VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Энергоэффективность означает рациональное использование энергии. Потенциал энергосбережения огромен для всего мира и России в частности.

Около 40 % всей энергии, потребляемой в мире, используется в зданиях. Они являются основными потребителями энергии и главными источниками выбросов парниковых газов. 2/3 этой энергии расходуется на отопление и кондиционирование, а современные технологии позволяют значительно сократить этот показатель.

Современные тенденции и перспективы строительства и реконструкции зданий, в первую очередь, касаются рационального подхода к использованию энергетических ресурсов, комфортного микроклимата в помещениях и уменьшения влияния на окружающую среду.

Основным следствием повышения требований к теплозащите ограждающих конструкций зданий стал переход к многослойным конструктивным решениям. Они позволяют достичь высоких показателей сопротивления теплопередаче без увеличения толщины ограждающих конструкций за счет действия эффективных утеплителей.

В строительстве применяются различные теплоизоляционные материалы и конструкции, энергоэффективные фасадные системы, технологии возведения монолитных домов с несъемной опалубкой, энергоэффективные светопрозрачные конструкции.

Существуют разные варианты утепления ограждающих конструкций здания, зависящие от климатических условий и принимаемого на этапе строительного проектирования конструктивного решения. Можно выделить два основных варианта:

1) когда в многослойных стенах есть конструктивный слой и слой утеплителя – это так называемая теплотехнически неоднородная ограждающая конструкция.

2) когда слой утеплителя и конструктивный слой совпадают – это теплотехнически однородная ограждающая конструкция.

Самым эффективным теплоизолятором в строительстве является воздух. Основное отличие теплосберегающих свойств строительных материалов заключается в процентном отношении объема воздушных пор к объему скелета каркаса, образующего эти поры. При этом прослеживается характерная зависимость между теплопроводностью материала, удельным весом и его прочностными характеристиками. Кроме того, воздух может быть самостоятельным слоем утепления в многослойных стенах.

Материалы, имеющие существенные теплозащитные свойства, являются приоритетными на строительном рынке.

Теплоэффективный строительный блок из кремнегранита выполнен из строительного материала, обладающего высокими энергосберегающими качествами и долговечностью. Данный блок представляет собой слоёный пирог, где первый слой отвечает за несущую способность стены, следующий является эффективным утеплителем, слой, идущий после него, является опорным и выполняет сразу несколько функций:

-запирает утеплитель;

-отвечает за несущую способность стены;

-служит основой для внешнего отделочного слоя.

И последний слой - различные декоративные покрытия.

Для придания блоку дополнительной прочности он укреплен горизонтальными стеклопластиковыми стержнями, которые в совокупности с вертикальными слоями образуют единый каркас (клетку прочности).

Теплокомпозитный блок толщиной 40 см заменяет кирпичную кладку 4,66 метра

( Рис. 1).

Рис. 1Теплоэффективный строительный блок.

Снижение расхода топливных и энергетических ресурсов особенно важно при эксплуатации кирпичных зданий.

Проведенные эксперименты позволили выработать основные направления для достижения более высокого уровня теплозащитных качеств наружных кирпичных стен без увеличения их толщины. Мировая строительная практика показывает, что конструкции внешних стен из лицевого кирпича и крупноформатных керамических блоков – это наиболее прогрессивные технические и энергосберегающие решения. При этом обеспечиваются высокие показатели по прочности и устойчивости зданий, а также высокий уровень теплосбережения. В этом случае создается не только оптимальный температурно-влажностный и гигиенический режим внутри помещений, но и режим воздухообмена внутри стен. Качественные характеристики поризованного кирпича обусловлены его структурой с множеством микроскопических воздушных полостей, которые обеспечивают кирпичу прекрасные теплоизолирующие свойства.

Энергоэффективность наружных ограждающих конструкций зданий обеспечивается за счет использования фасадных систем, включающих минеральные

теплоизоляционные материалы.

К наиболее известным и распространенным строительным стеновым системам

следует отнести вентилируемые фасады.

Наибольшую известность получили вентилируемые фасады типа Краспан, представляющие собой многослойные эффективные по своим физико-строительным параметрам системы.

В фасадных конструктивных решениях в качестве материала теплоизолятора наибольшее применение нашли:

- теплоизоляционные плиты из минеральной ваты;

- экструдированный пенополиэтилен;

- теплоизоляционные плиты, изготовленные из базальтовых горных пород;

- плиты (блоки) из пеностекла и т. п.

Тепловые потери через окна достигают до 50% от общих теплопотерь через ограждающие конструкции зданий. Поэтому наиболее важной задачей энергосбережения в зданиях является повышение теплозащитных качеств светопрозрачных ограждающих конструкций, прежде всего, окон.

Современная промышленность строительных материалов производит разнообразные виды энергоэффективного стекла: I-стекло, K- стекло, энергосберегающее и т.п.

Энергосберегающее стекло имеет ряд преимуществ:

- отражает длинноволновые тепловые лучи в сторону их излучателя (зимой в сторону квартиры, где работают отопительные приборы, а летом в сторону улицы, где находятся нагретые солнцем камни, асфальт и т. д.), что снижает расходы на отопление зимой и на кондиционирование летом;

- обладает высокой теплоизолирующей способностью;

- уменьшает вероятность выпадения конденсата на стекле, поскольку имеет температуру на поверхности стеклопакета выше, чем на поверхности обычного стекла;

- препятствует выгоранию обивки и предметов интерьера помещения.

Эксплуатационная энергоэффективность зданий формируется, прежде всего, его теплоэнергоэффективностью, которая в свою очередь зависит от теплозащитных свойств глухой и светопрозрачных частей наружной оболочки здания.

Повышение энергетической эффективности зданий можно достичь только в результате применения комплексных архитектурно-строительных решений.

Проектный потенциал энергосбережения в зданиях и сооружениях в существенной мере зависит от опыта и квалификации авторов проекта, фактический потенциал – от качества строительных работ и точности выполнения проектных решений на этапе строительства.

Рынок энергоэффективных строительных материалов достаточно широк, но их отбор должен основываться на теплотехнических расчетах и исходя из проектных конструктивных и объемно - планировочных решений энергосбережения в зданиях.

Использование современных энергоэффективных конструкций и материалов позволяет создавать здания не только с низким потреблением энергии, но и с различными показателями ценового диапазона, комфортабельности и экологичности, что безусловно является актуальным в рамках современной строительной индустрии.

Список литературы:

1. Бродач М. М., Шилкин Н. В. Оптимизация тепловой эффективности зданий // Сборник докладов восьмой научно–практической конференции (академические чтения) «Стены и фасады. Актуальные проблемы теплофизики». – М.: НИИСФ, 2003. – С. 191–196.

2. Богуславский Л. Д. Экономическая эффективность оптимизации уровня теплозащиты зданий. – М.: Стройиздат, 1981

3. Табунщиков Ю. А., Бродач М. М., Шилкин Н. В. Энергоэффективные здания. – М.: АВОК–ПРЕСС, 2003.

Код для цитирования: Скопировать