автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Энергоэкономические решения ограждающих конструкций промышленных зданий со значительными теплоизбытками

1 \ 9 %

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНШ ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (ЦНИИпромзданий)

На правах рукописи

ОСИПОВА Ирина Васильевна

УДК 699.86:692

ЭНЕРГОЭКОНОМИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШШНЫХ ЗДАНИЙ СО ЗНАЧИТЕЛЬНЫМИ ТЕПЛОИЗБЫТКАМИ

Специальность: 05.23.01 - Строительные конструкции,здания

и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

Научный руководитель Официальные оппоненты

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском и проектно-экспериментальном институте промышленных зданий и сооружений (ЦНШпромзданий).

- доктор технических наук Э.А.НАРГИЗЯН

- доктор технических наук, профессор А.Г.ГВДОЯН

- кандидат технических наук А.Г.АНИЧХИН

- Научно-исслейОЕательский институт строительно? Физики (НИИСФ)

Ведущая организация

Защита состоится "¿Р' ИСЛ-'Ф/* 1992г. в

час.

на заседании Специализированного совета Д.033.17.01 при Центральном научно-исследовательском и проектно-экспериментальном институте промышленных зданий и сооружений по адресу: 127238, г.Москва, Дмитровское шоссе, 46: в конференп-зале (8-* этая).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " " ^/¿Т^г)/^/3 ^до9г

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат архитектуры

К.А.ЧЕРНЫШЕВА

РОССИЙСКАЯ Г0СУД£-РС7ГЬ;НЛП бИБЛИОШ г1.

Актуальность темы. Использование резервов те плоэнергатичес- . ких ресурсов (ТЭР) в промышленных зданиях со значительными тепло-избытками - одно из важнейших направлений развитая экономики и энергетики России, один из способов решения экологических проблем.

Эти здания отличаются высокой потребностью в тепловых ресурсах, что обусловлено технологией производства готовой продукции. В связи с наличием теплоизбыгков такие здания проектируются с минимальной теплозащитой, например ,0 50'.-70$ площадью остекления в наружных стенах, с 40$ остеклением в покрытиях, применением однослойного остекления, невысоким сопротивлением глухих участков наружных ограждений.

Уровень теплозащиты зданий определяет размер энергетического потребления санитарно-техническими системами.

Натурные исследования показывают, что дане при 30$ площади остекления в наружных ограждениях создаются дискомфортные условия в цехах как е летнее, так и в зимнее время, требуются высокие текущие расходы по содержанию чрезмерного остекления и высокие энергетические расхода для поддержания нормируемых микроклиматических параметров.

Избыточные теплопосгупления часто не используются непосредственно для отопительных целей, из-за содержащихся в них газов, пыли, паров, негерме точности контура рассматриваемых зданий.

Часто удаление теплоизбыгков производится без теплоутилиза-ции не только низкопотенпиального, но и высокопотенциального тепла, что увеличивает экологические проблемы и непроизводительные потери тепла.

Причина этого, о одной стороны, обусловлена диспропорциями в ценностной оценке энергоресурсов, с другой - отставанием в области оптимизации теплоэнергетических балансов рассматриваемых

здании и нормирования теплозащиты наружных ограждений.

В связи с переходом к рыночным отношениям в экономической политике страны и неизбежностью многократного возрастания стоимости энергетических ресурсов в переходный период 063сдавливается необходимость принятия мер по всемерной экономии и наиболее полному использованию теплоэнергетических ресурсов.

В связи с этим особое значение приобретает возможность вторичного использования теплопоступлений от технологического оборудования и выбора соответствующих теплотехнических параметров ограждающих конструкций таких типов зданий.

Целью работы являются анализ отечественного и зарубежного опыта проектирования производственных зданий со значительными теплоизбытками, совершенствование методики определения энергоэкономических решений ограждающих конструкций с учетом теплоути-лизации для отопительных целей, разработка принципов нормирования теплозащитных параметров наружных ограждений, обеспечивающих ¡энергосбережение при соблюдении основного экономического критерия - минимум народнохозяйственных затрат.

