автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Энергоэффективность жилых зданий нового поколения

кандидата технических наук
Подолян, Леонид Алексеевич
город
Москва
год
2005
специальность ВАК РФ
05.23.01
цена
450 рублей
Диссертация по строительству на тему «Энергоэффективность жилых зданий нового поколения»

Автореферат диссертации по теме "Энергоэффективность жилых зданий нового поколения"

На правах рукописи

ПОДОЛЯН Леонид Алексеевич

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

05.23.01 - СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в 26 Центральном научно-исследовательском институте Министерства обороны Российской Федерации

Научный руководитель - кандидат технических наук,

старший научный сотрудник АРТЕМОВ Александр Павлович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

ГУРЬЕВ Владимир Владимирович

кандидат технических наук ВАСИЛЬЕВ Григорий Петрович

Ведущая организация - ОАО «47 Центральный проектный

институт»

Защита диссертации состоится « 15^ » декабря 2005 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 218.009.01 при Российском государственном открытом техническом университете путей сообщения по адресу: 125993, г. Москва, ул. Часовая, 22/2, аудитория 344. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан ! 5 ноября 2005 г.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, в двух экземплярах просим направлять по адресу Совета университета.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 218.009.01 доктор военных наук, профессор

В.И.Купаев

гссМ^ 2.21АШ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Эффективность использования энергии является своего рода индикатором научно-технического и экономического потенциала общества, позволяющим оценивать уровень его развития. Сопоставление показателей энергоэффективности экономики России с развитыми странами показывает, что удельная энергоемкость нашего валового внутреннего продукта (ВВП) в несколько раз выше, чем в развитых странах. Так, уровень энергопотребления в расчете на единицу сопоставимого ВВП России примерно в 4 раза выше, чем в США - стране с высокой энерговооруженностью материального производства, сферы услуг и быта. Уровень потребления электроэнергии в расчете на единицу сопоставимого ВВП в России выше, чем в США в 2,5 раза, Германии и Японии в 3,6 раза. Все это свидетельствует о значительных резервах экономии энергоресурсов в России, масштабы которых можно оценить примерно в 40-50% от уровня потребляемых топлива и энергии.

Сложное положение экономики России, в котором оказалась и отечественная энергетика, в ближайшем будущем может привести к глубочайшему энергетическому кризису, который сведет на нет все усилия по реформированию экономики, остановит намечающиеся тенденции в оживлеййи промышленности. По оценкам российских специалистов для сохранения энергетического потенциала России хотя бы на уровне середины 90-х годов необходим ввод 7 млн кВт электрических мощностей в год, что потребует более 50 млрд. долларов инвестиций до 2010 года.

Столь же неблагоприятная картина сложилась, в частности, и в теплоснабжении. Построенные в средней полосе России здания имеют высокие показатели расхода тепла в отопительный период: многоквартирные - 350...600 кВтхч/(м2хгод), одноквартирные - 600...800 кВтхч/(м2хгод)., в то время как в странах с аналогичным климатом, например Швеции и Финляндии - 135 кВтхч/(м2хгод). Удельное потребление воды из городского водопровода составляет 250 л и более на человека в сутки, а с учетом потребностей хозяйства и промышленности - 500 л, в том числе потребление горячей воды населением при централизованном горячем водоснабжении - 150.. 200 л в сутки на человека, в то

время как в странах Западной Европы - в 3 раза

«тмт> Г5П 7fl п) Ffrm ЭТОМ

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА {

следует отметить, что суммарный потенциал энергосбережения в России по состоянию на 2005 год оценивался в 500 млн т.у.т. или около 40% всего потребления энергетических ресурсов. Как показывает практика «сквозного» аудита, более 30% потенциала экономии энергии сосредоточено в системах инженерного оборудования, до 70% экономии энергии может быть получено непосредственно в зданиях и сооружениях.

Цележправленная реализация программ энергоресурсосбережения позволила бы при существенно меньших, чем для ввода новых энергетических мощностей, капитальных затратах, уменьшить дефицит энергии и создать благоприятные условия для решения проблемы в топливно-энергетическом комплексе. По данным РАО «ЕЭС России» реализации даже 1/5 потенциала электро- и теплосбережения у потребителей снизит потребность в новых мощностях на 5-6 %.

Располагаемый потенциал энергосбережения во многом обусловлен типовыми техническими решениями, применявшимися при проектировании систем энергопотребления и энергоснабжения в 50-70-е годы XX столетия. Существующая практика нерационального расходования топливно-энергетических ресурсов во многом определяется сложившейся ранее системой приоритетов, при которой рациональное расходование энергоресурсов не оказывало существенного влияния на экономические показатели.

В связи с вышеизложенным, работы, направленные на снижение энергопотребления существующих зданий и сооружений и использование нетрадиционных источников энергии, представляются актуальными и имеющими большую научно-техническую и практическую значимость.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является обоснование и выбор на основе комплексных исследований оптимальных объемно-планировочных и конструктивных решений, а также инженерных систем и оборудования для энергоэффекгивных жилых зданий.

Достижение поставленной цели определило постановку следующих задач-• обосновать выбор типа здания массового строительства в г. Москве как базу для создания энергоэффективного жилого дома;

• обосновать применительно к выбранному типу здания объемно-планировочные и конструктивные решения, способствующие повышению энергоэффекгивности, качества функционирования и экономичности;

• провести обоснования и исследования комплекса технических систем, способствующих реализации энергосберегающих технологий в экспериментальном доме;

• провести экспериментальные исследования эффективности принятых при проектировании решений и технико-экономическую оценку полученных результатов;

• систематизировать оптимальные энергосберегающие мероприятия для технико-экономическая оценка полученных результатов.

• систематизированы оптимальные энергосберегающие мероприятия их внедрения в практику массового строигельсгва.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность и целесообразность создания энергоэффективного жилого дома на базе домов серии 111/МО, принятых к массовому строительству в г. Москве;

• обоснованы объемно-планировочные и конструктивные решения энергоэффективного жилого дома, выбраны наиболее рациональные из условия энергосбережения;

• обоснованы технические решения инженерных систем и применяемого оборудования для их устройства;

• выбранные технические решения проверены при проектировании, строительстве и эксплуатации экспериментального жилого дома в микрорайоне Никулино-2 г. Москвы, подтверждена их энергоэффективность, систематизированы технические решения для их применения при проектировании и строительстве жилых зданий с пониженным энергопотреблением в период их эксплуатации.

На защиту выносятся:

• результаты обоснования объемно-планировочных и конструктивных решений энергоэффекгивного жилого дома;

• результаты обоснования технических решений инженерных систем и применяемого оборудования для их устройства;

• результаты экспериментальной проверки разработанных технических решений в процессе эксплуатации энергоэффективного жилого дома в микрорайоне Никулино-2 г. Москвы и технико-экономической оценки фактических показателей его энергопотребления;

• результаты систематизации оптимальных энергосберегающих мероприятий и технических решений для применения при проектировании и строительстве зданий с пониженным энергопотреблением в период их эксплуатации.

Объект исследования. Объектом исследования является энергопотребление жилых зданий в процессе эксплуатации.

Предмет исследования. Предметом исследования являются объемно-планировочные и конструктивные решения зданий, а также технические решения инженерных систем и применяемого оборудования для их устройства, способствующие снижению энергопотребления в период их эксплуатации.

Теоретические и методологические основы исследований. Теоретическими и методологическими основами исследований являются достижения отечественной и зарубежной науки в области энергосбережения.

Научно-техническая и практическая ценность работы заключается в обоснованииь и выборе оптимальных энергосберегающих мероприятий и технических решений для жилых домов, рекомендуемых к массовой застройке.

Достоверность результатов. Достоверность и обоснованность полученных результатов, основных положений и выводов диссертации подтверждается сходимостью результатов теоретических исследований с экспериментальными данными энергопотребления жилого дома в мкр. Никулино-2 г. Москвы в процессе его эксплуатации, согласованностью полученных результатов с данными отечественных и зарубежных исследователей.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

• заседаниях секции Научно-технического совета строительно-квартирных органов МО РФ;

• заседаниях Научно-технического Совета Комплекса архитектуры, строительства, развития и реконструкции города Москвы;

• Ученом Совете 26 Центрального научно-исследовательского института МОРФ;

• заседании кафедры «Здания и сооружения на транспорте» Российского государственного открытого технического университета путей сообщения.

Реализация научных результатов диссертации. Результаты экспериментально-теоретических исследований диссертационной работы реализованы при проектировании и егроигельстве энергоэффективного жилого дома, построенного в 2001 г. по адресу г. Москва, микрорайон Никулино-2, ул. академика Анохина, д.62.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, кроме того получено авторское свидетельство на изобретение

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы, включающего 97 наименований и 2 приложений. Работа изложена на 156 страницах, включая 38 рисунков, 22 таблицы и 99 листов машинописного текста.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, определены цель и задачи исследования, кратко излагаются содержание и основные результаты работы.

В первой главе проведен анализ состояния вопроса, нормативной основы и законодательной базы энергосбережения в России.

Вопросам создания энергоэффективных зданий посвящены работы Аверьянова В.К, Богословского В.Н, Богуславского Л.Д., Бутовского И.Н., Васильева Г.Н., Гагарина В.Г., Дмитриева А.Н., Иванова Г.С., Лыкова A.B., Матросова Ю.А., Могутова А.Л, Табунщикова Ю.А., Тютюнникова А.И., Фокина К.Ф., Чистовича С.А. и других.

Мировой опыт показал, что передовые страны, которые дости ли существенного прогресса в области ресурсосбережения, имели законодательную, правовую, финансовую поддержку со стороны парламентов, конгрессов и других

законодательных и правительственных органов. В них были приняты специальные законы об энергосбережении и финансируемые государственные программы по энергосбережению.

Одним из важнейших в области рационального использования энергоресурсов является Федеральный Закон "Об энергосбережении", принятый в 1996 году. Закон, а также постановление Правительства РФ по этому вопросу определили долговременную энергосберегающую политику государства в различных отраслях народного хозяйства, в том числе и в строительном секторе. В законе зафиксировано положение об осуществлении государственного надзора за эффективным использованием энергетических ресурсов при добыче, производстве, переработке, транспортировке, хранении и потреблении.

Роль государства состоит в создании условий заинтересованности в повышении эффективности энергопотребляющих объектов всех субъектов государства. Рост энергоэффективности позволит избавить государство от излишнего субсидирования энергетических затрат, в частности через низкие цены на тепло и газ, повысить энергетическую безопасность государства и конкурентоспособность отечественной продукции, снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.

