Исследование теплотехнических характеристик ограждающих конструкций жилых зданий г. Кострома

Стоимость жилья зависит от многих факторов, в том числе от конструктивного решения здания и применяемых материалов. Очень важно знать и эксплуатационные характеристики, в том числе расход тепла на отопление. Наибольшие потери тепла в здании происходят через ограждающие конструкции – наружные стены, окна и двери, покрытие и цокольное перекрытие.
В соответствии с современными требованиями при разработке проектно-сметной документации проектировщики выполняют расчет энергоэффективности объекта, в котором дают теплотехнические расчеты, виды отопительного оборудования и мероприятия по энергосбережению.

Конец XX и начало ХХI века характеризуются постоянным ростом цен на нефть, природный газ и электроэнергию, что связано с исчерпанием запасов традиционных источников энергии и что послужило естественным толчком для рационального использования энергоресурсов, для поиска решений, ведущих к их экономии.
Научно-техническая и промышленная революции прошлого столетия
привели к созданию огромного количества предприятий и различных форм производства, для работы которых необходимы миллионы тонн условного топлива. При этом следует учитывать постоянный рост объектов производства, а следовательно и потребляемой энергии. С одной стороны, строительство объектов какой-либо индустрии на территории государства ведёт к обеспечению населения рабочими местами и к росту экономики в целом. С другой стороны, появляется новый источник энергопотребления.

Тепловой комфорт в помещении
Постоянная температура тела человека и тепловое равновесие являются основным критерием его теплового комфорта.
Параметры микроклимата помещения изменяются в довольно узких пределах.
Колебание температуры внутреннего воздуха от нормируемого значения должно быть не больше 3°С,
а подвижность воздуха в помещении – в пределах 0,1 – 0,2 м/с.
Почти безболезненно воспринимается относительная влажность внутреннего воздуха от 30 до 70%.
Зона комфортности по уровню относительной влажности воздуха

В последние годы в России уделяется всё больше внимания вопросу
экономии энергоресурсов. Несмотря на отдельные успехи в некоторых отраслях промышленности, в целом мы существенно отстаём в этом от достижений стран Запада и Америки. Согласно, расход электрической энергии на 1 доллар валового продукта составляет на мировом рынке 0,46 кВт·ч, в США - 0,52кВт·ч, в России же - 4,7 кВт·ч. Доля энергии в структуре и себестоимости валового продукта составляет около 50%, тогда как в промышленно развитых странах она меньше 5%. Нерациональное использование энергоресурсов наносит ежегодно ущерб в размере 40 млрд.у.е.
Действительно, строительство выделяется среди основных энергоёмких
отраслей экономики страны. Из общего энергопотребления данной отраслью 90% расходуется при эксплуатации зданий. Наибольшим энергопотреблением характеризуются жилые здания - 50-55%, несколько меньшим - 35-45% - промышленные здания, а на долю гражданских зданий приходится около 10%.

Основные конструкции стен с повышенным уровнем теплозащиты, применяемые в современном строительстве
1. Здания со стенами из мелких блоков с облицовкой из кирпичной кладки

2. Стены с системой теплоизоляции с тонким штукатурным слоем

3. Стены с навесными фасадными системами с вентилируемой воздушной прослойкой

В соответствии с СП 50.13330.2012 для здания, по проектным решениям, принимается класс энергосбережения. Для вводимого в эксплуатацию жилого дома определяется класс энергосбережения, устанавливаемый на основании результатов обязательного расчетно- экспериментального контроля нормируемых энергетических показателей.
Для выполнения требований энергетической эффективности примененные в проекте теплоизоляционные материалы должны соответствовать заявленным характеристикам при вводе в эксплуатацию и в течение всего срока эксплуатации.
Срок, в течение которого должно обеспечиваться требования энергетической эффективности: до проведения капитального ремонта - 50 лет.

В настоящее время основными сдаточными объектами являются:
9-ти этажный 144-квартирный жилой дом по ул. Профсоюзная;
8-ми этажный 28-квартирный жилой дом со встроенными помещениями административного назначения по ул. Рабочий проспект;
4-х этажный 64-квартирный жилой дом по ул. Водяная;
9-ти этажный 113-квартирный жилой дом с встроенно-пристроенным магазином и административными помещениями по ул. Козуева.

В 8-9-ти этажных домах принято одинаковое решение наружных стен из керамического пустотелого камня с облицовкой из керамического кирпича.

В 4-х этажном доме приняты стены из газосиликатных блоков с облицовкой силикатным кирпичом и утеплителем.

Результаты теплотехнического расчета:
Вариант №1

Но, так как в кладке имеются сплошные ряды из керамического кирпича, то делаем проверку для данного варианта.
В данном случае конструктивный вариант наружной стены не соответствует требованиям по теплопередаче и на стыки фрагментов возможно образование мостиков холода.

Выполняем расчет как для многослойной конструкции:
В кладке повторяется фрагмент с шагом 400 мм по высоте.
0,12*0,3+0,09*0,64=0,0936 - площадь кирпича;
0,52*0,3=0,156 - площадь камня;
0,64*0,4=0,256 - площадь фрагмента;
0,256-100% х= 0,0936*100/0,256=36,6%
Получается в стене 36,6% - кирпич пустотелый,
100-36,6=63,4 %- камень керамический.
В расчет будем закладывать:
0,64*,0634=0,410м – толщина стены из камня;
0,64*0,366=0,23м - толщина стены из кирпича.

Как видно из выполненных расчетов, конструктивное решение наружной стены в основном объеме соответствуют требованиям теплопередачи, но запас минимальный.

Результаты теплотехнического расчета:
Вариант №2

Полученные результаты расчетов сводим в таблицу

Показатель теплопотерь наружных стен многоэтажных жилых домов значительно выше, чем теплопотери для 4-х этажного дома. Таким образом, расходы на отопление 1 м2 общей площади 8-9 этажных домов будут больше в 2,18 раза, чем для 4-х этажного дома.
2. Окончательный вывод об энергоэффективности конструктивного решения можно сделать только выполнив полный анализ ограждающих конструкций – окон, наружных дверей, покрытия и перекрытия цокольного этажа. А также выполнив экономические расчеты по стоимости 1 м3 возводимого здания.
ВЫВОДЫ