Объект исследования - целлюлозно-бумажная (здания с влажным режимом эксплуатации) и машиностроительная (здания с высокотемпературным режимом эксплуатации) отрасли.

Предмет исследования - годовой теплоэнергетический баланс зданий с Елажным режимом эксплуатации (цеха сушильные, картоно-и бумагоделательные) в высокотемпературным (цеха штамповочные, кузнечные, прессовые) режимами эксплуатации, конструктивные и теплозащитные решения наружных ограждений.

Где я работы - определение энергоэффективных решений наружных ограждений зданий, исходя из оптимизации всех основных элементов их теплоэнергетических балансов, составленных с учетом

теплоутилизации низкопотенциального тепла в системах обеспечения микроклимата.

Методы исследования:

- изучение и обобщение отечественных и зарубежных методов расчета и нормирования теплозащиты рассматриваемых зданий;

- изучение проектной практики;

- натурные исследования действующих объектов Братского, Усть-Ияим-ского лесопромышленных комплексов,Светогорского целлюлозно-бумажного комбината, Камского автомобилестроительного завода;

- определение исходной технико-экономической информации для совершенствования действущих методик по теплозащите зданий с высокотемпературными и влажными режимами;

- построение модели теплоэнергетического баланса зданий, экономико-математического алгоритма, программы расчетов;

- проведение расчетов по энергоэффективной теплозащите;

- разработка принципов нормирования теплозащиты и эффективного использования тепловых ресурсов.

Основные научные положения, разработанные лично автором и выносимые на защиту:

1.Повышение эффективности тепловой защиты производственных зданий со значительными теплоизбытками достигается сокращением площади остекления наружных стен с 80% до 3-12% и увеличением сопротивления глухих участков наружных стен и покрытий в среднем на 30% на основе использования, разработанной автором методики расчета,которая отличается от ранее известных учетом низкопотенциального тепла на покрытие тепловых расходов по воздушному о имени» и затрат по соответствующей теплоутилизационной системе.

2.В качестве нормируемых показателей тепловой защиты наружных ограждений производственных зданий с высокотемпературными и влажными

режимами рекомендуются энергоэкономические площади остекления, толщины глухих участков наружных стен и покрытий. Впервые предлагается установление ограничений максимальных размеров площадей остекления и использование среднего коэффициента теплопередачи по всем теплоотдащим поверхностям в качестве ограничителя по теплопотребленюо ограждениями.

3.Оптимизация теплоэнергетического баланса производственного здания достигается за счет оптимизации всех его элементов и систем на основе разработанных автором методики и программы расчетов, системы уравнений,описывающих энергобаланс в годовом цикле.

Такой подход позволяет впервые комплексно учесть все возможные взаимосвязи при выборе оптимальных параметров тепловой защиты зданий и достигнуть экономию энергоресурсов на отопительные цели в среднем в размере 30% по сравнению с аналогичными затратами действующих предприятий целлюлозно-бумажной и машиностроительной отраслей.

Научная новизна результатов исследований,полученных автором, заключается в разработке новых взаимосвязей,которые позволили улучшить теплозащитные параметры наружных ограждений.Достигнуть энергоэкономического решения ограждений здания можно за счет:

- сокращения остекления (окон и фонарей);

- повышения сопротивления глухих участков стен, аонршшй.

Улучшить метод расчета теплозащиты зданий со значительными

теплоизбытками, который отличается от ранее известных, позволяет учет возможного использования низкопотенциального тепла на отопительные цели.

Научное значение работы состоит в совершенствовании нормирования теплозащиты,развитии направлений энергоэффективного проектирования зданий со значительными теплоизбытками.

Практическое значение работы.Реализация новых предложений позволит сократить тепловые потери в зданиях, большие площади остекления, повысить сопротивление теплопередаче глухих участков наружных ограждений, использовать вторичные знергети-тические ресурсы для догрева и охлаждения воздуха в системах

вентиляции, уменьшить капитальные и эксплуатационные затраты по содержанию ограждений и их обслуживающих систем, снизит остроту экологических проблем, создаст предпосылки к поддержанию стабильных микроклиматических параметров.

