83-85.

3. Иванченко В.Т., [Шпилевой Н-А.|,Онищенко С-Б: Автономные энергоэффективные жилые дома усадебного типа // Город и экологическая реконструкция жилищно-коммунального комплекса XXI века: Четвертая Международная научно-практическая конференция - Москва: МИКХиС, 2006 г. С 471-473.

4. Патент на полезную модель № 72000 РФ. Строительный блок / Иванченко В.Т., Онищенко С.В.

5. Онищенко С.В. Эффективные ограждающие конструкции // Жилищное строительство. 2008. № 6. С. 32-33.

6. Онищенко С.В. Автономные энергоэффективные здания усадебной застройки // Жилищное строительство. 2008. № 7. С. 7-8.

7. Онищенко С.В. Автономная система энергоснабжения жилого дома // Жилищное строительство. 2008. № 9. С. 10-12.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка используемой литературы, включающего 116 наименований и 6 приложений. Основной текст работы изложен на 150 страницах, включая 42 рисунка и 27 таблиц.

4.5 Выводы по главе 4.

Проведенный функционально-стоимостной анализ экспериментального «солнечного» здания с автономной системой энергоснабжения (АСЭ) позволил установить следующее:

-на основе анализа среднесуточной нагрузки автономного потребителя, произведен выбор и обоснование элементов АСЭ, обеспечивающих заданный тепловой режим в здании;

- годовой расход энергии экспериментальным домом на 1 м2 отапливаемой площади согласуется с «западными» показателями и составляет 150 кВт-ч /{м2 -год);

- определена основная наименее затратная система энергоснабжения ФСМ — аккумулятор с резервным бензогенератором в АСЭ;

-экспериментальное здание имеет «плюсовое энергопотребление», т.к. годовое потребление энергии рассмотренным домом в два раза меньше выработанной АСЭ, то есть излишек произведенной электроэнергии можно сбрасывать в городские сети;

- оптимальное значение КПД фотоэлектрического модуля, используемого в сфере жилищного строительства, около 20%;

- необходимое число элементов и принцип работы АСЭ для устойчивого бесперебойного энергоснабжения здания для климатических условиях г.Краснодара;

-целесообразность использования автономных энрегоэффективных зданий с активными солнечными системами.

Заключение

1. Проведенный анализ распределения возобновляемых источников энергии на территории Краснодарского края показал высокую эффективность и целесообразность использования солнечной энергии в автономных системах энергоснабжения (АСЭ) «солнечных» домов усадебного типа; неравномерность поступления солнечной радиации диктует необходимость использования не только накопителей энергии, но и дополнительных резервных источников в АСЭ.

2. На основе систематизированных энергосберегающих мероприятий для домов усадебного типа было установлено, что из всего рассмотренного комплекса таких мероприятий применение активных и пассивных гелиосистем дает наибольший энергосберегающий эффект (до 55% и более) в зависимости от поставленной задачи; использование принципа теплового зонирования жилого пространства экспериментального здания позволяет снизить потребность энергии на 6% по сравнению с традиционной застройкой.

3. Применение предложенных объемно-планировочных и конструктивных решений экспериментального здания позволяют придать высокий класс энергетической эффективности с 30% величиной отклонения от нормативного значения удельного энергопотребления.

4. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования теплотехнических свойств эффективных ограждающих конструкций зданий, разработанные автором, позволяют рекомендовать конструктивные решения для массового строительства энергоэффективных домов усадебного типа; технические решения стеновой ограждающей конструкции с железобетонным сердечником, не являющимся «теплопроводным включением», обеспечивают необходимые прочностные качества зданий с учетом сейсмических воздействий, и являются экономичнее на 10-15% по сравнению с наиболее часто применяемыми в усадебной застройке стеновыми решениями; расположение слоев, выполненных из современных теплоизоляционных материалов (Изоллат, Изоллат+стеклохолст ИПСТ 1000) в толще и на поверхности разработанного стенового ограждения не вызывают значимой конденсации водяных паров.

5. Проведенные экспериментальные исследования и моделирование фотоэлектрического солнечного модуля (ФСМ) позволили определить и составить:

- функциональную зависимость между освещенностью и мощностью

ФСМ;

- программу, реализующую алгоритм расчета азимутального положения

Солнца по заданному географическому положению и времени года;

- упрощенную формулу для расчета мощности в заданный день года и модель вырабатываемой фотоэлектрическим модулем мощности в годовом цикле для климатических условий г. Краснодара;

6. Проведенный функционально-стоимостной анализ экспериментального здания с активной солнечной системой позволил установить необходимое число элементов, принцип и схему работы, срок окупаемости автономной системы энергоснабжения, обеспечивающей устойчивое и бесперебойное снабжения электроэнергией для климатических условий Краснодарского края и найти оптимальное значение КПД фотоэлектрического солнечного модуля, используемого в жилищном строительстве.