Постановление Госстроя России "О теплозащите строящихся зданий и сооружений" № 18-11 от 02.02.98 г. конкретизирует реализацию энергосберегающих мероприятий в области строительства. Так, с 1 октября 1998 г. запрещается приемка в эксплуатацию объектов без установки приборов учета, контроля и регулирования тепла, горячей и холодной воды, газа в соответствии с требованиями действующих нормативных документов, а с 1 января 2000 г. - без выполнения в полном объеме нормативных требований по сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций.

Разработаны и введены в действие более чем в 50 субъектах РФ региональные и отраслевые строительные нормы по теплозащите и энергоэффективности зданий, при их разработке и внедрении решалась задача стимулирования к проектированию зданий с меньшим энергопотреблением.

В качестве основного потребительского требования предложено установить нормативы по удельному расходу энергии на отопление зданий за отопительный

период, при этом в здании должны обеспечиваться комфортные условия пребывания в нем людей.

Показатель удельного энергопотребления определяется с учетом .эффективности системы отопления в целом. Проектный удельный расход тепловой энергии системой отопления здания gf1 в течение отопительного периода долясен быть меньше или равен требуемому значению и определяется путем выбора объемно-планировочных решений, теплозащитных свойств оболочки здания, типа, эффективности и метода регулирования используемой ' системы отопления

(1).

где: g™lí - требуемый удельный расход тепловой энергии системой отопления здания за отопительный период КВтх ч/м2;

- расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период КВтхч/м2.

Далее рассмотрены вопросы комплексного подхода при проектировании и строительстве энергоэффективных зданий.

При проектировании жилых зданий массовой застройки обычно, кроме экономических ограничений, накладываются требования технологичности возведения и простоты обслуживания. При этом, с целью выявления наиболее эффективных энергосберегающих мероприятий модель теплового режима здания как единой теплоэнергетической системы представляется в виде отдельных взаимосвязанных моделей. В этом случае можно записать:

Л = тц-Лг •••••Лп. (2)

где т|} - показатель теплоэнергетической эффективности ¡-го энергосберегающего мероприятия, т^ = ;

здесь - расход энергии при внедрении энергосберегающего мероприятия;

(2пР1 - базовый расход для ¡-го процесса.

Для несвязанных технических систем здания (горячее водоснабжение, система отопления, электроснабжение) выражение (2) не приемлемо, и общий эффект энергосбережения всех систем определяется суммированием.

Реализация энергосберегающих мероприятий в полной мере может быть осуществлена при комплексном подходе к проблеме экономии топливно-энергетических ресурсов. К основным мероприятиям и инженерным решениям, обеспечивающим заданные условия в помещениях здания относятся архитеюурно-планировочные решения здания (градостроительные, объемно-планировочные, ограждающие конструкции, свегопрозрачные ограждения) и инженерные системы (отопление, вентиляция, кондиционирование, утилизация, регулирование, автоматизация и управление). Поэтому подход к исследованию энергетических показателей зданий и поиск правильных решений оптимизации их энергоэффективности определяет решение сложных взаимосвязанных задач, которые составляют три основные направления:

• организация микроклимата помещений;

• минимизация энергетических затрат;

• экономичность здания, рациональное расходование материальных ресурсов.

Достижение оптимальных результатов по этим направлениям возможно при соблюдении определяющих условий:

1. Назначение расчетных внутренних условий, включая качество воздуха в помещениях здания. Оптимальные и допустимые условия, нижние и верхние границы диапазонов изменений, обеспеченность расчетных параметров в теплый и холодный период года.

2. Выбор расчетных параметров наружного воздуха с разной обеспеченностью вероятностей метеорологических элементов.

3. Выбор вариантов архитектурно-планировочных решений.

4. Температурно-влажносшый режим и режим воздухообмена в здании. Принятые тепло-, воздухо-, влагозащитные характеристики элементов оболочки здания. Удельные характеристики ограждающих конструкций и энергетических показателей инженерных систем здания. Способы расчета теплового и воздушного режимов помещений здания.

5. Инженерные системы обеспечения температурно-влажностного режима здания. Традиционные и альтернативные источники энергии. Совместная работа оболочки здания и инженерных систем

6. Эффективность и оптимизация решений, обеспечивающих микроклимат зданий. Показатели эффективности, обеспеченности, надежности, управляемости микроклиматом зданий. Технико-экономическая оптимизация вариантов и целесообразность решений.

Известно, что удельные тепловые потери зданий зависят от отношения площади наружных ограждений к объему или площади отапливаемых помещений.

Вторым по значению комплексом энергосберегающих мероприятий является переход при строительстве новых и реконструкции существующих зданий на новые виды многослойных наружных ограждающих конструкций, приведенное сопротивление теплопередаче которых соответствует требованиям и действующим нормативам.

Третий комплекс энергосберегающих мероприятий связан с применением усовершенствованных инженерных систем: отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, энергоснабжения, автоматизации, использование нетрадиционных источников тепла.

Таким образом, комплексный анализ предусматривает:

1. Представление системы микроклимата здания в виде взаимосвязанных частей (подсистем) и их технологических связей с внешними системами тепло-, холодо-, водо-, электроснабжения.

2. Наличие сведений о функционировании системы и ее подсистем за годовой цикл эксплуатации в виде технологических параметров: расход теплоты, холода, воздуха, электроэнергии и воды в их совокупности.

3. Строго определенную структуру технико-экономических показателей для оценки качества принимаемых решений по системе микроклимата здания:

• функциональные и технологические;

• конструктивно-компоновочные (занимаемые площади, расход металла, ценных материалов и др.);

• эксплуатационно-энергетические (расход топлива, электроэнергии, удобство эксплуатации, надежность и пр.);

• экономические (денежная оценка предыдущих натурных показателей); при этом могут использоваться известные наименования

экономических затрат: капитальные, эксплуатационные, приведенные, но с их трассировкой применительно к рыночным условиям.

4. Обобщение многочисленных факторов в группы управляющих, обеспечивающих снижение размерности решаемых задач.

5. Наличие математической модели обеспечивающей взаимосвязь факторов с комплексом технико-экономических показателей, возможность реализации диалогового режима в процессе улучшения показателей в желаемом направлении. '

На основании теоретических расчетов, проектных данных и опыта эксплуатации пилотных энергоэффективных зданий, их теплопотребление может быть снижено на 30 -г 50 %. Основные направления энергосбережения и возможные результаты применения энергосберегающих мероприятий в соответствии с имеющимся опытом систематизированы в табл. 1.

Таблица 1. Комплексный анализ энерго- ресурсосберегающих мероприятий

Здание

№№ п/п Наименование энергосберегающих мероприятий Эффективность*

1. Рациональная ориентация здания по сторонам света 4-8 %

2. Устройство организованной инфильтрации наружного воздуха в межстекольном пространстве при тройном остеклении 3-4 %

3. Использование свегопрозрачных теплоотражающих пленок 5-7 %

4 Использование пассивных гелиосистем, в том числе в виде застекленных лоджий 7-40 %

5. Регулирование вытяжной вентиляции в зависимости от гравитационной составляющей 10-15%

6. Устройство зарадиаторных теплоотражающих экранов 0,5-3 %

7. Дополнительное секционирование входных тамбуров 3-4 %

8. Ликвидация мостов холода в местах сопряжения оконного переплета со стеной 2%

Система отопления

1. Установка радиаторных термостатов 6-7 %

2. Пофасадное регулирование 10-11 %

3. Программный отпуск тепла 3 %

4. Установка квартирных теплосчетчиков 10-40 %

5. Применение неметаллических трубопроводов Снижение расхода металла

до 60 %

6. Создание систем лучистого отопления 25%

7. Проектирование воздушных систем отопления 10-15%

8. Установка конвекторов с механическим побудителем теплосьема 7%

Система водоснабжения

1. Установка квартирного учета расхода воды 20-30 %

2. Установка стабилизаторов давления 6 % при снижении давления на 1 атм.

3. Установка ресурсосберегающих душевых сеток и водоразборной арматуры 10-15 %

4. Установка двухсекционных раковин 5-7 %

5. Установка двухрежимных смывных бачков 5%

6. Предварительный нагрев холодной водопроводной воды 15 %

7. Предотвращение охлаждения горячей воды в циркуляционном трубопроводе 10%

8. Использование смесителей с автоматическими терморегуляторами 3 %

9 Изоляция трубопроводов водоснабжения 4%

Система водоотведения

1. Разделение хозяйственных и фекальных вод с утилизацией теплоты с помощью теплового насоса 30%

Система вентиляции

1. Автоматическое регулирование до нормативного воздухообмена в здании 10%

2. Утилизация теплоты вытяжного воздуха 20-70 %

При расчёте среди других параметров учитывается солнечная радиация, тепловыделения людей, теплоаккумулирующие свойства здания. Уровень теплозащиты ограждающих конструкций в различных странах оценивается следующими показателями (табл. 2).

Таблица 2. Сравнительные показатели требуемого сопротивления теплопередаче

Страна Требуемое сопротивление теплопередаче, (м2х°С)/Вт) Страна Требуемое сопротивление теплопередаче, м2х°С)/Вт)

Дания 2,5-5-3,3 Финляндия 3,57

Швеция 3,3+4 Канада 2,5+3,7

США 1,1+2,5 Россия 2,1+4,7

Анализ' приведенного материала свидетельствует о том, что комплексный

многовариантный подход к проектированию энергоэффективных зданий, учитывающий рациональный выбор теплозащиты ограждающих конструкций и оптимальное насыщение зданий инженерным оборудованием, дает существенное ■ снижение затрат при эксплуатации. " "

Существенное влияние на энергопотребление здания имеют объемно-планировочные и конструктивные решения. Выбор оптимальной формы здания, его ориентации, расположения, назначение площадей световых проемов, управление фильтрационными процессами позволяет уменьшить негативное теплоэнергетическое воздействие наружного климата на тепловой баланс здания.

К мероприятиям по повышению тепловой эффективности объемно-планировочных решений относятся:

• уменьшение изрезанности наружных стен до 0,25 м/м2 общей площади и менее (для одноэтажных домов - 1,1 м/мг), (удельный периметр наружных стен определяется как отношение периметра наружных стен к общей площади этажа);

• увеличение ширины корпуса зданий за счет увеличения глубины комнат и кухонь. Для кухонь допускается уменьшение ширины при однорядном размещении оборудования до 1,9 м;

• максимально возможное сокращение площадей световых проемов (оконных и дверных);

• размещение лифтов в глубине корпуса домов, создание широтных или меридиональных домов (блок-секций) с коридорами через 1...2 этажа с 3...5-комнатными квартирами в двух уровнях.