По методике, предложенной в диссертации, с участием автора разработаны рекомендации по совершенствованию теплозащитных параметров производственных зданий Ереванского станкостроительного завода, подлежащих реконструкции. Рекомендации по реконструкции приняты к внедрению. Частичное внедрение этих рекомендаций обеспечило экономический эффект, размер которого в 1985 г. составил 240 тыс. рублей. Основные положения и методика внедрены на ЗиЛе в 1992 г.

Апробация работы. Основные научные результаты докладывались на :

- 3-ей научно-практической конференции Молодух Ученых

и Специалистов ЦНИИпромзданий, посвященной 60-летию образования

СССР и XIX съезду Е11КСМ, проводившейся 19-21 мая 1982 г. в Москве;

- 5-ой научно-практической конференции Молодых Ученых и Специалистов ЦНИИпромзданий, проводившейся 4-6 февраля 1986 г. в .Москве;

- научно-практической конференции Молодых Ученых и Специалистов ЦНИИпромзданий, проводившейся 5-7 апреля 1988 г. в Москве;

-Х1У научно-практической конференции Молодых Ученых и Специалистов на тему: "Научно-технический прогресс и совершенствование хозяйственного механизма в строительстве",проводившейся в ШИЭС в июне 1986 г. в Москве;

- заседании научно-технической секции экономики ограждающих конструкций № 22, проходившего 21 марта 1980 г. в Москве;

- заседании научно-технической секции экономики ограждающих конструкций № 12, проходившего 25 ноября 1987 г. в Москве;

- заседании научно-технической секции экономики ограждающих конструкций № 7 ЦНИИпромзданий, проходившего 14 сентября 1987г.

в Москве.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов, рекомендаций подтверждается результатами натурных исследований

производственных зданий со значительными теплоизбытками, соответствующими расчетами, выполненными по предлагаемой методике по действующим предприятиям кузнечного цеха 1САМАЗа (г.Набережные Челны ) и сушильного цеха БЯПК (г.Братск), а также включением основных положений диссертации в нормативно-справочную литературу.

Основные результаты исследований опубликованы автором в 7-ми статьях и вошли в состав 4 научных тем,по разделу важнейших, связанных с экономией энергоресурсов.

Объем работы.Обций объем диссертации содержит 203 страниц^, в том числе 128 страниц основного текста, 31 таблицу, 17 рисунков

Диссертация состоит из введения, трех глав, основных выводов

списка литературы и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В связи с возникшими трудностями в топливно-энергетическом комплексе России важное значение приобрели проблемы экономии энергоресурсов и изменения их ценностной оценки.

Большие резервы экономии энергоресурсов сосредоточены в области теплоснабжения. Расход топлива на теплоснабжение зданий зависит от теплозащитного уровня наружных ограждений. Недооценка

теплозащитных свойств промышленных зданий приводит к высоким теп-лопогерям.

В решение задач, связанных с повышением тепловой защиты зданий в отечественной практике, большой вклад внесен такими учебными и научно-исследовательскими институтами, как МИСИ, ЛИСИ, ЦНИИпромзданий, НШСФ, НИИЭС,такими учеными,как К.Ф.Фокин, Л.Д. Богуславский, А.Г.Риндоян, В.А.Дроздов,Э.А.Наргизян, В.К.Савин, Г.П.Бондаренко, М.А.Пак и многими другими.

Не смотря на большой вклад ученых нашей страны в проблему совершенствования тепловой защиты зданий, проблеме остается по-прежнему актуальной.

ЗНАЧЕНИЕ ЭНЕРГОЭКОНОМИЧЕСКИХ ШПЕНИЙ ОГРАДЦАЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ ВО ВСЕМЕРНОЙ ЭКОНОМИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ. Анализ строительства зданий со значительными теплоизбытками как за рубежом, так и в нашей стране, показывает, что часто наружные ограждения таких зданий строятся неутепленными не только в южных, но и нередко и в средних районах. Оконные проемы нередко занимают 5070 % площади наружных стен.

Практикуется сплошное остекление наружных стеновых ограждений, применяются в покрытиях светоазрационные фонари П-образных типов

с одинарным остеклением светопроёмов.

Низкий уровень теплозащиты обуславливает высокие теплопотери в зданиях.