7. Экспериментальное энергоэффективное здание имеет «плюсовое энергопотребление», т.к. годовое потребление энергии рассмотренным домом в два раза меньше выработанной АСЭ, то есть излишек произведенной электроэнергии можно сбрасывать в городские сети.

7. Установлено, что автономное экспериментальное здание усадебного типа с активной солнечной системой на основе фотоэлектрических солнечных модулей отечественного производства, запроектированное в климатических и региональных условиях юга России, целесообразно при отсутствии возможности подключения к централизованной системе энергоснабжения, возведении экологических поселений, объектов коммерческого назначения, реконструкции жилого фонда, строительства в условиях рельефа Черноморского побережья, возведении олимпийских объектов «Сочи-2014».

8. Суммарная стоимость основных затратных элементов автономной системы энергоснабжения, согласно расчетам настоящего времени, составила 866 500 рублей, при расчетном сроке службы 15 лет и сроке окупаемости от 7 до 9 лет.

Исследования велись в рамках программы администрации Краснодарского края в области энергосбережения и использования ВИЭ для строительства экологически чистых селитебных территорий Краснодарского края. Основные положения диссертационной работы использованы для проектирования и строительства энергоэффективных жилых домов с применением автономных систем энергоснабжения на основе солнечной энергии Краснодарской региональной общественной организацией «Союз архитекторов России» (КРО-САР) и приняты к внедрению ООО «Архитектурно-строительной проектной мастерской» г. Краснодар и ООО «Специальные технологии» г. Екатеринбург.

Научно-практическая ценность достигнутых результатов в диссертационной работе позволяет рекомендовать новые архитектурно-конструктивные решения зданий усадебного типа с автономными системами энергоснабжения, имеющих высокий класс энергетической эффективности и с отапливаемой площадью до 150 м2, для массового строительства малоэтажных домов в климатических и региональных условиях юга России, в том числе Краснодарского края.

1. Ю.А. Матросов. Энергоэффективность и экология основа современных требований к теплозащите зданий // ACADEMIA. 2009г. №5 С. 283-290.2. http://www.rosbalt.ru/2008/12/03/547183 .html3. http://www.kubmarket.ni/news/view/l 5197

2. B.C. Лесовик. Экологические аспекты строительного материаловедения // Жилищное строительство. 2008г. №6 С.20-21.

3. И.В. Черешнев. Экологичные жилые дома для высокоплотной малоэтажной застройки //Жилищное строительство. 2007. № 11. С. 14-17.

4. И.В. Черешнев. Социально-экономические и экологические аспекты развития архитектуры малоэтажной высокоплотной застройки// Жилищное строительство. 2007. № 10. С. 6-9.

5. И.В. Черешнев. Принцип формирования экологичного жилища// Жилищное строительство. 2007. № 6. С. 13-15.

6. А.В. Меренков. Жилище 21 века. Интеграция с природными формами// Жилищное строительство. 2007. № 5. С. 6-7.

7. В.И. Иовлев. Жилая застройка и экология пространства// Жилищное строительство. 2007. № 5. С. 16-18.

8. Т.П. Копсова, Т.Ю. Бурова. Моделирование зеленного фильтра в общегородской структуре//Жилищное строительство. 2007. № 4. С. 16-17.

9. Т.Н. Колесникова. Тепличный производственно-жилой комплекс// Жилищное строительство. 2007. № 2. С. 20-21.

10. Г.У. Козачун., О. Г. Смык. Принципы формирования объемно-планировочных решений жилых усадебных домов с обслуживанием // Жилищное строительство. 2008г. №7 С.35-37.

11. B.C. Горбачев, A.M. Окландер. Электрическое отопление в жилых домах // Жилищное строительство. 2007г. №5 С. 19-20.

12. A. JI. Наумов. Маркировка энергоэффективности оборудования // «Экологические системы» №2 февраль 2007 г. http://www.abok.ru/forspec

13. O.K. Афанасьева. Гелиотеплицы в малоэтажном жилищном строительстве // Жилищное строительство. 2007г. №11 С. 18-20.

14. Л.П. Данилевский. Пассивный дом основное направление энергоэффективного строительства // «Архитектура и строительство» ноябрь 2006 г. http://www.ais.by/content/view/981/120/

15. А.К. Соловьев. Зимний сад — комфорт и экономия энергии // Оконные системы и зимние сады. 2003г. № 1. С. 26-29.

