close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Теплофизические исследования жилых зданий с низкой тепловой инерцией.

код для вставкиСкачать
Строительство и архитектура
анализ по составу примесей и микробиологическим
показателям, что не характеризует в полной мере активированные воды, химический состав которых в
результате обработки зачастую не изменяется. До сих
пор способы активации не имеют должной гигиенической оценки [9], и органы по сертификации вполне
обоснованно отклоняют и не рассматривают проекты
технологических схем, конечным продуктом которых
является вода со свойствами, измененными в результате различных воздействий. Ведь эти воздействия в
определенном диапазоне могут быть опасными для
живых систем. Так, давно обнаружено, что защитный
эффект талой воды, оцениваемый по резистентности
(устойчивости к действию повреждающих факторов)
эритроцитов человека, закономерно чередуется с эффектом поражающим [10]. Базовое образование специалистов в области водоснабжения и водоотведения
не позволяет проводить самостоятельные исследования по данному вопросу. Поэтому в качестве основной
базы по рассматриваемому аспекту для них служат
результаты исследований, выполняемых в НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.
Сысина РАМН [9].
Методы активации водных растворов в настоящее
время переживают второе рождение, поскольку снова
возник интерес к альтернативным, по сравнению с
традиционными схемами, методам обработки водных
сред, имеющим большие перспективы. Возобновлены
активные научные исследования данного вопроса.
Происходит накопление, обобщение и анализ экспериментального материала. Еще не разработаны общепринятые теория и терминология данного процесса, нет простых и универсальных методов индикации
активации, не предложены способы инженерного расчета устройств-активаторов, не решены некоторые
гигиенические вопросы. В сложившихся условиях особое значение имеет выделение и рассмотрение аспектов активации водных растворов и привлечение к
ним внимания всех заинтересованных специалистов.
Библиографический список
1. Богатырев А.Е., Шушунова Л.И., Цыганов Г.М. Активихимические аспекты биологического действия электрохимирование веществ и его технологические применения. М.:
чески активированной воды. М.: ВНИИИМТ, 1999. 244 с.
Изд-во ЦНИИ Электроника, 1984. 45 с.
7. Ахмеров У.Ш., Ведерников А.П., Поленов Л.Ф. Методы
2. О природе электрохимической активации сред / П. А.
индикации «магнитной» воды. Казань: Изд-во Казанского
Кирпичников [и др.] // ДАН СССР. 1986. Т. 286, №3. С. 660университета, 1972. 74 с.
663.
8. Семихина Л.П. Возможности диэлектрического метода
3. Электрохимическая активация: универсальный инструдля анализа состояния водных систем после физических
мент зеленой химии / В. М. Бахир [и др.]; под ред. В.М. Бавоздействий // Вестник ТюмГУ. 2000. №3. С. 39-43.
хира. М.: Б.и., 2005. 176 с.
9. Савостикова О.Н. Гигиеническая оценка влияния струк4. Першина Е.Д., Каздобин К.А. Проводимость водных
турных изменений в воде на ее физико-химические и биолосред как альтернатива электронного и ионного переноса. //
гические свойства: автореф. дис. … канд. мед. наук. М.,
Химия и технология воды. 2008. Т.30, №6. С. 627-641.
2008. 26 с.
5. Давидзон М. И. О действии магнитного поля на слабо10. Изучение корреляции колебаний резистентности эритпроводящие водные системы // Известия вузов. Физика.
роцитов и геомагнитного поля / Л.К. Лайзан [и др.] // Приме1985. №4. С. 89-94.
нение магнитных полей в клинике: тезисы докладов. Куйбышев, 1976. С. 57-58.
6. Леонов Б.И., Прилуцкий В.И., Бахир В.М. Физико-
УДК 536.7:72.025.5
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ С НИЗКОЙ ТЕПЛОВОЙ
ИНЕРЦИЕЙ
Н.П.Коновалов1
Рассмотрены вопросы и направления эффективного использования тепла при реконструкции жилых зданий и
сооружений.
Ил. 3. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: тепловой режим зданий; расчёт тепловых режимов; тепловой баланс зданий.
THERMALPHYSIC STUDIES OF RESIDENTIAL CONSTRUCTIONS WITH LOW THERMAL INERTIA
N. P. Konovalov
The author deals with the questions and courses of the heat effective use under the reconstruction of residential constructions and buildings.
3 figures. 4 sources.
Key words: thermal regime of buildings, calculation of thermal regimes, heat balance of buildings.
В начале третьего тысячелетия для российской
экономики и жизнеобеспечения общества становятся
актуальными проблемы рационального использования
национальных ресурсов. По прогнозам экспертов при-
рост национального валового продукта в энергоресурсах может быть обеспечен за счёт увеличения добычи
углеводородов на 50%, остальные 50% можно восполнить энергосберегающими мероприятиями.
______________________________
1
Коновалов Николай Петрович, профессор, доктор технических наук, заведующий кафедрой физики, тел.: (3952)405177.