В настоящее время в России применяется блок-секционный метод проектирования жилых зданий. Имеется тенденция к увеличению протяженности зданий и к повышению до оптимальной этажности. Увеличение протяженности дома с 4 до 10 секций влечет за собой снижение удельного расхода тепла на отопление до 5+7 %, повышение этажности зданий с 5 до 9 этажей - 3+5 %. Увеличение ширины корпуса с 12 до 15 м дает 9+10 % экономии тепла.

Рациональной следует считать такую ориентацию здания, которая обеспечивает максимальное теплопоступление от солнечной радиации в холодный период года.

Наименьшие теплопотери происходят у секционных широтных зданий с шириной корпуса 16,6 м. Галерейное здание шириной 14,4 м расходует тепла на 3 % больше, с шириной корпуса 13,2 м - на 6 %, галерейно-секционное здание шириной 14,4 м - на 12 % больше.

Оптимальное насыщение зданий инженерным оборудованием дает существенное снижение энергетических затрат при их эксплуатации. К энергосберегающему оборудованию относятся:

• тепловые насосы для рекуперации тепла из выбрасываемого вентиляционными системами воздуха, использования тепла грунта или подземных вод, утилизации тепла сточных вод;

• теплосчетчики и термостатические вентили на каждом отопительном приборе, обеспечивающие возможность поквартирного учета и регулирования расхода тепловой энергии и индивидуального регулирования температуры воздуха в помещениях;

• частотно-регулируемый электропривод насосов;

• эпергоэффекгивные отопительные и осветительные приборы, водоразборная арматура и трубопроводы;

• механическая приточно-вытяжная система вентиляции, обеспечивающая нормативный воздухообмен при установке ] ерметичных окон;

• компьютерная система управления и учета тепло- энергоснабжения дома, работа которой основана на математическом моделировании теплового баланса с учетом фактического энергетического воздействия наружного климата и внутренних тепловыделений.

Таким образом, проведенный анализ отечественной и зарубежной информации, опыта проектирования, строительства и эксплуатации свидетельствует о технической возможности и экономической целесообразности создания энергоэффективных зданий. Максимальный эффект энергосбережения

может быть достигнут при комплексном рассмотрении объемно-планировочных и конструктивных решений, а также нетрадиционных для отечественной практики инженерно-технических систем.

Вторая глава посвящена выбору типа здания массового строительства в г. Москве как базового для создания энергоэффективного жилого дома и обоснованию,применительно к выбранному типу здания объемно-планировочных и конструктивных решений, способствующих повышению энергоэффективности, качества функционирования и экономичности.

В определении рационального и энергоэкономичного градостроительного и особенно планировочного решения важную роль играют климатические условия. Выбор оптимального решения включает три составляющих:

• анализ климатических условий места строительства объекта;

• определение режима эксплуатации здания;

• определение климаторегулирующих архитектурно-планировочных приемов.

Критерием энергоэкономичности здания является коэффициент его формы, выраженный как отношение периметра рассматриваемого в плане здания к периметру равновеликого квадрата. Блок-секции серий домов с уширением корпуса дают больший тепловой эффект, то есть потери тепла через стеновые ограждения ниже в уширенном корпусе. Вообще, чем меньше коэффициент формы, тем ниже тепловые потери здания.

Объемно-планировочный коэффициент оценивает влияние объемно-планировочного решения здания на относительный расход тепла:

, (3)

К

Объемно-планировочный коэффициент зависит от высоты этажа А и от отношения периметра здания Р к площади пола Р„.

С учетом объемно-планировочного коэффициента относительный расход тепла Изданием выразится следующим образом:

Яг=1Ую+}¥йо=Коп'дао+(дк+дГ1)/п, (4)

из чего видно, что он представляет собой сложную комплексную характеристику, включающую в себя три категории показателей, зависящих ог:

- конструктивных особенностей;

- Чк, Яп (тепловых потерь соответственно через вертикальные ограждения, кровлю и пол);

- объемно-планировочного решения - К0„;

- числа этажей - п.

Для практической апробации технических решений, направленных на эффективное использование энергоресурсов, в рамках "Долгосрочной программы энергосбережения в г. Москве", утвержденной совместным постановлением Правительства Москвы и Миннауки РФ № 36-РП-6 от 15 января 1998 г. было принято решение о реализации силами Минобороны проекта «Энергоэффективный жилой дом в микрорайоне Никулино-2 г. Москвы». В качестве базовых вариантов для строительства такого дома рассматривались проекты типового жилого 17-этажного трехсекционного дома серии П44-1/17, принятого к производству и строительству на ДСК-1 г. Москвы и проекта четырехсекционного 17-этажного экспериментального дома серии 111/МО. Критерием вмбора типа дома являлась минимизация экплуатационных затрат.

В сравнительном анализе рассмотрены следующие варианты теплозащиты:

1. При минимально допустимом сопротивлении теплопередаче ограждающих конструкций по формуле /1/ СНиП И-3-79* и при кратности воздухообмена п=1,5 объема в час.

2. Промежуточный вариант до введения МГСН при п= 1,5 1/ч .

3. При сопротивлении теплопередаче по МГСН, этап 1 при п=1,5 1/ч.

4. При сопротивлении теплопередаче по МГСН, этап 2 при п=1,5 1/ч.

5. При сопротивлении теплопередаче по МГСН, этап 2 при п=1,0 1/ч.

6. При сопротивлении теплопередаче 1*0=3,5 (м2х °С) /Вт и п=1,5 1/ч.

7. При сопротивлении теплопередаче 1^=3,5 (м2х°С)/Вт- и п=1,0 1/ч.

8. При оптимальном экономически обоснованном сопротивлении теплопередаче.

Результаты анализа представлены в табл. 3 и свидетельствуют о преимуществах домов серии 111-355/МО, запроектированных для выпуска на 198,

355 и 480 комбинатах железобетонных изделий.

Таблица 3. Энергетические характеристики вариантов теплозащиты зданий

Вариант

Показатели 1 2 3 4 5 6 7 8

при п=1,5 при п=1,5 при п=1,5 при п=1,5 при п=1,0 при 11=1,5 при п=1,0 при п=1,0

Сопротивление теплопередаче наружных стен, м2*град/Вт 0,96 1,4 2,2 3,1 3,1 3,5 3,5 2,31

Общее теплопотребление на 1м2 общей площади для зданий серий, кВтч/(м2*год) 111-355МО 403 376 339 324 276 317 282

100% 93% 84% 80% 68% 79% 70%

П 44/17 426 397 358 342 294 335 287 303

100% 94% 86% 82% 70% 81% 69% 72%

Отношение показателей 111/П44 95% 95% 95% 95% 94% 95% 94% 93%

Для выбора завода-изготовителя проведен анализ конструктивных решений и теплотехнических характеристик ограждающих конструкций. Сравнивались такие характеристики наружных стеновых панелей, как толщины и коэффициенты теплопроводности материалов слоев наружных стеновых панелей, их теплотехническая однородность с учетом конструктивных особенностей. По результатам комплексной оценки наилучшими теплоизоляционными свойствами ограждающих конструкций характеризуются жилые дома, выпускаемыми 355 КЖИ.

Анализ объемно-планировочных и конструктивных решений типовой секции серии 111-355/МО показал, что для реализации проекта «Энергоэффекгивный жилой дом в микрорайоне Никулино-2 г. Москвы» в базовое решение целесообразно внести следующие изменения:

1. Изменить систему вентиляции здания, отказаться от устройства «теплого» чердака, использовать чердачное пространство для установки оборудования, утилизирующего теплый вытяжной воздух. Соответствующим образом изменить теплоизоляцию покрытия и чердачного перекрытия.

2. ^аменить типовые окна на самовенталируемые или окна с приточными клапанами, обеспечивающие необходимую контролируемую вентиляцию помещений.

3. Выполнить остекление лоджий, как архитектурно-конструктивное решение, способствующее снижению теплопотерь как за счет уменьшения теплового потока через ограждающие конструкции, так и за счет нагрева инфильтруемого воздуха.

4. Использовать подвальные помещения для размещения энергосберегающего оборудования инженерных систем.

Перечень энергосберегающих мероприятий, использованных на энергоэффек?ивном жилом доме, представлен на рис. 1.

Третья глава посвящена выбору оптимальных технических решений инженерных систем энергоэффективного здания: теплоснабжения (отопления и горячего водоснабжения), вентиляции и использования тепла вытяжного воздуха.

Для выбора эффективной системы теплоснабжения энергоэффекгивных жилых зданий на жилом доме в мкр. Никулино-2 проверена комбинированная система теплоснабжения (отопления и горячего водоснабжения). Основная система - децентрализованная с использованием парокомпрессионных тепловых насосов с электроприводом. В качестве источников низкопотенциального тепла для испарителей тепловых насосов предусматривается комбинированное использование тепла грунта поверхностных слоев Земли (вертикальные герметичные скважины глубиной до 30 м), канализационных стоков здания и вентиляционных выбросов. Проведенные исследования показали:

Из условия максимального энергосбережения за счет управляемости теплогидравлическими режимами в каждой комнате к проверке на энергоэффективном жилом доме в мкр. Никулино-2 г. Москвы принята горизонтальная поквартирная система отопления с плинтусной разводкой магист-

Оптимизация соотношения размеров здания при определенных ограничениях Увеличение ширины корпуса здания Замкнутая схема плакировки комплекса эдяянй, блокировка зданий

Применение «обтекаемых» форм Ориентация здания с учетом инсоляции % розы ветров

Компановка здания с учетом рельефа местности

I

I

Прямей ввив трехслойных панелей на гибких евяз ях с высокоэффективным утеплителем

Применение вентилируемых воздушных прослоек

Ликвидация мостов холода, в т.ч. б моста* примыкания оконных шршлетав

Устройство теплых чердаков

а

Оптимизация размера световых проемов Применение сгиогапакетов с селективным теплоотражающим покрытием

Осгеклеиие балконов и лодаий Рекуперация тепла элементами окна

О

Устройство тепло аккумуляторов ремизного срока действия

Конструирование пассивных гелиосистем как элемштав здания

Создавав конструктивных элементов используемых в виде абсорберов ХМ

Устройство активных гепкоприемнгасов

Создание термосифонных ограждающих ко нструкцнй

Рис. 1. Перечень энергосберегающих мероприятий, реализованных на энергоэффективном жилом доме (выделено шрифтом)

ралей и двухтрубным подключением отопительных приборов. На каждой ветви следует предусмотрен теплосчётчик, балансировочный вентиль и термостатические вентили на приборах. В качестве теплопропроводов использованы металлопластиковые трубы

Для проверки на экспериментальном доме запроектирована система горячего водоснабжения с местным децентрализованным приготовлением за счёт работы парокомпрессионных тепловых насосов Для снижения расчётной мощности тепловых насосов предусмотрена установка баков аккумуляторов и насосов для циркуляции и подачи горячей воды в систему горячего водоснабжения всего дома

Система вентиляции - центральная механическая вытяжная с утилизацией воздуха тепловыми насосами на нужды горячего водоснабжения. Вентиляторы и рекуператоры размещены на техническом этаже с выбросом отработанного воздуха в атмосферу. Приток воздуха в жилые комнаты предусмотрен через самовентилируемые оконные блоки (для ПХВ окон) или специально разработанные клапаны в переплётах (для деревянных переплётов). Одновременно предусмотрена диспетчерская система с автоматическим сбором данных по энерго-и ресурсопотреблению, контролем и управлением параметрами энергопотребления, своевременным обнаружением аварийных ситуаций

В четвертой главе диссертационной работы приведены результаты натурных экспериментальных исследований теплозащитных свойств ограждающих конструкций построенного здания, а также фактических температурно-влажностных условий и энергопотребления в процессе его эксплуатации, проведена технико-экономическая оценка полученных результатов.