Существование такой практики проектирования теплозащитных параметров оправдывается возможностью отапливать их "липшим" теплом, поступающим в помещения от технологического оборудования, и необходимостью борьбы с ним.

Исследования показывают, что содержащиеся в "лишнем тепле" загрязкения (газ, пыль, пар) препятствуют прямому использованию его для отопительных целей. Следствием чего является увеличение кратности воздухообменов в помещениях, возрастание затрат на отопительные цели.

В качестве, объектов для проведения натурных исследований выбраны целлюлозно-бумажная (ЦБП) и машиностроительная отрасли, высокая энергоёмкость которых обусловлена требованиями технологии производства ютовой продукции.

Здания со значительными теплоизбытками составляют 10 % от общего числа производственных зданий рассматриваемых отраслей.

К ним относятся здания сушильных, картоно- и бумагоделательных цехов Щ1 и здания шампоЕочных, кузнечных, прессовых цехов машиностроительной промышленности.

В результате проведенных автором натурных исследований рассматриваемых объектов было установлено, что даже 30 * 50 $ площади оконных проёмов в стенах способствуют перегреву помещений в летний период, образованию яаледней на остеклении, конденсата в зимний период, что вызывает преждевременные разрушения сгеногых ковсгрукцй. Приводит к высоким ремонтным затратам. Так, ежегодные затраты на восстановление стен и окон в сушильном и картоно-дедательном цехах составляют 200-400 тис.рублей. Ежегодно восста-

новлению подлежит 10-20 % площади остекления.

При этом в большинстве помещений при 30-50 % площади остекления нормируемая естественная освещенность обеспечивается лишь в зоне помещений глубиной 3-5 м, примыкающей к наружным стенам. Естественная освещенность в помещениях снижаетоя в десятки и более рад из-за громоздкого технологического оборудования, загрязненности остекления, многопролётности зданий, что приводит к необходимости использования искусственного освещения постоянно. Часто сватоаэрационные фонари для снижения тепловых потерь "зашиваются". А,как известно,на фонарные надстройки приходятся высокие капитальные затраты, которые иногда достигают до 40 % общестроительной стоимости покрытия и 30 % общей трудоёмкости.

Низкая теплозащита в таких зданиях приводит к ухудшению микроклиматических параметров, технологических условий и самочувствия трудящихся.

При этом тепло, удаляемое в системе вытяжной вентиляции в таких зданиях, составляет свыше 70 % всех теплопотерь.

Важность энергосберекения требует использования этого тепла для отопительных или технологических целей. Зарубежный опыт доказывает настоятельную необходимость и высокую экономическую эффективность теплоутилизации как высонопотенциального, так и низкопотенциального тепла.

По данным наших специалистов, сокращение тепловых потерь в системе вентиляции на I % при применении теплоутилизации только в масштабах СНГ может принести к экономии I млрд. квт.ч. электроэнергии.

В связи с этим важное значение приобретает учет теплоутилизации в системах обще обменной вентиляции и воздушного отопления при совершенствовании теплозащиты производственных зданий рас ст.! а три-

ваемых отраслей, экономии Энергетических' ресурсов "И"улучшений экологической обстановки. •: ./цг.лэ^:. :.Я1 а ,,-отп 'лаН

и МЕТОДИКА: ОПЩЕЛЕШ ..ЭНЕРГОЭКОШМЩЕСШК оОТЕЩЯ ^ГРАЗДАЩИХ КОНСТЙУЩИЙ ШЮВОДОта!^^,^^®^. @ДАДШЩ[]Л-ШСЮШТШМПЕРА-с;, ТЗ^РШМИ :;РЕЮ}МАЩ.. Дл^анализа мшщенное,,строительств

ния» -насколько, в, действительности . „ ,

тешоизол^цч^..геплоутилизадий*,,в,.¿работе. сдедад, обзор еовреиен-..-. ^ных-эарубеаднх -и -отече^вещ^.^отодов -дцювктирования. •

_1Кзг.В;-большицстве развитых-эавдбе!^ 15»-^

ственным опытом, так .каков .экономических' критериальныхпоказат.е-ляХ : теплоэащит.ног.о -уровня за. рубежом. учитываются; реально ^.складывающиеся соотношения цен на ^строительные. и ^энергетические ресур- . сы, регулируемые рыночными отношениями.