16. А.К. Соловьев. Солнечная архитектура // Оконные системы и зимние сады. 2003г.№ i.e. 29-31.32. http://www.solarhome.ru/ru/pv/index.htm

17. В.М.Бондаренко, Л.С. Ляхович. О нормативных требованиях к тепловой защите зданий // «Экологические системы» №3 март 2002 г. http://esco-ecosys.narod. ru/20023/artl 4.htm

18. Ю.А. Матросов. Регионы России переходят на энергетический принцип проектирования и строительства зданий, "Энергосбережение", № 2, 2002.

19. Ю.А. Матросов. Повышение энергоэффективности жилых зданий, Бюллетень ЦЭНЭФ: "Энергетическая эффективность", №35, М.,2002.

20. Ю.А. Матросов. Сравнительный анализ новых территориальных норм России по энергетической эффективности жилых зданий и нового постановления Германии // Энергосбережение, №3 и №4, М.,2002

21. Матросов Ю.А. Современное состояние нормативной базы энергоэффективности зданий в России // «Экологические системы» №3 март 2002 г. http://esco-ecosys.narod.ru/20023/art 15 .htm

22. Ю.А. Матросов. Стратегия энергосбережения в гражданских зданиях: новые подходы и решения // «Экологические системы» №4 апрель 2004 г. http://esco-ecosys.narod.ru/20044/art34.htm

23. H.M. Гусев. Основы строительной физики. М.: Стройиздат, 1975. -440с.

24. В.Н. Богословский! Строительная теплофизика. — М.: Высшая школа, 1982.-415с.

25. Шильд Е., Кассельман Х.-Ф., Дамен Г., Поленц Р. Строительная физика. -М.: Стройиздат, 1982.-296 с.

26. Ю.А. Табунщиков, Д.Ю. Хромец, Ю.А. Матросов. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений-М.: Стройиздат, 1986 г.

27. Л.Д. Богуславский. Экономия теплоты в жилых зданиях. М.: Стройиздат, 1990.

28. Луканин В.Н., Шатров М.Г., и др. Теплотехника. — М.: Высш. ппс., 2008.671 с.

29. Богословский В.Н. Аспекты создания здания с эффективным использованием энергии // АВОК.- 2001.-№5.- С.34-39.

30. Табунщиков Ю. А., Бродач, М.М., Н.В. Шилкин. Энергоэффективные здания.-М.: АВОК-ПРЕСС, 2003.- 200 с.

31. Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач. / Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий/ М.: АВОК-ПРЕСС, 2002.194 с.

32. Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач. Экспериментальные исследования оптимального управления расходом энергии // ACADEMIA. 2009г. №5 С. 277282.

33. Беляев B.C. и др. Проектирование энергоэкономичных и энергоактивных гражданских зданий.- М.: Высшая школа, 1991. — 254 с.

34. Береговой A.M. Здания с энергосберегающими конструкциями. Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук, Пенза, 2005г.- С 256-260.

35. Соловьев А.К. Физика среды. Учебник: М.: Издательство АСВ, 2008.-344с.

36. Подолян JI.A. Энергоэффекивность жилых зданий нового поколения. Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук, М., 2005г.

37. Рогатин В.А. Методы рационального проектирования односемейных загородных домов. Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук, М., 2004г. — с.21-35.

38. Еремкин А.И., Королева Т.И: Тепловой режим зданий: Учебное пособие. -М.: Издательство АСВ, 2003. -368с.

39. Чуркин Д.Н. Метод оценки эффективности теплозащитных характеристик конструкций зданий. Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук, М., 2006г. с. 94-110.

40. Кокоев М.Н. Разработка энерго-и ресурсосберегающих строительных изделий, зданий и сооружений. Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук, Нальчик, 2005г.

41. Кортес J1. Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (для условий Мексики). Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук, С.Петербург, 2004г.

42. Федянин В.Я. Оценка эффективности использования возобновляемых источников энергии в системах теплоснабжения для условий юга западной Сибири. Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук, Барнаул, 2004г.

43. Нойферт П., Нефф Л. Проектирование и строительство. Дом, квартира, сад: Перевод с нем.- Третье изд., переработанное и дополненное: М.: Издательство «Архитектура-С», 2008 - 264с.