Konovalov Nikolay Petrovich, a professor, a doctor of technical sciences, the head of the chair of Physics, tel.: (3952) 405177.
ВЕСТНИК ИрГТУ №1 (41) 2010
231
Строительство и архитектура
Россия располагает значительными запасами
энергетических ресурсов, таких как углеводороды
(уголь, нефть, газ), уран, вода и т.д. Имеются достаточные
мощности
для
развития
топливноэнергетического комплекса, атомной и гидроэнергетики. Следует однако отметить, что на фоне современного кризиса возникли и новые проблемы: возрастают
затраты на добычу органического топлива (уголь,
нефть, газ), разработку новых месторождений.
Возросшие эксплуатационные расходы в теплоэнергетике требуют поиска новых энергосберегающих
технологий, не связанных с центральными тепловыми
сетями. Львиная доля потребления энергоресурсов
приходится на жилищно-коммунальное хозяйство.
Энергосбережение является основным направлением
энергетической политики России в современных экономических условиях, в строительстве и жилищнокоммунальном хозяйстве энергосбережение становится нормой и необходимостью.
Проведенный анализ зданий жилого и промышленного назначения показал, что расход тепловой
энергии составляет от 250–600 кВт·ч за отопительный
период на квадратный метр площади при высоте помещения 2,7–4,0м.
Фактические удельные показатели энергопотребления на отопление жилых зданий в России составляет 250–260 кВт·ч/кв.м, в Германии – 88 кВт·ч/кв.м, в
Дании – 85 кВт·ч/кв.м. Приведенные данные говорят
не в нашу пользу. Уровень тепловой защиты зданий в
разных странах уже в 2000 году составлял: в Финляндии – 3,5 кв.м·0С/Вт, в Канаде – 4,1 кв.м·0С/Вт, в Швеции – 4,0 кв.м·0С/Вт. В нашей стране тепловая защита
только на стадии развития. Снижение энергопотребления эффективно внедряется в строящихся жилых
зданиях, где наружные ограждающие конструкции
(стены, покрытия, цокольные перекрытия) имеют по-
вышенную теплоизоляцию в соответствии с принятыми нормативами по сопротивлению теплопередаче
ограждающих конструкций.
Проблемы реконструкции существующих зданий
весьма актуальны для России, особенно для Восточной Сибири. Одна из проблем – это эксплуатация жилых зданий с низким уровнем тепловой защиты ограждающих конструкций, что в сочетании с суровыми
климатическими условиями Сибири приводит к большим теплопотерям с последующим их восполнением
избыточной тепловой энергией. Неэффективные затраты на содержание жилищного фонда, рост цен на
тепловую энергию, неплатёжеспособность части населения – всё это также сказывается на качестве жизни.
Исследования теплового режима зданий, проведённые в Сибирском регионе, показали следующее:
фактическая тепловая защита наружных ограждающих конструкций на 30% ниже нормативной. Причин
достаточно много: это не отработанная методика теплотехнических расчётов, отсутствие достаточного контроля по теплозащите зданий, низкое качество строительства, неправильная эксплуатация зданий, что, в
свою очередь, ведёт к общим теплопотерям.
Расход тепловой и электрической энергии при
эксплуатации зданий зависит от многих факторов:
климатических, технических, человеческих.
К климатическому фактору относится температура
холодного периода, количество солнечных дней, направление и скорость ветра и т.д.
К техническим факторам относится качество работы систем отопления и вентиляции, величина тепловой изоляции, тип, размер, расположение окон и
многое другое.
Под человеческим фактором понимаются потребительские привычки: расход горячей воды, электро-
N
NO
10
II
µ = 0.56
9
8
III
µ = 1.49
7
I
µ = 0.40
6
5
µ = 2.37
4
µ = 1.1
3
2
0
µ = 4.79
открытая
форточка
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Время, ч
Рис. 1. Кратность воздухообмена µ при различных режимах испытаний жилых зданий: естественная
фильтрация воздуха при радиаторном отоплении (I), то же, при греющем поле (II), при вытяжке через дефлектор (III)
232
ВЕСТНИК ИрГТУ №1 (41) 2010
Строительство и архитектура
энергии, эксплуатация систем отопления и вентиляции
и т.д.
При проектировании и дальнейшей эксплуатации
зданий необходимо учитывать тепловой баланс и его
составляющие. Проведенные исследования по Иркутску показали срезные недочеты. Продолжительность
отопительного периода в Иркутске составляет 240
дней в году. В течение этого периода за счёт разницы
между температурой внутри здания и наружным воздухом происходят потери тепла:
− трансмиссионные – через наружные ограждающие
конструкции;
− связанные с воздухообменом, за счёт подогрева
поступающего через окна и двери холодного наружного воздуха до температуры внутреннего.
Часть теплопотерь восполняется за счёт:
− воздействия солнечной радиации через окна;
− поступления тепла от бытовых приборов (плит,
утюгов, ламп накаливания и т.п.) и теплового излучения человека.
Остальные теплопотери восполняются системой
отопления.