Натурные экспериментальные исследования по оценке теплового режима энергоэффективного жилого дома проводились в отопительный сезон 2001-2002 г. после его заселения.

Обследование фактического теплотехнического состояния энергоэффективного дома включало в себя тепловизионное обследование ограждающих конструкций и определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций контактным методом Результаты тепловизионных обследований свидетельствуют о теплотехнической однородное™ наружных

стеновых панелей, поставляемых «355 КЖЙ» на строительство дома, и удовлетворительном качестве выполнения стыков наружных стеновых панелей.

Фактические приведенные сопротивления теплопередаче базовых участков (на глухой панели, на панели с оконным и балконным проемом) составляют 3,60 (мх °К)/Вт, что удовлетворяет требованиям нормативных документов.

При проведении натурных экспериментальных исследований по оценке теплового режима произведен мониторинг показателей системы отопления, горячего и Голодного водоснабжения, температуры и влажности наружного воздуха и внутреннего воздуха в квартирах дома и энергетические показатели работы теплового пункта. Установлено:

• температура внутреннего воздуха в квартирах-представителях в 89,7% случаев была выше 18°С, а в 55,2 % случаев - находилась в интервале от 18 до 22°С;

• относительная влажность внутреннего воздуха в квартирах-представителях ни разу не превысила допустимого значения в 65%. В 73,9% наблюдаемых случаев относительная влажность находилась ниже 30%, а в 26,1% случаев в комфортном интервале 30-65%;

• в 52,3 % наблюдений температура теплоносителя в подающем трубопроводе была ниже 55°С, что свидетельствует о возможности и перспективности интеграции тепловых насосов в существующие системы отопления жилых зданий;

• температура горячей воды в 1-ой зоне системы ГВС превышала 60°С в 50% наблюдений, а во 2-ой зоне - в 1% наблюдений.

Результаты расчетов эффективности технических решений и мероприятий по энергосбережению, реализованных в проекте энергоэффективного жилого дома, представлены в табл. 4.

Таблица 4. Удельные технико-экономические показатели энергоресурсосберегающих мероприятий.

№ п/п Мероприятия Экономическ ий эффект, долл./м2 год Дополнительные капитальные затраты, долл./м2 Срок окупаемости, лет

1. Применение стен с повышенной теплоизоляцией 0,26 1,03 4

2. Применение окон со стеклопакетами с мягким селективным напылением 0,84 2,82 3,5

3. Остекление лоджий 0,22 4,77 22

4. Повышение эффективности систем отопления (учёт, регулирование) 0,387 4,79 12,3

5. Утилизация теплоты вытяжного воздуха, сточных вод с помощью теплового насоса 0,76 3,2 4,2

Всего: 2,47 16,61 6,7

Анализ полученных данных показывает, что повышение теплозащиты стен и окон снижает расчетный тепловой поток и годовые теплопотери на 20 %, при этом больший эффект достигается за счет применения окон с сопротивлением теплопередаче 0,6 м2хК/Вт и сниженной воздухопроницаемостью. Внедрение других технических решений дает экономию тепла около 30 %. Здесь 'больший эффект достигается за счет утилизации тепла вытяжного воздуха с помощью тепловых насосов на горячее водоснабжение (28 % по теплу и 19 % с учетом расхода электроэнергии) при частичном замещении тепловой нагрузки.

Такие мероприятия как остекление лоджий и балконов, а также оборудование здания средствами учета и регулирования дает экономию каждое до 4%.

Суммарное снижение теплопотребления от всех рекомендуемых мероприятий составляет 51 %, при этом удельные показатели снижаются со 143 до 64 Вт/м2 по расчетному тепловому потоку и с 340 до 160 кВт ч/м2хгод - по годовому расходу тепла.

Внедрение в перспективе дополнительных технических решений и мероприятий позволит еще снизить выше указанные показатели довести их до 47 Вт/м2 и 109 кВт ч/м2хгод, что составляет 32 % теплопотребления базовой секции.

По результатам исследований, а также на основе обобщения отечественного и зарубежного опыта разработано «Руководство по экономии топливно-энергетических ресурсов, расходуемых в Вооруженных Силах Российской

Федерации на коммунально-бытовые нужды». Документ содержит систематизированный перечень первоочередных малозатратных, среднезатратных и долгосрочных высокозатратных энергосберегающих мероприятий, реализуемых как на стадии выработки и транспортирования энергии к потребителю, так и на стадии проектирования, строительства и эксплуатации ограждающих конструкций и инженерных систем энергоэффективных зданий.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Результаты проведенных экспериментально-теоретических исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. В ходе выполнения работы теоретически обоснована и экспериментально подтверждена техническая возможность и экономическая целесообразность создания энергоэффективных зданий. Максимальный эффект энергосбережения может быть достигнут при комплексном рассмотрении объемно-планировочных и конструктивных решений, а также применении нетрадиционных для отечественной практики строительства инженерно-технических систем.

2. В результате технико-экономического анализа в качестве базовой серии для реализации проекта энергоэффективного жилого дома для строительства в мкр. Никулино-2 из числа рекомендованных к массовой застройке в г. Москве принята серия 111/МО. Изготовителем наружных стеновых панелей выбран 355 КЖИ. К положительным качествам серии 111/355-МО как базовой для эпергоэффекгивного здания относятся следующие:

• блок-секция обладает наилучшими теплотехническими показателями из известных отечественных массовых секций;

• внутренняя планировка здания позволяет, при необходимости, осуществлять плинтуемую разводку трубопроводов, поквартирную установку приборов учета, теплоутилизаторов, теплоаккумуляторов, а также монтаж воздуховодов для утилизации выбросного воздуха.

3. Для повышения энергоэффекгивности в базовое решение целесообразно внести следующие изменения:

• изменить систему вентиляции здания, отказаться от устройства «теплого» чердака, использовать чердачное пространство для установки оборудования, утилизирующего теплый вытяжной воздух. Соответствующим образом изменить теплоизоляцию покрытия и чердачного перекрытия.

• заменить типовые окна на самовентилируемые или оснащенные приточными клапанами, обеспечивающие необходимую контролируемую вентиляцию помещений.

• выполнить остекление лоджий, как архитектурно-конструктивное решение, способствующее снижению теплопотерь как за счет уменьшения теплового потока через ограждающие конструкции, так и за счет нагрева инфильтруемого воздуха.

• использовать подвальные помещения для размещения энергосберегающего оборудования инженерных систем.

4. В связи с тем, что большие затраты тепловой энергии связаны с нагреванием инфильтрующегося холодного воздуха, целесообразно предусматривать использование энергоэффективных конструкций самовентилируемых окон повышенной герметичности или оконных блоков со специально разработанными клапанами, позволяющих уменьшить количество инфильтрующегося воздуха до минимально допустимой кратности воздухообмена (п=1 объем/ч), при этом энергозатраты на отопление здания могут быть снижены на 16% при том же уровне теплозащиты окон. Дальнейшее снижение теплопотерь может быть достигнуто за счет применения новых конструкций окон с теплоотражающими покрытиями и пленками, что в несколько раз дешевле и эффективнее повышения теплозащиты наружных стен и перекрытий.

5. Для использования на энергоэффективных жилых домах из условия максимального энергосбережения за счет управляемости теплогидравлическими режимами в каждой комнате целесообразно принимать систему отопления с поквартирной плинтусной разводкой магистралей и двухтрубным подключением отопительных приборов. На каждой ветви предусмотреть теплосчётчик, балансовый вентиль и термостатические вентили на приборах.

Поквартирная горизонтальная разводка системы отопления с установкой термостатов и теплосчетчиков дает экономию до 30% за счет учета тепловыделений, прихода солнечной радиации, программного регулирования потребителем температуры воздуха в отдельных комнатах, ликвидации излишнего проветривания и др.

6 Для системы горячего водоснабжения целесообразно использовать местное децентрализованное приготовление воды за счёт работы парокомпрессионных тепловых насосов. В качестве низкопотенциального источника тепла для работы испарителей тепловых насосов рекомендуется использовать комбинацию тепла грунта через скважины, условно чистых вод канализации и тепла вытяжного воздуха систем вентиляции.

Для снижения расчётной мощности тепловых насосов целесоообразно предусмотреть установку баков-аккумуляторов и насосов для циркуляции и подачи горячей воды в систему горячего водоснабжения всего дома. Подогрев воды целесообразно осуществлять элекгротэнами в ночное время, переходя при этом на двух- трехтарифную систему оплата за электроэнергию.

7. Большим резервом снижения уровня энергопотребления эксплуатируемого здания при минимально допустимой кратности воздухообмена является утилизация тепла вентиляционных выбросов с применением тепловых насосов. В энергоэффективных домах целесообразно применять центральную механическуп вытяжную систему вентиляции с утилизацией воздуха тепловыми насосами на нужды горячего водоснабжения Вентиляторы и рекуператоры целесообразно размещать на техническом этаже с выбросом отработанного воздуха в атмосферу.

8 Результаты теоретических исследований проверены в процессе эксплуатации экспериментального 17-этажного жилого дома серии 111-355.МО, строительство которого осуществлено Минобороны РФ в 1999-2000 годах в микрорайоне Никулино-2 , корп. 5. Проект реализован в рамках «Долгосрочной программы энергосбережения в г. Москве», утвержденной совместным постановлением Правительства Москвы и Миннауки РФ № 36-РП-6 от 15 января 1998 г. Результаты замеров и расчетов фактических энергетических показателей реализованного проекта показали, что фактическое энергопотребление здания

снижено на 45,5%, при этом повышение теплозащиты стен и окон снижает расчетный тепловой поток и годовые теплопотери на 20%, внедрение других технических решений дает экономию тепла около 30%, при этом больший эффект достигается за счет утилизации тепла вытяжного воздуха с помощью тепловых насосов на горячее водоснабжение (28% по теплу и 19% с учетом расхода электроэнергии) при частичном замещении тепловой нагрузки. Такие мероприятия как остекление лоджий и балконов, а так же оборудование здания средствами учета и регулирования дает экономию каждое до 4%.

Внедрение в перспективе дополнительных технических решений и мероприятий позволит еще снизить вышеуказанные показатели и довести экономию до 32% теплопотребления базовой секции.

9. Расчеты технико-экономической эффективности результатов исследований показали, что при дополнительных капитальных затратах на реализацию энергосберегающих мероприятий в объеме 16,61 у.е./м2 экономический эффект составляет 2,47 у.е./м2. Срок окупаемости затрат составляет 6,7 года.

10. Дальнейшие исследования в данной области целесообразно направить на выявление в процессе эксплуатации жилого дома факторов, снижающих энергоэффективность функционирования инженерных систем, разработку рекомендаций по их устранению, внедрение апробированных энергосберегающих мероприятий в практику массового строительства.

Основные положения диссертационной работы отражены в следующих публикациях:

1. Аверьянов В.К., Зарецкий Р.Ю., Подолян Л.А.. Тютюнников А.И. Энергоэффекгивный дом // Информационный бюллетень «Теплоэнергетические технологии». 2002., №3. С.15-19.

2. Иванов Г.С., Подолян Л.А. Энергосбережение в зданиях //Энергия: экономика, техника, экология». 1999. №12. С.25-32.

3. Подолян Л.А. Системы теплопотребления с тепловыми пунктами и компенсационно-блочным методом регулирования// Материалы научно-

и «р и***»

,✓•«*»»- те чц чщ»

- г,.,» „ «р»-' т ^

27

технической конференции «Эффективные методы проектирования, строительства и эксплуатации систем теплоснабжения», г. Ленинград. 6-8 декабря 1990 г.

4. Крицкий Г.К., Подолян JI.A., Тарабрин A.M. Система теплоснабжения с автоматизированным программным отпуском теплоты// Материалы научно-технической конференции «Эффективные методы проектирования, строительства и эксплуатации систем теплоснабжения», г. Ленинград. 6-8 декабря 1990 г.

5. Андреев Е.И., Агафонов А.Н., Подолян JT.A. и др. Справочник военного инженера-энергетика// Под общей редакцией Булата В.А. М., МО РФ, 2000.

6. Иванов Г.С, Подолян JI.A. Энергосбережение в зданиях// «Новости теплоснабжения». 2001. №7. С 8-13.

7. Аверьянов В.К., Андреичев C.B., Артемов А.П., Подолян JI.A. и др. Руководство по экономии топливно-энергетических ресурсов, расходуемых в Вооруженных Силах Российской Федерации на коммунально-бытовые нужды// М„ МО РФ, 2004.

8. Аверьянов В.К., Подолян Л.А. Авторское свидетельство №1721404 «Конвектор», Приоритет от 17.07 1989 г.

В брошюре пронумеровано страниц

Подписано к печати 03, /Л ¿00$Объем 0 п.л. Формат 60x84/16 Заказ №

is 20 55 1

РНБ Русский фонд

2006-4 22058

i

i

i

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Подолян, Леонид Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ И ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИИТЕЛЬСТВА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Нормативная основа энергосбережения.

1.2. Основы комплексного подхода при проектировании и строительстве энергоэффективных зданий.

1.3. Влияние объемно-планировочных и конструктивных решений на энергоэффективность зданий.

1.4. Инженерные системы и оборудование энергоэффективных зданий.

1.5. Выводы, цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫХ И КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО ЖИЛОГО ЗДАНИЯ

2.1. Обоснование объемно-планировочных решений эпергоэффективных зданий.

2.2. Расчет и анализ эксплуатационных затрат, выбор серии жилых домов для реализации проекта эпергоэффективного жилого дома.

2.3. Анализ и выбор конструктивных решений и теплотехнических характеристик ограждающих конструкций серии 111/МО.

2.4. Выбор конструкции окоп и балконных дверей для энергоэффективного дома.

2.5. Корректировка типовых домов серии 111-355 /МО для реализации проекта «Энергоэффективный жилой дом».

2.6. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ЭПЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ.

3.1. Система теплоснабжения.

3.2. Выбор вида труб для устройства внутренних инженерных систем.

3.2. Система отопления.

3.3. Система горячего водоснабжения.

3.4. Система вентиляции и использования тепла вытяжного воздуха.

3.5. Принципиальные решения по работе узлов и автоматизации инженерных систем.

3.6. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА.

4.1. Фактические теплозащитные свойства ограждающих конструкций жилого дома в мкр. Никулино-2 г. Москвы.

4.2. Результаты натурных экспериментальных исследований теплового режима жилого дома в мкр. Никулино-2 г. Москвы.

4.3. Технико-экономическая оценка результатов исследований.

4.4. Систематизация оптимальных конструктивных решений оболочки здания и инженерных систем для энергоэффективных зданий.

Введение 2005 год, диссертация по строительству, Подолян, Леонид Алексеевич

Актуальность темы диссертации. Эффективность использования энергии является своего рода индикатором научно-технического и экономического потенциала общества, позволяющим оценивать уровень его развития. Сопоставление показателей энергоэффективности экономики России с развитыми странами показывает, что удельная энергоемкость нашего валового внутреннего продукта (ВВП) в несколько раз выше, чем в развитых странах. Так, уровень энергопотребления в расчете на единицу сопоставимого ВВП России примерно в 4 раза выше, чем в США - стране с высокой энерговооруженностью материального производства, сферы услуг и быта. Уровень потребления электроэнергии в расчете на единицу сопоставимого ВВП в России выше, чем в США в 2,5 раза, Германии и Японии в 3,6 раза. Все это свидетельствует о значительных резервах экономии эпергоресурсов в России, масштабы которых можно оценить примерно в 40-50% от уровня потребляемых топлива и энергии.

Сложное положение экономики России, в котором оказалась и отечественная энергетика, в ближайшем будущем может привести к глубочайшему энергетическому кризису, который сведет на нет все усилия но реформированию экономики, остановит намечающиеся тенденции в оживлении промышленности. По оценкам российских специалистов для сохранения энергетического потенциала России хотя бы на уровне середины 90-х годов необходим ввод 7 млн кВт электрических мощностей в год, что потребует более 50 млрд. долларов инвестиций до 2010 года.

Столь же неблагоприятная картина сложилась, в частности, и в теплоснабжении. Построенные в средней полосе России здания имеют высокие показатели расхода тепла в отопительный период: многоквартирные - 350.600 кВтхч/(м2хгод), одноквартирные - 600.800 кВтхч/(м2хгод)., в то время как в странах с аналогичным климатом, например Швеции н Финляндии - 135 У кВтхч/(м хгод). Удельное потребление воды из городского водопровода составляет 250, л и более на человека в сутки, а с учетом потребностей хозяйства и промышленности - 500 л, в том числе потребление горячей воды населением при централизованном горячем водоснабжении - 150.200 л в сутки на человека, в то время как в странах Западной Европы - в 3 раза меньше (50.70 л). При этом следует отметить, что суммарный потенциал энергосбережения в России по состоянию на 2005 год оценивался в 500 млн т.у.т. или около 40% всего потребления энергетических ресурсов. Как показывает практика «сквозного» аудита, более 30% потенциала экономии энергии сосредоточено в системах инженерного оборудования, до 70% экономии энергии может быть получено непосредственно в зданиях и сооружениях.

Целенаправленная реализация программ энергоресурсосбережения позволила бы при существенно меньших, чем для ввода новых энергетических мощностей, капитальных затратах, уменьшить дефицит энергии и создать благоприятные условия для решения проблемы в топливно-энергетическом комплексе. По данным РЛО «ЕЭС России» реализации даже 1/5 потенциала электро- и теплосбережения у потребителей снизит потребность в новых мощностях на 5-6 %.

Располагаемый потенциал энергосбережения во многом обусловлен типовыми техническими решениями, применявшимися при проектировании систем энергопотребления и энергоснабжения в 50-70-е годы XX столетия. Существующая практика нерационального расходования топливно-энергетических ресурсов во многом определяется сложившейся ранее системой приоритетов, при которой рациональное расходование эпергоресурсов не оказывало существенного влияния на экономические показатели.

Изменение ценовой политики, переход экономики на рыночные отношения, привели к значительному увеличению доли энергоресурсов в себестоимости продукции из-за возросшего дефицита топливно-энергетических ресурсов и устойчивой тенденции возрастания их стоимости.

Основными недостатками в теплоснабжении в целом по стране являются:

• большие непроизводственные потери (по данным Академии наук эта цифра составляет 150 млн. тонн у.т. из 700 млн. тонн у.т., расходуемого на теплоснабжение);

• низкая надежность систем теплоснабжения;

• работа в условиях дефицита тепловой мощности; j

• не выдерживаются условия теплового комфорта (зимой холодно, в переходный период перетопы, концевые потребители получают теплоноситель нерасчетных параметров, в одном здании разброс по температуре составляет 10-15 °С);

В связи с вышеизложенным, работы, направленные на снижение энергопотребления существующих зданий и сооружений и использование нетрадиционных источников энергии, представляются актуальными и имеющими большую научно-техническую и практическую значимость.

Цель и задачи работы. Целыо настоящей работы является обоснование и выбор на основе комплексных исследований оптимальных объемно-планировочных и конструктивных решений, а также инженерных систем и оборудования для энергоэффективных жилых зданий.

Достижение поставленной цели определило постановку следующих задач:

• обосновать выбор типа здания массового строительства в г. Москве как базу для создания энергоэффективного жилого дома;

• обосновать применительно к выбранному типу здания объемно-планировочные и конструктивные решения, способствующие повышению энергоэффективности, качества функционирования и экономичности;

• провести обоснования и исследования комплекса технических систем, способствующих реализации энергосберегающих технологий в экспериментальном доме;

• провести экспериментальные исследования эффективности принятых при проектировании решений и технико-экономическую оценку полученных результатов;

• систематизировать оптимальные энергосберегающие мероприятия для их внедрения в практику массового строительства.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность и целесообразность создания энергоэффективного жилого дома на базе домов серии Ill/МО, принятых к массовому строительству в г. Москве; о

• обоснованы объемно-планировочные и конструктивные решения энергоэффективного жилого дома, выбраны наиболее рациональные из условия энергосбережения;

• обоснованы технические решения инженерных систем и применяемого оборудования для их устройства;

• выбранные технические решения проверены при проектировании, строительстве и эксплуатации экспериментального жилого дома в микрорайоне Никулино-2 г. Москвы, подтверждена их энергоэффективность, выполнена технико-экономическая оценка полученных результатов.

• систематизированы оптимальные энергосберегающие мероприятия и технические решения для их применения при проектировании и строительстве жилых зданий с пониженным энергопотреблением в период их эксплуатации.

На защиту выносятся:

• результаты обоснования объемно-планировочных и конструктивных решений энергоэффективного жилого дома;

• результаты обоснования технических решений инженерных систем и применяемого оборудования для их устройства;

• результаты экспериментальной проверки разработанных технических решений в процессе эксплуатации энергоэффективного жилого дома в микрорайоне Никулино-2 г. Москвы и технико-экономической оценки фактических показателей его энергопотребления;

• результаты систематизации оптимальных энергосберегающих мероприятий и технических решений для применения при проектировании и строительстве зданий с пониженным энергопотреблением в период их эксплуатации.

Объект исследования. Объектом исследования является энергопотребление жилых зданий в процессе эксплуатации.

Предмет исследования. Предметом исследования являются объемно-планировочные и конструктивные решения зданий, а также технические решения инженерных систем и применяемого оборудования для их устройства, способствующие снижению энергопотребления в период их эксплуатации.

Теоретические и методологические основы исследований. Теоретическими и методологическими основами исследований являются достижения отечественной и зарубежной науки в области энергосбережения.

Научно-техническая и практическая ценность работы заключается в обосновании и выборе оптимальных энергосберегающих мероприятий и технических решений для жилых домов, рекомендуемых к массовой застройке.

Достоверность результатов. Достоверность и обоснованность полученных результатов, основных положений и выводов диссертации подтверждается сходимостью результатов теоретических исследований с экспериментальными данными энергопотребления жилого дома в мкр. Никулино-2 г. Москвы в процессе его эксплуатации, согласованностью полученных результатов с данными отечественных и зарубежных исследователей.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

• заседаниях секции Научно-технического совета строительно-квартирных органов МО РФ;

• заседаниях Научно-технического Совета Комплекса архитектуры, строительства, развития и реконструкции города Москвы;

• Ученом Совете 26 Центрального научно-исследовательского института МО РФ;

• заседании кафедры «Здания и сооружения на транспорте» Российского государственного открытого технического университета путей сообщения.

Реализация научных результатов диссертации. Результаты экспериментально-теоретических исследований диссертационной работы реализованы при проектировании и строительстве эпергоэффективного жилого дома, построенного в 2001 г. по адресу: г. Москва, микрорайон Никулино-2, ул. академика Анохина, д.62.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе:

1. Аверьянов В.К., Зарецкий Р.Ю., Подолян J1.A. Тютюнников А.И. Энергоэффективный дом // Информационный бюллетень «Теплоэнергетические технологии». 2002., №3. С. 15-19.

2. Иванов Г.С., Подолян J1.A. Энергосбережение в зданиях //Энергия: экономика, техника, экология». 1999. №12. С.25-32.

3. Подолян J1.A. Системы теплопотребления с тепловыми пунктами и компенсационно-блочным методом регулирования// Материалы научно-технической конференции «Эффективные методы проектирования, строительства и эксплуатации систем теплоснабжения», г. Ленинград. 6-8 декабря 1990 г.

4. Крицкий Г.К., Подолян J1.A., Тарабрин A.M. Система теплоснабжения с автоматизированным программным отпуском теплоты// Материалы научно-технической конференции «Эффективные методы проектирования, строительства и эксплуатации систем теплоснабжения», г. Ленинград. 6-8 декабря 1990 г.

5. Андреев Е.И., Агафонов А.Н., Подолян Л.А. и др. Справочник военного инженера-энергетика// Под общей редакцией Булата В.А. М., МО РФ, 2000.

6. Иванов Г.С., Подолян Л.А. Энергосбережение в зданиях// «Новости теплоснабжения». 2001. №7. С.8-13.

7. Аверьянов В.К., Андреичев С.В., Артемов А.П., Подолян Л.А. и др. Руководство по экономии топливно-энергетических ресурсов, расходуемых в Вооруженных Силах Российской Федерации на коммунально-бытовые нужды// М., МО РФ, 2004.

8. Аверьянов В.К., Подолян Л.А. Авторское свидетельство №1721404 «Конвектор». Приоритет от 17.07.1989 г.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы, включающего 97 наименований и 2 приложений. Работа изложена на 156 страницах, включая 38 рисунков, 22 таблицы и 99 листов машинописного текста.

Заключение диссертация на тему "Энергоэффективность жилых зданий нового поколения"

3.7. Выводы по главе

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Для опытной проверки на энергоэффективиом жилом доме из условия максимального энергосбережения за счет управляемости теплогидравлическими режимами в каждой комнате целесообразно принять систему отопления с поквартирной плинтусной разводкой магистралей и двухтрубным подключением отопительных приборов. На каждой ветви предусмотреть теплосчётчик, балансовый вентиль и термостатические вентили на приборах. В качестве теплопроироводов целесообразно использовать металлополимерные трубы. По технико-экономическим соображениям целесообразно принять отопительные приборы «Универсал ТБ» Сантехпроект с установкой термостатов и узлов подключения типа «Данфосс».

Поквартирная горизонтальная разводка системы отопления с установкой термостатов и теплосчетчиков может дать экономию до 30% за счет учета бытовых тепловыделений, прихода солнечной радиации, программного регулирования потребителем температуры воздуха в отдельных комнатах, ликвидации излишнего проветривания и др.

2. Систему горячего водоснабжения целесообразно запроектировать с местным децентрализованным приготовлением воды в техническом подполье за счёт работы парокомпрессионных тепловых насосов. В качестве низкопотенциального источника тепла для работы испарителей тепловых насосов рекомендуется использовать комбинацию тепла грунта через скважины, условно чистых вод канализации и тепла вытяжного воздуха систем вентиляции.

Для снижения расчётной мощности тепловых насосов целесоообразно предусмотреть установку баков аккумуляторов и насосов для циркуляции и подачи горячей воды в систему горячего водоснабжения всего дома.

3. В проекте энергоэффективного дома целесообразно применять центральную механическую вытяжную систему вентиляции с утилизацией воздуха тепловыми насосами на нужды горячего водоснабжения. Вентиляторы и рекуператоры целесообразно разместить на техническом этаже каждой секции с выбросом отработанного воздуха в атмосферу. Приток воздуха в жилые комнаты предусмотреть через самовентилируемые оконные блоки (для ПХВ окон) или специально разработанные клапаны в переплётах (для деревянных переплётов).

4. Целесообразно предусмотреть диспетчерскую систему с автоматическим сбором данных по энерго- и ресурсопотреблению, контролем и управлением параметров энергопотребления, своевременным обнаружением аварийных ситуаций.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

4.1. Фактические теплозащитные свойства ограждающих конструкций жилого дома в мкр. Ннкулино-2 г. Москвы

Работы по обследованию фактических теплозащитных свойств ограждающих конструкций энергоэффективного жилого дома проводились с использованием «Комплексной методики контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений», утвержденной начальником управления стандартизации, технического нормирования и сертификации Госстроя РФ и требованиями действующих нормативных документов /21, 31/.

Обследование фактического теплотехнического состояния энергоэффективного дома включало в себя тепловизионное обследование ограждающих конструкций и определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций контактным методом.

Метод тенловизиопного обследования основан на дистанционном измерении и регистрации тепловизором температурных полей поверхностей ограждающих конструкций, между внутренними и наружными поверхностями которых существует перепад температур /21,31/.

Тепловизионная съемка позволила получить тепловой «портрет» ограждающей конструкции здания.

Тепловизионное обследование ограждающих конструкций проводилось в соответствии с требованиями ГОСТ 26629.

Метод определения фактического сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций реализуется на основе контактных измерений температур и теплопроводности материалов конструкций на базовых участках. Выбор базовых участков проводился но результатам тепловизионных обследований и визуального обследования внутренней поверхности ограждающих конструкций. Определение сопротивления теплопередаче базовых участков выполнялось в соответствии с требованиями ГОСТ 26254, ГОСТ 26602.1 и СНиП II-3-79 (изд. 1998 г.).

Выполнение работ по тепловизионпому обследованию ограждающих конструкций энергоэффективного здания проводилось с применением тепловизора

IRTIS-200, сертифицированного Госстандартом РФ, отвечающего следующим требованиям:

• диапазон измеряемых температур, не менее от -20°С до 100°С

• температурное разрешение, не более 0,1°С при 30°С

• погрешность измерения температуры, не более ±2% измеряемого значения

• пространственное разрешение (при 50% контрасте), не менее 100 элементов на строку

• формат разложения изображения, не менее 140x140 элементов в кадре, 20 кадров в секунду

• рабочий спектральный диапазон 3-5мкм

• угол поля зрения объективов от 7° до 40° Тепловизионная съемка производилась при перепаде температур между наружным и внутренним воздухом 24 °С, при этом отсутствовали атмосферные осадки в виде тумана, задымленности и прямого солнечного облучения, при режимах теплопередаче, близких к стационарным и при значении коэффициента теплового излучения равного 0,95.

Результаты тепловизионных обследований в виде термограмм представлены на рис. 4.1 - 4.4, их анализ свидетельствует об относительной теплотехнической однородности наружных стеновых панелей, поставляемых ДОАО «355 КЖИ» ХК «Главстройпром»на строительство дома, и удовлетворительном качестве выполнения стыков наружных стеновых панелей.

Работы но определению фактического сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций энергоэффективного дома включали в себя:

- обследование внутренней поверхности ограждающих конструкций с выявлением и фиксацией дефектных мест;

- определение основных параметров внутреннего микроклимата помещений;

- выбор базовых участков ограждающих конструкций для определения фактического сопротивления теплопередаче;

- определение фактических значений коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов базовых участков;

Рис. 4.4. Термограмма южного и восточного фасадов здания if • ft

Рис.4.3. Термограмма южного к восточного фасадов

ГО сл

Рис. 4.2. Термограмма северного и западного фасадов

Рис. 4.1. Термограмма южного и западного фасадов го

- расчет фактического сопротивления теплопередаче базовых участков ограждающих конструкций.

Обследование внутренней поверхности ограждающих конструкций производилось методом визуального осмотра с фотографированием дефектных мест.

При определении основных параметров микроклимата помещений контактными измерениями фиксировались: температура и влажность внутреннего воздуха помещения, температура внутренней поверхности ограждающих конструкций.

Температура измерялась термометрами, влажность воздуха — влагомером. Измерение температуры внутреннего воздуха осуществлялось па расстоянии 100150 мм от внутренней поверхности ограждающих конструкций и стыковых соединений, а по вертикали на расстоянии 100, 250, 750 и 1500 мм от пола и 100 и 250 мм от потолка. Измерение температуры у поверхности светонрозрачных ограждающих конструкций осуществлялось на расстоянии 100-150 мм от поверхности стекла.

Измерение температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций и горизонтальных и вертикальных их соединений (швов) осуществлялась в пяти точках.

Выбор помещений (квартир) для проведения обследований осуществлялся на основе анализа тепловизионных обследований. Результаты обследования и определения параметров микроклимата выбранных помещений приведены в табл. 4.1.

Определение коэффициента теплопроводности утеплителя (пенополистирола) базовых участков производилось прибором ИТП-МГ4, № 43, сертификат соответствия № 0000027. Прибор соответствует обыкновенному исполнению по ГОСТ 12997-84* и предназначен для оперативного определения теплопроводности строительных материалов по ГОСТ 7076-99 в образцах методом измерения плотности стационарного теплового потока и методом теплового зонда в образцах и изделиях. При обследовании квартир измерение коэффициентов теплопроводности пенополистирола проводилось методом теплового зонда.

Определение коэффициента теплопроводности пенополистирола производилось зондом непосредственно в панелях, для чего в них высверливались скважины диаметром 8 мм и глубиной до 280 - 320 мм. Перед испытанием измерялась фактическая толщина утеплителя панели. Результаты определения среднего коэффициента теплопроводности и весовой влажности пенополистирола базовых участков панелей приведены в табл. 4.2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенных экспериментально-теоретических исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. В ходе выполнения работы теоретически обоснована и экспериментально подтверждена техническая возможность и экономическая целесообразность создания энергоэффективных зданий. Максимальный эффект энергосбережения может быть достигнут при комплексном рассмотрении объемно-планировочных и конструктивных решений, а также применении нетрадиционных для отечественной практики строительства инженерно-технических систем.

2. В результате технико-экономического анализа в качестве базовой серии для реализации проекта энергоэффективного жилого дома для строительства в мкр. Никулино-2 из числа рекомендованных к массовой застройке в г. Москве принята серия 111/МО. Изготовителем наружных стеновых панелей выбран 355 КЖИ. К положительным качествам серии 111/355-МО как базовой для энергоэффективного здания относятся следующие:

• блок-секция обладает наилучшими теплотехническими показателями из известных отечественных массовых секций;

• внутренняя планировка здания позволяет, при необходимости, осуществлять плинтусную разводку трубопроводов, поквартирную установку приборов учета, теплоутилизаторов, теплоаккумуляторов, а также монтаж воздуховодов для утилизации выбросного воздуха.

3. Для повышения энергоэффективности в базовое решение целесообразно внести следующие изменения:

• изменить систему вентиляции здания, отказаться от устройства «теплого» чердака, использовать чердачное пространство для установки оборудования, утилизирующего теплый вытяжной воздух. Соответствующим образом изменить теплоизоляцию покрытия и чердачного перекрытия.

• заменить типовые окна на самовентилируемые, обеспечивающие необходимую контролируемую вентиляцию помещений.

• выполнить остекление лоджий, как архитектурно-конструктивное решение, способствующее снижению теплоиотерь как за счет уменьшения теплового потока через ограждающие конструкции, так и за счет нагрева инфильтруемого воздуха.

• использовать подвальные помещения для размещения энергосберегающего оборудования инженерных систем.

4. В связи с тем, что большие затраты тепловой энергии связаны с нагреванием инфильтрующегося холодного воздуха, целесообразно предусматривать использование энерго'эффективных конструкций самовентилируемых окон повышенной герметичности или окопных блоков со специально разработанными клапанами, позволяющих уменьшить количество инфильтрующегося воздуха до минимально допустимой кратности воздухообмена (п=1 объем/ч), при этом энергозатраты на отопление здания могут быть снижены на 16% при том же уровне теплозащиты окон. Дальнейшее снижение теплопотерь может быть достигнуто за счет применения новых конструкции окоп с теплоотражающими покрытиями и пленками, что в несколько раз дешевле и эффективнее повышения теплозащиты наружных стен и перекрытий.

5. Для использования па эиергоэффективных жилых домах из условия максимального энергосбережения за счет управляемости теплогидравлическимп режимами в каждой комнате целесообразно принимать систему отопления с поквартирной плинтусной разводкой магистралей и двухтрубным подключением отопнтельпых приборов. На каждой ветви предусмотреть теплосчётчик, балансовый вентиль и термостатические вентили на приборах.

Поквартирная горизонтальная разводка системы отопления с установкой термостатов и теплосчетчиков дает экономию до 30% за счет учета тепловыделений, прихода солнечной радиации, программного регулирования потребителем температуры воздуха в отдельных комнатах, ликвидации излишнего проветривания и др.

6. Для системы горячего водоснабжения целесообразно использовать местное децентрализованное приготовление воды за счёт работы парокомпрессиопных тепловых насосов. В качестве низкопотепциального источника тепла для работы испарителей тепловых насосов рекомендуется использовать комбинацию тенла грунта через скважины, условно чистых вод канализации и тепла вытяжного воздуха систем вентиляции.

Для снижения расчётной мощности тепловых насосов целесоообразно предусмотреть установку баков-аккумуляторов и насосов для циркуляции и подачи горячей воды в систему горячего водоснабжения всего дома. Подогрев воды целесообразно осуществлять электротэиами в ночное время, переходя при этом на двух- трехтарифную систему оплаты за электроэнергию.

7. Большим резервом снижения уровня энергопотребления эксплуатируемого здания при минимально допустимой кратности воздухообмена является утилизация тепла вентиляционных выбросов с применением тепловых насосов. В энергоэффективных домах целесообразно применять центральную механическую вытяжную систему вентиляции с утилизацией воздуха тепловыми насосами на нужды горячего водоснабжения. Вентиляторы и рекуператоры целесообразно размещать па техническом этаже с выбросом отработанного воздуха в атмосферу.

8. Результаты теоретических исследований проверены в процессе эксплуатации экспериментального 17-этажного жилого дома серии 111-355.МО, строительство которого осуществлено Минобороны РФ в 1999-2000 годах в микрорайоне Никулино-2 , корп.5. Проект реализован в рамках «Долгосрочной программы энергосбережения в г. Москве», утвержденной совместным постановлением Правительства Москвы и Миннауки РФ № 36-РП-6 от 15 января 1998 г. Результаты замеров и расчетов фактических энергетических показателей реализованного проекта показали, что фактическое энергопотребление здания снижено на 45,5%, при этом повышение теплозащиты стен и окон снижает расчетный тепловой поток и годовые теплопотери на 20%, внедрение других технических решений дает экономию тепла около 30%, при этом больший эффект достигается за счет утилизации тепла вытяжного воздуха с помощью тепловых насосов на горячее водоснабжение (28% по теплу и 19% с учетом расхода электроэнергии) при частичном замещении тепловой нагрузки. Такие мероприятия как остекление лоджий и балконов, а так же оборудование здания средствами учета и регулирования дает экономию каждое до 4%.

Внедрение в перспективе дополнительных технических решений и мероприятий позволит еще снизить вышеуказанные показатели и довести экономию до 32% теплопотребления базовой секции.

9. Расчеты технико-экономической эффективности результатов исследований показали, что при дополнительных капитальных затратах на реализацию энергосберегающих мероприятий в объеме 16,61 у.е./м

-у экономический эффект составляет 2,47 у.е./м . Срок окупаемости затрат составляет 6,7 года.

10. Дальнейшие исследования в данной области целесообразно направить на выявление в процессе эксплуатации жилого дома факторов, снижающих энергоэффективность функционирования инженерных систем, разработку рекомендаций по их устранению, внедрение апробированных энергосберегающих мероприятий в практику массового строительства.

Библиография Подолян, Леонид Алексеевич, диссертация по теме Строительные конструкции, здания и сооружения

1. Авезов P.P., Орлов А.Ю. Солнечные системы отопления и горячего водо снабжения. Ташкент: ФАН, 1988.

2. Аверьянов В.К., Тютюнников А.И. Выбор оптимальной поверхности промежуточного теплообменника двухкошурной гелиосистемы // Гелиотехника, 1984, №3.

3. Аверьянов В.К., Минин В.Е., Тютюнников А.И. и др. Эффективные системы отопления зданий. -М.: Стройиздат, 1988.-214 с.

4. Аверьянов В.К., Зарецкий Р.Ю., Подолян Л.А. Тютюнников А.И. Энергоэффективный дом Информационный бюллетень «Теплоэнергетические технологии», 2002 г., №3.

5. Ананьев А.И. Состояние нормативной базы по проектированию долговечных энергоэкопомичных зданий // Жилищное строительство, 1998, №3.

6. Ананьев А.И. Научно-технические основы повышения теплозащитных качеств и долговечности наружных ограждающих конструкций зданий из штучных элементов. Автореф. дисс. докт. техн. наук, НИИСФ, М., 1998 г.

7. Ананьев А И Комплексный подход к созданию энергоэкономичных отапливаемых зданий// В кн.: Проблемы строительной теплофизики, систем микроклимата и энергосбережения в зданиях-М., НИИСФ, 1998, с. 59-68.

8. Андреев Е.И., Агафонов А.Н., Подолян Л.А. и др. Справочник военного инженера-энергетика. Под общей редакцией Булата В.А. М., МО РФ, 2000.

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

10. Богословский В.Н. «Строительная теплофизика», М., Высшая школа, 1982.

11. Богословский В. II. Тепловой режим здания. М., 1979.

12. Богословский В. Н. Строительная теплофизика (теилофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). М., 1970.

13. Богословский В.Н. Три аспекта концепции ЗЭИЭ и особенности переходною периода // Проблемы строительной теплофизики и энергосбережения в зданиях : Сборник докладов научно-пракшческой конференции НИИСФ РААСН. М., 1997, с.7-9.

14. Богословский B.II. Три аспекта создания здания с эффективным использованием энергии. Журнал АВОК, С.-Петербург, 1998 г.

15. Богословский В.Н., Поз МЛ. Теплофизика аппаратов утилизации тепла систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Стройиздат, 1983.

16. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление. М., 1991.

17. Богуславский JI. Д. Экономия теплоты в жилых зданиях М., Стройиздат, 1990.

18. Бутовский И.Н., Рыбалов Е.И., Табунщиков Ю.А. Оптимизация теплозащиты зданий. // Строительство и архитектура. Обзорная информация. Отечественный и зарубежный опыт. - М., ВНИИС, 1983. - Вып. 2.

19. Бутовский И.Н., Матросов Ю.А. Сопоставление отечественных и зарубежных норм расчета теплозащиты зданий// Строительство и архитектура. Обз. ипф. М., ВНИИИС, 1989, вып. 4.

20. Ведомственные строительные нормы по теплотехническим обследованиям наружных ограждающих конструкций с применением малогабаритных тепловизоров / ВСН 43-96/ М., Мосоргстрой, 1996.

21. Везиришвили О.Ш. Энергосберегающие теплонасосные системы тенлохолодоснабжения. М., 1994.

22. Временные рекомендации но разработке отраслевых программ энергосбережения для непромышленных министерств и ведомств/ Минэнерго. М., 1998.

23. Временное руководство по проектированию энергоэффекгнвных зданий и сооружений гражданского назначения М , ЗАО "Институт развития Москвы", 1996.

24. Гагарин В.Г. О недостаточной обоснованности повышенных требований к теплозащите наружных стен зданий // В кн.: Проблемы строительной теплофизики, систем микроклимата и энергосбережения в зданиях. М, НИИСФ, 1998, с.69-94.

25. Гагарин В.Г. О новых требованиях к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций// В кн. Межрегиональная ассоциация "Железобетон" Тезисы докладов 4-й конференции (посвященной 100-летию со дня рождения АЛ. Гвоздева) М , 21-22 мая 1997, с. 43-45.

26. ГОСТ 26629-85. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций.

27. ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.

28. Грудзинский М.М., Ливчак В.И., Поз М.Я. Отопительно-вентиляционные системы зданий повышенной этажности. М.: Стройиздат, 1982. - 256 с. - (Экономия топлива и электроэнергии).

29. Грузинский М.М., Прижижецкий С.И., Грановский В.Л. Современные системы теплоснабжения и отопления зданий в массовом строительстве Москвы. Промышленное и гражданское строительство, 1996, №10, с.26.

30. Дашевский Ю., Жузе В. Энергосбережение в квартире.// Сб. ЦЭНЭФ, № 14, 1977.

31. Дмитриев А.Н. Московская программа энергосбережения. -Журнал АВОК, №5/6, 1995.

32. Дмитриев А.Н. Два подхода к управлению энергосбережением в строительстве. Промышленное и гражданское строительство, 1997, №1.

33. Дмитриев А.Н. Энергосберегающие ограждающие конструкции гражданских зданий. Автореф. дисс. докт. техн. наук М., РГОТУПС, 1999.

34. Дмитриев А.Н., Гурьев В.В. Повышение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций на примере московского строительства. Труды XXXI Научной конференции инженерного факультета РУДН. М., 1997, с. 17-19.

35. Ермашкевич В., Покотилов В., Макаревич С., Осиненко А. и др. Энергоактивные здания в условиях Белоруссии. Архитектура и строительство. Минск, 1995, №1.

36. Закиров Д.Г. Энергосберегающие технологии с использованием тепловых насосов, некоторые проблемы их внедрения// В кн. Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения — Тезисы докладов VI

37. Всероссийской конференции 29-30 октября 2002 года. Нижний Новгород, НГТУ, 2002, с. 51-56.

38. Иванов Г.С. Концепция ресурсосбережения при строительстве и эксплуатации зданий//Жилищное строительство, 1991, № 11.

39. Иванов Г.С. Об ошибках нормирования уровня теплозащиты ограждающих конструкций // Жилищное строительство, 1996, № 9.

40. Иванов Г.С., Подолян JI.A. Энергосбережение в зданиях. — «Энергия: экономика, техника, экология», 1999 г., №12.

41. Иванов Г.С., Дмитриев А.Н. Проблема энергосбережения в зданиях в теилофизическом и экономическом аспектах технического нормирования, -М., Промышленное и гражданское стро1ггельство, 1998, № 10.

42. Ильинский В. М, Строительная теплофизика (ограждающие конструкции и микроклимат зданий). М., 1974.

43. Китайцева Е.Х. Обобщенные методы расчета воздушного режима здания и факторов, влияющих на качество внутреннего воздуха: Автореф. дисс. канд. техн. наук / МГСУ. М., 1995. - 28 с.

44. Ливчак В.И., Дмитриев А.Н. О нормировании тепловой защиты жилых зданий. / АВОК, № 3, 1997.

45. Матросов Ю., Гольдштейн Д., Чао М. Внедрение региональных норм но энергетической эффективности зданий в России. / ИБ АЦТЭЭТ, № 1-2, 1998.

46. Матросов Ю.А. Энергетический паспорт здания. Журнал АВОК, 1987, №2/3.

47. Матросов Ю.А., Бутовский И.Н., Тишенко В.В. Россия впервые переходит на строительство и реконструкцию зданий с эффективным использованием энергии. Бюл. ЦЭНЭФ. 1995, октябрь-декабрь.

48. Матросов Ю.А., Бутовский И.Н. Развитие нормативной базы по энергосбережению зданий на федеральном и региональном уровне// Теплый дом: Универсальный справочник застройщика. М., 2000, с. 9-17.

49. Матюшина Э.Г. О повышении уровня теплозащиты наружных ограждающих конструкций. / Жилищное строительство, № 9, 1996.

50. МГСН 2.01-94** Московские городские строительные нормы. Энергосбережение в зданиях. Правительство Москвы, 1998.

51. Мелюшев В.В. и др. Автоматизированный расчет размеров оконных проемов гражданских зданий с учетом требований освещенности и минимальных теплоиотерь помещений. Челябинск, 1986. - 70 с.

52. Монахов Г.В., Красовский Б.М. Количественная оценка надежности существующих и перспективных систем теплоснабжения. /Изв. АН СССР, Серия «Энергетика и транспорт», 1988, №3.

53. Наумов А.Л., Шилькрот Е.О. Повышение эффективности отопления и вентиляции // АВОК, 1993, № 1-2,3

54. Никитина С.В. Индивидуальный поквартирный учет потребления тепла один из эффективных путей экономии энергоресурсов. / ИБ АЦТЭЭТ, № 1-2, 1998.

55. Повышение эффективности использования энергии в жилищном секторе Дании / Российско-Датский институт энергоэффективности. -Истра, 1997.- 188 с.

56. Покотилов В., Макаревич С., Соболевский А. Малозатратные энергосберегающие мероприятия и особенности их применения для жилых домов.// Сб.тр. ПИ «Белжилпроект», Мн., 1996.

57. Постановление Госстроя РФ № 18-81 от 11.08.95 г. «О внесении Изменения № 3 к СНиП 11-3-79*».

58. Постановление Госстроя РФ № 18-14 от 06.06.97 г. «Об экономии энергоресурсов при проектировании и строительстве».

59. Постановление Минстроя РФ № 18-99 от 03.06.96 г. «О необходимости сертификации проектной документации массового применения с учетом требований энергосбережения».

60. Постановление Госстроя РФ №18-11 от 02.02.98 «О теплозащите строящихся зданий и сооружений».

61. Прокофьев А.А., Щуров А.Н., Иванов A.M. Что необходимо знать и учитывать при выборе окна с точки зрения современных требований по теплосбережению (на примере Москвы) // ИБ «Энергосбережение», 1998, № 1-2.

62. Ржеганек Я., Яноуш А. Снижение теплопотерь в зданиях М, Стройиздат, 1988.

63. Руководство по экономии топливно-энергетических ресурсов, расходуемых в Вооруженных Силах Российской Федерации на коммунально-бытовые нужды. /Аверьянов В.К., Андреичев С.В., Артемов А.П., Подолян Л.А. и др. М., МО РФ, 2004.

64. Самарин О.Д. О совершенствовании нормирования теплозащитных свойств зданий// в кн. Актуальные проблемы строительной физики Сборник докладов VII научно - практической конференции 18-20 апреля 2002 года (Академические чтения) М., НИИСФ, 2002, с. 94-102.

65. Самарин О.Д. Об оптимальной величине удельного энергопотребления зданий // в кн. Актуальные проблемы строительной физики Сборник докладов VII научно - практической конференции 18-20 апреля 2002 года (Академические чтения) М., НИИСФ, 2002, с. 103-109

66. СНиП 10-01-94*. Система нормативных документов в строительстве. Основные положения.

67. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника, (изд. 1998 года).

68. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

69. СНиП П-04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

70. СНиП 2.01.02-82 «Строительная климатология и геофизика».

71. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»

72. Справочное пособие к СНиП "Расчет и проектирование ограждающих конструкций зданий", М., Стройиздат, 1990.

73. Станкавичюс В. и др. Нормирование теплопотерь здания. // Сб. Докладов VI съезда АВОК, 1998.

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

75. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. Научные основы проектирования энергоэфективных зданий//АВОК, 1998, № I.

76. Тарасов В.А. Нормирование и конструкции пластиковых окон в климатических условиях северо-западного региона Росси. // Сб. Докладов VI съезда АВОК, 1998.

77. Теплотехнический расчет ограждений, содержащих теплопроводные включения / Богословский В. Н., Авдеев Г. К., Бухарова II. В., Сидоров Э.А., МНИИТЭП, М., 1977.

78. Тютюнников А.И., Михайлов А.Г., Миткевич О.А. Проект теплоиасосной станции теплоснабжения в Петродворцовом районе С.Петербурга. // Сб. Докладов VI съезда АВОК, 1998.

79. Федеральный Закон «О государственном регулировании тарифов на электрическую и тепловую энергию в Российской Федерации», № 41-ФЗ от 14 апреля 1995 г.

80. Федеральный Закон «Об энергосбережении», № 28-ФЗ от 3 апреля1996.

81. Чистович С.А., Аверьянов В.К. и др. Автоматизированные системы теплоснабжения и отопления. М.: Стройиздат, 1987. - 247 с.

82. Шведов Н.В. Новые требования к теплотехническим характеристикам окон и балконных дверей.// Материалы семинара: Современные окна в массовом жилищном строительстве г. Москвы. М., МНИИТЭП, 1998.

83. Шилкин А.А. и др. Аэроионный режим в гражданских зданиях. -М.: Стройиздат, 1988. 168 с.

84. Энергосберегающие технологии в современном строительстве. — М.: Стройиздат, 1990.

85. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справ, пособие/ Под ред. Л.Д. Богуславского, В.М. Ливчака. М.: Стройиздат, 1990. - 621 с.

86. Энергоэффективный дом. Принципы проектирования // ИБ «Энергоэффективные технологии», 1998, № 3.

87. Юрманов Б.Н., Дерюгин В.В. Энерго- и ресурсосберегающие направления в решении отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: Сб. докл. VI съезда АВОК. СПб., 1998. - с. 193-198.

88. SILVIA WILL. Механическая вентиляция в многоквартирных домах // АВОК, 1994, № 5/6, с. 40-41.