44. Б.З.Токарь, Л.Г. Вейцман. Тепловая эффективность различных типов малоэтажных жилых зданий // Жилищное строительство. 1986. №З.С.15-16.

45. И.В. Черешнев. Повышение энергоэффективности жилых зданий // Жилищное строительство. 2007. №2. С.8-10.

46. С.И.Колоколов. О новых теплоизоляционных изделиях // Жилищное строительство. 2007. №8. С.27-28.84. www.hvac.ru/topics/eez/e4/4.htm.

47. Н.Д. Данилов, А.А. Собакин. О теплозащитных свойствах заполнений светопроемов // Жилищное строительство. 2008. №9. С 28-30.

48. A.M. Сайфутдинова, В.Н. Куприянов. Особенности естественного воздухообмена жилых помещений // ACADEMIA. 2009г. №5 С. 319-325.

49. Т.А. Дацюк. Инженерные аспекты энергосбережения зданий // ACADEMIA. 2009г. №5 С. 326-328.

50. В.В Козлов. Исследование теплотехнических свойств теплоизоляционного фасада с тонким штукатурным слоем в зоне расположения дюбеля // ACADEMIA. 2009г. №5 С. 346-354.

51. В.К. Савин, Н.В. Савина. Два способа увеличения жилищного фонда страны при неизменных энергетических затратах на строительство и эксплуатацию зданий // ACADEMIA. 2009г. №5 С. 385-388.90. http://www.osb.ru/

52. Отчет о НИР. Поиск эффективных материалов и создание конструкций зданий с максимальным использованием возобновляемых источников энергии, Краснодар 1988г- 162 с.

53. Иванченко В.Т., Онищенко С.В. Автономные энергоэффективные жилые дома усадебного типа // Труды Кубанского государственного технологического университета, том XXTV, выпуск 2 Краснодар, 2005 г. С. 90-92.

54. ГОСТР 51597-2000 Нетрадиционная энергетика, модули солнечные фотоэлектрические. М., Госстандарт 2000 г.

55. В.А. Езерский. П.В. Монастырев. Тепловой комфорт помещений термо-модернизированных зданий // Жилищное строительство 2007. № 3. с. 11-12.

56. И.А. Дегтев, Г.В. Коренькова, Н.Д. Черныш / Полы гражданских и промышленных зданий: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений /. М.: АСВ, 2002.-160 с.

57. Онищенко С.В. Эффективные ограждающие конструкции // Жилищное строительство. 2008. № 6. С. 32-33.

58. Патент на полезную модель № 72000 РФ. Строительный блок / Иванченко В.Т., Онищенко С.В.

59. В.Г. Гагарин. Теплофизические проблемы современных стеновых ограждающих конструкций многоэтажных зданий // ACADEMIA. 2009г. №5 С. 297-305.

60. B.C. Беляев. Термореновация зданий и сооружений // Жилищное строительство 2008. № 6. С. 34-35.

61. ГОСТ Р 51263-99. Полистирлбетон. Технические условия, 1999 г.

62. Л.В. Передельсий, О.Е. Приходченко. Строительная экология: Учеб. пособие. Ростов н/Д: Феникс, 2003. - 320 е.- С. 193-200.

63. ГОСТ 26254-84. Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, 1985г.

64. ГОСТ 25380-82. Здания и сооружения. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции, 1987г.

65. Строительные материалы: Учебно-справочное пособие / Г.А. Айрапе-тов, O.K. Безродный, A.JI. Жолобов и др.; под ред. Г.В. Несветаева.- 2-е изд., перераб. и доп.- Ростов н/Д: Феникс, 2005.-608 с.

66. СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах. М., Госстрой 2000 г.

67. СНиП П-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. М., Госстрой 1995 г.

68. СНКК 23-302-2000. Территориальные строительные нормы Краснодарского края. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий, 2001.-47 с.

69. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. М., Госстрой 2003 г.111. http://www.epia.org/112. http://www.mysolar.com/113. http://www.solar-ct.com/

70. Г.И.Красовский, Г.Ф. Филаретов. Планирование эксперимента.- Мн.: Изд-во БГУ, 1982.-302 с.

71. Онищенко С.В. Автономные энергоэффективные здания усадебной застройки // Жилищное строительство. 2008. № 7. С. 7-8.

72. Онищенко С.В. Автономная система энергоснабжения жилого дома // Жилищное строительство. 2008. № 9. С. 10-12.