Однако;'есть и -свои"недостатки. -Например,"расчёт -'требуемой площади остекления основывается - только на учете светотехнических4 характеристик окна., требований /норм ест.ественвдйосвещенности и архитектурных;;рещениях, .что ухудшает-.теплозащитные параметры зданий- Не полностью э расчетах учитываются эксплуатационще:эатра-ты.гПовышение¿эффективноетигтепловой защиты^производственных изданий способствует не только значительной экономии зТЭЕ1наггешюфи-п кационные-дели,: ,но :.и улучшению- условий.'.труда, повышениюкомфорт-^бТШ^гса^шдатдЩлТюдадиховс^:! пап 5: I с.ч э'/эхоао

„' Г. П^Брвдаренко ,и ~<Э ,А:Наргизднрм;разработана ^методика;Упо:.рег;с шенюо теплозащиты зданий с нормальным режимом эксплуатации; ;Как::: прказали расчеть!- применение -этой:методикиодля-.¿определения эффек-тивныхапараыетров::здашй со :значительными :теплоизбытками:приво- -х^чн:ссо;:лно.::ня! ит:ан=^зг.лгг из.-л':..;¿^ г;--с;;;

дит к противореЖвым ре&ульт&'там; не' соотвётствущимтёхнологичес-кимГгсанитарно^йгиёни^еёким ;трёбованиям.';:':'':: " -

;--'&ювй|'гдая расчета'эффективной" тепловой защиты-зданий со значительными теплоизбытками является учет технологически особенностей, бтёпёни агрессивности сред-и' "возможный от-;этог6" износ, ограждений 'и систем,в' т.чУ'теггаоутшгизационни'х. -п - ¿

"" "Энергоэкономические" решения теплозащиту зданий в''значительной мере зависят от характера формирования' их*энергетического баланса.

J Формирование энергетического" баланса 'промышленного здания складывается под влиянием большого числа взаимосвязанных факторов: климатических,- -экономических,' архитектурных, технических, технологических, энергосберегающих.. 7т. -.;:: л:. ::ю

Взаимодействие этих;факторов определяет' энергоэкономическую сущность! ;бaлaнcai промышленного - здания". 3"работе приведена'' схема

взаимосвязи этих факторов, проведено исследование особенностей ; ;:

.....J " .........-

формирования энергетического баланса ц получено научное положение

л - л.п\4ч"л-' rxy л*- "

по его оптимизации с учетом изменений За год и возможной экономии' за?счег тёЙЬуттизвцки^' •,я"* J""r' '"'* - " л

. nr. J. -о;;.-

Уравнение годового энергетического баланса зданий со значительными Тёплбйзбытками представлено "в' следующем общем" виде í1'1

& . ~.......

ы ; ,.........

где ' P- суммарное количество энергии;

сзп^^шя депловая .сретавляпярч, ,включающая,теплопо- . _ступлвюм ^в ^томещеиия .от технологического .оборудования; тегиопотери,. обусловленные системой вытяжной, . вентиляции; теплопотери через, ограждающие конструк-

. , 'Vd г-. ) : Л <:- ч.

! J; ции; теплопоступления~о,г-установок воздушного отопле-

ния; тедлопоступления от солнечной радиации через светопрозрачные и глухие нарумие ограждения; тепло, возвращаемое теплоутшшзацией для отопительных целей; 1 = 6;

т-

суммарные затраты электрической энергии, включают электропотреб ла гае установками искусств а иного освещения, приточной и вытяжной вентиляции, воздушного отопления, геплоутипизации. Б работе приведены расчетные формулы для каждой из 10 составлявших энергобаланс.

Эффективность энергетического баланса зависит от эффективности выбранного проектного решения каждого элемента ограждения, гак как все элементы тесно связаны друг с другом.

Главным критерием оценки энергоэффективного решения теплозащиты является минимум народнохозяйственных затрат:

Зг = 2'.Ук + ХС/Йд^д)^-^ (2)

где годовые текущие издержки по всем элементам и системам

энергобаланса;

51 (крп. * № п. - единовременные затраты по всем Л-У

элементам и системам, определенные с учетом нормативов на реновацию и разновременных затрат. Годовые текущие издержки по ограждающим конструкциям (стенам, окнам), искусственному освещению рассчитываются по методике, рекомендуемой для зданий с нормальным рекиком эксплуатации.

Капитальные затраты на системы воздушного отопления для зданий со значительными геплоизбыгками определяются по формуле:

КЬент, А

IS

Капитальные затраты на устройство' системы теплоутилизации:

и j>ym. (tyrn. -

Кут. = \---(4)

В составе эксплуатационных затрат учтены тепловые и электрические расхода, амортизационные отчисления, связанные с ремонтом и обслуживанием конструкций и систем.Эксплуатационные затраты для системы воздушного отопления и вентиляции:

Итэ = Стэ■ 10'6-^om.■ )r c(t%p -t«.om)jid +

* Г С - tfi

o/n- + Рб № СОЛта +

* Сээ , /rei){[lj {d + If^CM - ¿>07 r

* JLJ ¿ül(36&

-Jfom.

)} (5)

При устройстве кондиционирования:

U = О* • -i: ( 36S (L <-L*)+ (6)

В работе принят в качестве теплоутилизационной системы рекуперативный теплообменник с промежуточным теплоносителем с целъю исключения перетока загрязнений в приточный воздух.

Эксплуатационные затраты по теплоутилизационной системе учитываются в вида стоимости сэкономленного тепла в затраченной электрической энергии для циркулирования промежуточного теплоносителя и реновационные отчисления:

Uym. = IjJiM iCr, ГС (t%> - tMc~) 'Буп. v

Jfyrn. J 3. cm. * pe U^ + QK ■ £ ' fd [Ct Г (L / - U)' + С39 565 ' Яогги)

В работе приведены расчетные формулы по определению эксплуатационных расходов по содержания) наружных ограждений и системы

искусственного освещения, представлена экономико-математическая модель зданий со значительными теплоиабыткамв. В этой модели здание рассматривается как единая технико-экономическая система, обеспечивающая требуемые параметры микроклимата, нормируемые уровни освещенности, энергосбережение, минимальные приведенные затраты.

Экономико-математическая модель рассматривалась для зданий с высокотемпературными и влажными режимами для двух характерных схем помещений, которые приведены в работе с указанием расчетных схем помещений зданий и типов рассматриваемых наружных ограждений в них.

При этом в модели здания приняты следующие допущения:

- теплопоступления е помещениях и геплопотери рассматривались в условиях стационарного теплового режима;

- вертикальное (или горизонтальное) ограждение рассматривается как целое, и в процессе оптимизации определяется в виде соотношения площадей светопроёмов и глухих частей конструкций;

- при определении энергоэкономического решения в качестве расчетной единицы принимается характерный фрагмент наружного ограждения длиной I м и высотой А, (или шириной В ).

Предварительно определяется целесообразность варианта с геп-лоутилизацией.

По каждому из помещений приведен расчетный алгоритм.

Энергоэкономические решения глухих участков стен (покрытий) определяются из решения уравнений:

с13 _о1 <3 г\

с{{?£°гГ~и

Оптимальная площадь остекления наружных ограждений получается в результате последовательного перебора высот в интервале: О < б О ^ Вер ¿8.

Перебор определяется с заранее внбраняым шагом.

Для проведения массовых оптимизационных расчетов по теплозащите разработана программа, предусматривающая счет на ЭШ М-4030.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГОЖОНОШЧЕСКОЙ ТЕПЛОЗАЩИТЫ В РЕГИОНАЛЬНОМ АСПЕКТЕ. По предлагаемой методике сделаны расчеты вариантов теплозащиты для сушильного цеха Братского ЛПК и штамповочного цеха Камского АСЗ. Фактическая теплозащита оказалась значительно ниже рекомендуемой в вариантах с геплоутилизациеВ и без неё.

Для 8 экономико-географических регионов, где в основном сосредоточены рассматриваемые отрасли, на ЭШ по предложенной методике определены основные теплотехнические параметры теплозащиты зданий и приведеннне затраты по каждому конструктивному решению.

Из анализа ползченннх результатов следует то, что теплозащита и теплоутиллзация более эффективны при 3-12 % площади остекления в наружных ограждениях. Учет теплоутилизацпи приводит к снижению тепловых затрат в среднем на 60 %, если сравнивать с фактически существующими зданиями, в которых она отсутствует. Снижение приведенных затрат достигает в среднем 30 %.

Светоаэрационные фонари целесообразны для южных экономико-географических регионов.

В работе отражено влияние объёкно-планпров очных решений и кликэтических параметров на определение энергоэкономической теплозащиты зданий.

Полученные значения экономически целесообразных сопротивления глухих частей конструкций на 30-80 % выше &тр . Эти значения более высоки в вариантах с теплоутилизацией.

В работе даны таблицы с результатами расчетов, в которых отражены значения экономически целесообразных сопротивлений тепло-

передаче глухих участков стен, покрытий, оптимальные соотношения, приведенных, эксплуатационных и капитальных затрат для зданий с влажными и высокотемпературными режимами.

В качестве параметров теплозащитного уровня зданий со значительными теплоизбытками в перспективном периоде должны выступать толщины глухих участков стен, покрытий, площади остекления и средний коэффициент теплопередачи по всем теплоотдащим поверхностям. Эти данные приведены для восьми экономико-географических районов страны. Анализ полученных результатов позволил установить новые взаимосвязи и сделать выводы для основных научных положений.

Для выявления экономии энергетических ресурсов и общей экономической эффективности от внедрения в практику предложенной методики по совершенствованию теплозащиты зданий со значительными теплоизбытками произведены необходимые расчеты.

Экономия энергетических ресурсов при помощи теплоутилизационных сиетем к 201-0г. составит 22 млн.Гкал, при повышении теплозащиты - 9,21 млн.Гкал. Общая экономическая эффективность от оптимизации теплового баланса зданий составит 327 млн.руб к 2010г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая диссертационная работа является научным трудом, в котором содержится новое решение задачи научного обоснования метода оптимизации теплозащиты зданий со значительными теплоизбытками и эффективного использования теплоутилизации, экономии энергетических ресурсов через комплексную оптимизацию энергобаланса, имеющим существенное значение для повышения качества проектирования производственных зданий машиностроительной и целлюлозно-бумажной отраслей.

По работе сделана основные выводы и получены следующие научные и практические результаты:

1. Существующая нормативно-методическая документация по выбору теплотехнических параметров ограждающих конструкций производственных зданий со значительными теплоизбытками не обеспечивает оптимальные решения и связанные с этим минимальные народно-хозяйственные затраты.

2. Натурные исследования, выполненные с участием автора по предприятиям целлюлозно-бумажной промышленности и автомобилестроительной отрасли, показали, что существующие теплотехнические параметры ограждений (сопротивление теплопередаче глухих участков стен, покрытий, размеры проёмов окон и фонарей и т.д.) способствуют росту энергетических затрат, капитальных и текущих расходов на ремонтные работы и не всегда обеспечивают нормируемые микроклиматические параметры.

3. Предложенная в диссертации методика дает возможность определить энергоэкономические теплозащитные параметры,обеспечивающие экономию энергетических затрат при соблюдении минимума народно-хозяйственных затрат.

4. На основе предложенной методики разработаны принципы

нормирования основных теплотехнических параметров стен, покрытий, окон, которые рекомендуются внести в соответствующие нормативные документы.

5. В связи с наличием избыточного тепла внутри помещений в рекомендуемой методике обеспечивается определение возможности рационального применения этих теплоиэбнтнов и их влияния на выбор параметров теплозащиты ограждений.

6. Определены области эффективного применения теплоутилиза-ции и соответствующего учета в расчетах теплозащиты в зависимости от экономико-географического региона. При продолжительности отопи-

тельного периода свыше 200 дней и средней отопительной температуре ниже 0°С устройство и учет теплоутилизации целесообразны.

7. По предложенной методике для реконструкции главного корпуса Ереванского станкостроительного завода определены экономически целесообразные параметры теплозащиты ограждений, обеспечивающие годовой экономический эффект от внедрения в размере 240 тыс. руб.

8. Для восьми экономико-географических регионов определены энергоэкономические площади остекления в наружных стенах и покрытиях, оптимальные сопротивления теплопередаче по глухим участкам ограждений, экономически целесообразные толщины наружных ограждений и общий средний коэффициент теплопередачи по всем те-плоотдающим поверхностям.

9. Анализ результатов расчета тепловой защиты зданий с высокотемпературными и влажными режимами показал, что целесообразны наружные стены и покрытия с минимальными размерами площадей остек-лейия (1-12 %) в вариантах с теплоутилизацией и без: неё.

10. Учет теплоутилизации в расчетах энергоэкономической теплозащиты обеспечивает экономию тепловых ресурсов на 50-60 %, эксплуатационных расходов - на 30%, приведенных затрат - на 20 % (в сравнении с безутилизационными вариантами).

11. Расчетный экономический эффект от внедрения настоящей методики составит к 2010г. по народному хозяйству 327 млн.рублей.

12. Из-за структурных изменений в политике ценообразования в России дальнейшее исследование целесообразно продолжить.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО В (ВЕДУЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ :

I. Осипова И.В. Анализ проектных решений зданий целлюлозно-бумажной промышленности /Друды ЦНИИпромзданий. - М., 1982. -

С. 104-110.

2. Осипова И.В. Влияние теплоутилизации на определение теплозащиты наружных стен производственных зданий со значительными теплоизбытками //Сб. ВНИШС. - М., 1984. - Вып.9. - С. 12-14.

3. Осипова И.В. Формирование структуры теплоэнергетического баланса производственных зданий с высокотемпературными и влажными режимами // Труды ЦНШпромзданий. - М.,1985.- C.I0I-I08.

4. Осипова И.В. Выбор экономически целесообразной площади остекления в ограждающих конструкциях промышленных зданий с избыточными тепловыделениями и возможным использованием этой теплоты в тегоюобменных аппаратах //Груда ЦНШпромзданий. - М., 1986.- С.82-93.

5. Осипова И.В.Методика определения экономически целесообразной теплозащиты производственных зданий со значительными теплоизбытками// Сб. ВНИШС. - М., 1987. - Вып.5. - С.140-142.

6. Осипова И.В. Методика учета биологического фактора в расчетах теплозащиты производственных зданий со значительными тепло-избытками // Краткие тезисы докладов Научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - М. ¡ЦНШпромзданий, 1988. -

С.43.

7. Осипова И.В. Предложения по нормированию параметров тепловой защиты производственных зданий со значительными теплоизбытками и экономия энергетических затрат в них //Краткие тезисы докладов Научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - М.:ЦНИИпромзданий, 1986. - С.9.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

с удельная стоимость устройства санитарно-техвических систем и теплоугилизации, руб/Вт; , необходимый воздухообмен в'зимний и летний период

времени, м3/час; Ьпр - расчетная температура для приточного воздуха при

наличии теолоутилизацш, °С;

- расчетная температура приточного воздуха в системе

воздушного отопления, °С;

■ут- расчетная температура, получаемая в теплообменнике,

см. - температура наружного воздуха е зимнее время, С;

А. - высота здания, м;

- объёмный вео воздуха, кг/м3;

С - теплоёмкость воздуха, Дж/кг*с;

Стэ- стоимость тепловых ресурсов, руб/ГДя;

длительность отопительного периода, дн;

¿Vол- средняя температура наружного воздуха в отопительный период, °С;

№

- режим работы предприятий, час;

"£ое*с- температура воздуха, подаваемого в помещения в зимний период в нерабочее время, °С;

С-зэ - тарифы на электроэнергию, руб/кВг.ч; //а&, соответственно удельный расход электроэнергии на

работу систем еыгяжной и приточной вентиляции, теплоугилизации;

а

- необходимый объём холода, Гкал/час;

а - стоимость I Гкал холода, руб/Гкал;

^- энтальпии приточного и вытяжного воздуха, кДж/кг.