Доминирующими в тепловом балансе жилых зданий являются теплопотери, связаные с воздухообменом в помещениях. Для жилых зданий по санитарным
нормам требуется поступление 3 куб. м свежего воздуха на 1 кв. м жилого помещения в час, а воздухопроницаемость окон не должна превышать 6 кг/кв. м в
час. Фактическая воздухопроницаемость окон в существующих зданиях из-за отсутствия уплотнителей и
плохого качества столярных изделий увеличена.
Кратность воздухообмена в помещениях квартир вместо 0,81 м3 в час тоже существенно увеличена (рис.1 и
2).
Естественный воздухообмен в здании зависит от
температурных условий внешней и внутренней среды,
воздухопроницаемости ограждающих конструкций,
Рис. 2. Зависимость температуры поверхностей от температуры наружного воздуха
ВЕСТНИК ИрГТУ №1 (41) 2010
233
Строител
льство и архитекту
ура
Рис. 3.
скорости веттра и т.д. Посскольку темпеература и, сл
ледовательно, пл
лотность возд
духа внутри и снаружи зд
дания
неодинаковы
ы, возникает разность давлений по стторонам ограждаающих консттрукций. За счёт
с
ветра с поднаветреннойй стороны здания
з
создааётся подпорр (на
поверхностяях ограждениий возникает избыточное статическое даавление), на заветренной стороне обрразуется разряж
жение (статиическое давл
ление понижено).
Немаловажнную роль игррает и осмотиическое давление
внутри ограж
ждающих коннструкций.
Существвующие меттоды расчётта естественнного
воздухообмеена на стад
дии проектиррования требуют
достаточно большого кооличества даанных. При этом
такие парам
метры как характеристик
х
ки воздухопрроницаемости строительных
с
х конструкций и сопряж
жений
могут иметьь существеннное различиее с действиттельными (это наглядно мож
жет быть пред
дставлено на тепс
– рисс. 3).
ловизионнойй или пирометрической съёмке
Это связаноо не только с точностью метода
м
опред
деления данныхх величин, ноо и с трудно учитываем
мыми
условиями эксплуатации
э
здания.
Воздухоообмен сущесственно меняяется от напправления ветраа и его скоррости, при этом
э
поступление
холодного ветра
в
для раззличных сопрряжений консттрукций составл
ляет 50% дляя горизонтальных стыков стеновых панел
лей, 10% для вертикальны
ых стыков.
Так как воздухообме
в
н в помещении тесно связзан с
тепловым режимом,
р
количественнаяя оценка прритекающего хол
лодного наруужного воздууха в помещ
щение
необходима для определ
ления затрат тепла на обоогрев
здания. Исккажённая оцеенка инфильттрации в рассчёте
теплопотерьь здания моожет привестти к отличию
ю от
действителььных величинн ~ на 20%.. Следовател
льно,
расход топл
лива на отоопление такоого здания будет
б
увеличен.
Результаты натурных исппытаний посл
лужили осно-вой для разрабоотки конструуктивных мер
роприятий поо
улуччшению тепл
ловлажностноого и воздушного режимаа
в жи
илых помещеениях, а такж
же определили пути сни-жения потребляеемой энергии зданиями за
а счёт:
− повышения уровня архиитектурно-пла
анировочныхх
реш
шений;
− повышения тепловой эф
ффективности
и строитель-ных конструкций;
− разработки принципиалььно новых инженерныхх
систтем (тепловогго насоса, кавитационныхх теплонагре-вате
елей, вихревоой вентиляциии);
− использования нетрадиц
ционных вид
дов энергиии
(веттровой, солнеечной).
− Повышение теплозащиты
ы здания мож
жно осущест-витьь за счёт:
− использования эффективвных теплоиззоляционныхх
мате
ериалов;
− применения новых констрруктивных реш
шений;
опротивлениее
− повышения теплозащиты окон (со
тепл
лопередачи повысить
п
с 00,42 до 0,64 кв.м·0С/Вт, а
возд
духопроницаеемость до 6 ккг/кв. м);
− многоступенччатой систем
мы регулироввания, вклю-чающей:
а) автоматичесское регулироование отпуска тепла в
сооттветствии с температурнным графиком наружногоо
возд
духа;
б) автоматизацию узлов теппловых вводов с исполь-зова
анием электронных регуляяторов;
в) индивидуалььное регулиирование отопительных
о
х
приб
боров (устаноовка термореегуляторов и распредели-теле
ей тепла);
г) в особо комф
фортных зонаах обеспечен
ние обогреваа
пола
а.
Библио
ографический
й список
1. СНиП 23--02-2003 Теплоовая защита зд
даний.
ия
3. СНиП 23-01-999 Строительнаая климатологи
2. СНиП 41--01-2003 Отопл
ление, вентиляяция и кондициио4. СНиП 2.08.01--89* Жилые здаания.
нирование.
234
ВЕСТНИК ИрГТУ №1
№ (41) 20
010
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
5
Размер файла
449 Кб
Теги
теплофизические, низкой, жилые, исследование, здания, тепловой, инерцией
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа