11046

Lн.min =	Gвл
	ρв ×(dуд - dпр )	,	(6)
где Gвл = jжn , г/ч; jж –	количество влаги, выделяемое		одним

животным, г/ч; n – расчётное количество животных, гол.

Проводим сопоставление температуры tнр со средней температурой самого холодного месяца (в данном случае – января) tнI .

Делается вывод об отсутствии или необходимости искусственного подогрева подаваемого в помещение наружного воздуха.

Аналогичные расчеты и анализ теплового режима проводим при 50 % (от расчетной) заполняемости помещения. Определяется условная

температура наружного воздуха tнр.0,5 по (7) при а = 0,5:

		р	= tв −		0,5Qж				.	(7)
		tн.0,5
				F/R тр + с		ρ
							в	L
				о	в			н. min
Величина t	р	сопоставляется со средней температурой января t								I	и
	н.0,5									н

выявляется минимальное количество голов КРС, птиц, хранящегося сырья, при которых помещение может эксплуатироваться без подачи тепловой энергии извне в холодный период года или рассчитывается мощность систем резервного отопления.

Вывод. Производственные сельскохозяйственные здания и сооружения должны быть выделены в специальный класс по нормированию и расчету параметров микроклимата и наружных ограждающих конструкций. Для каждого типа зданий (животноводческие, птицеводческие, овощекартофелехранилища), сооружений (культивационные, подземные) и технологических установок (сушка травы) должны быть разработаны индивидуальные научно обоснованные инженерные методики расчета пассивных и активных систем обеспечения микроклимата, учитывающих реальные теплофизические процессы.

Литература 1. СП 131.13330.2018 Строительная климатология.

Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*. – Москва: Минстрой России, 2018. – 113 с.

2.РД-АПК 1.10.01.02-10. Методические рекомендации по технологическому проектированию ферм и комплексов крупного рогатого скота. – Москва: ФГНУ «Росинформагротех», 2011. – 109 с.

3.РД-АПК 1.10.02.04-12. Методические рекомендации по технологическому проектированию свиноводческих ферм и комплексов. – Москва: ФГНУ «Росинформагротех», 2012. – 138 с.

90

4.РД-АПК 1.10.04.03-13. Методические рекомендации по технологическому проектированию коневодческих предприятий. – Москва: ФГНУ «Росинформагротех», 2013. – 136 с.

5.РД-АПК 1.10.03.01-11. Методические рекомендации по технологическому проектированию козоводческих ферм и комплексов. – Москва: ФГНУ «Росинформагротех», 2011. – 144 с.

6.СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. – Москва: ФАУ «ФЦС», 2012. – 95 с.

А.С. Мироненко, Е.Ю. Агеева

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫСОТНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

Рано или поздно человечество придет к тому, что наши города не смогут расти вширь и им придется двигаться, причем расти будут вверх именно жилые части зданий. Подтверждением тому может служить рост численности населения планеты. По оценкам фонда ООН в области народонаселения, население планеты превысило следующую численность: 1 миллиард — 1804 год; 2 миллиарда — 1927 год; 3 миллиарда — 1960 год; 4 миллиарда — 1974 год; 5 миллиардов — июль 1987 года; 6 миллиардов — октябрь 1999 года; 7 миллиардов — 31 октября 2011 года. Если динамика роста численности не претерпит разительных изменений, то рубеж в 8 миллиардов человек будет преодолён примерно в 2024 году, а девяти — к 2042 году.

С такими темпами роста населения планеты нам грозит перенаселение и голод. Решение этих задач имеет два пути развития: один из них развивает Илон Маск – это освоение космоса, колонизация планет и их терраформирование, второй это развитие науки и строительства с инженерией.

В развитии последнего необходимо обратить внимание на особенности энергоэффективного проектирования высотных жилых зданий. А именно на сложность обеспечения комфортных климатических условий, особенно на верхних этажах здания. При это важна минимизация затраты энергоресурсов для обеспечения бесперебойной работы всех инженерных систем высотного здания. Решениями данных проблем при высотном жилом строительстве могут стать концепции энергоэффективного строительства, а именно такие как «умный»,

91

«пассивный» и «активный» дом. Рассмотрим детально каждый из этих вариантов.

«Умный» дом – это система, обеспечивающая безопасность жилого пространства, ресурсосбережение и комфорт для всех пользователей.

Пожарная безопасность данных зданий осуществляется автономно, за счет ряда установленных устройств по всему зданию, таких как: детекторы дыма, автоматическая система пожаротушения, датчики температуры, датчики утечки газа, сирен со строблампами, системы удаленного мониторинга и управления и системы оповещения экстренных служб и владельца.

Безопасность здания реализовывается посредством доступа в помещения и установкой оборудования: системы видеонаблюдения, датчиков движения, датчиков разбитого стекла, датчика открытой двери, датчика открытого окна, блока сигнализации, сирен, кнопок тревоги и электронных замков.

Ресурсосбережение в таких домах производится за счет рационального интеллектуального использования систем освещения, отопления, кондиционирования и вентиляции, водоснабжения и канализации.

Комфорт в «умных» домах достигается путем тонкой настройки каждого помещения в отдельности – температурных режим, освещенность. Температура в таких зданиях регулируется с помощью: датчиков температуры, датчиков освещенности, датчика открытого окна, датчика открытой двери. Освещенность же из-за предустановленных светодиодных блоков может регулироваться по температуре света, яркости и цвету, вплоть до каждого отельного источника света.

«Пассивный» дом (энергосберегающий дом, экодом, дом с нулевым потреблением электроэнергии, дом с почти нулевым потреблением электроэнергии) – сооружение, главной особенностью которого является низкое энергопотребление за счет применения пассивных методов энергосбрежения. Пассивный дом потребляет в среднем примерно 10% от удельной энергии на единицу площади, потребляемой большинством традиционных зданий.

Снижение потребления энергии достигается в первую очередь путем уменьшения теплопотерь здания. Архитектурная концепция пассивного дома базируется на принципах: компактности, качественного и эффективного утепления, отсутствия мостиков холода в материалах и узлах примыканий, правильной геометрии здания, зонировании, ориентации по сторонам света. Из активных методов в пассивном доме обязательным является использование системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией.

Также «пассивный» дом «герметизируется» слоями изоляции от воздуха и воды, для устранения мостов холода, дополнительно ко всему

92

используются современные окна с меньшими теплопотерями, так как потери тепла через окна делятся на радиационный (излучение в инфракрасном диапазоне из дома наружу), конвекционный (газ в межстёкольном промежутке) и теплопроводный (газ, стёкла и переплёт) перенос тепла.

На долю радиации приходится две трети потерь тепла, остальное на долю конвекции и теплопроводности. В пассивном доме используются энергосберегающие окна: герметичные стеклопакеты, 1-камерные и 2- камерные, заполненные низкотеплопроводным аргоном или криптоном с тёплой дистанционной рамкой (полимерная или пластиковая вместо металлической, являющейся мостиком холода). Одно из стёкол стеклопакета с внутренней стороны покрыто селективным покрытием (I- стекло или K-стекло) сокращающим радиационные потери. Применяются более тёплые многокамерные профили для изготовления переплёта. Также стёкла в ряде случаев закаливаются с целью избежания разрушения при тепловом шоке. Иногда для дополнительной теплоизоляции на окнах устанавливают ставни, жалюзи или шторки. Самые большие окна направлены на юг и приносят зимой больше тепла, чем теряют. Ориентирование окон на восток и запад сводится к минимуму для снижения затрат на кондиционирование летом.

Конструкция «пассивных» домов в основном состоит из экологически корректных материалов, часто традиционных таких как: бетон, газобетон, дерево, камень, кирпич. В последнее время стали использовать продукты переработки неорганического мусора – стекла, металла и бетона.

Технология пассивного дома предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей — не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В пассивном доме формируется высокоэффективная наружная теплоизоляция ограждающих поверхностей. В результате в пассивных домах теплопотери через ограждающие поверхности не превышают 15 кВт·ч в год на 1 м² отапливаемой площади — практически в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях.

Вобычных домах вентиляция осуществляется за счёт естественного побуждения движения воздуха, который обычно проникает в помещение через специальные пазы (иногда через оконные проветриватели— клапаны приточной вентиляции) в окнах и удаляется пассивными вентиляционными системами, расположенными в кухнях и санузлах.

Вэнергоэффективных зданиях используется более сложная система: вместо окон с открытыми пазами используются звукоизолирующие герметичные стеклопакеты, а приточно-вытяжная вентиляция помещений осуществляется централизованно через установку рекуперации тепла. Дополнительного повышения энергоэффективности можно добиться, если

93

воздух выходит из дома и поступает в него через подземный воздухопровод, снабжённый теплообменником. В теплообменнике нагретый воздух отдаёт тепло холодному воздуху.

Объединение решений «умного» и «пассивного» дома с добавлением источников альтернативной энергии, позволило создать «активный» дом.

Он представляет собой здание, которое производит энергии для собственных нужд более, чем в достаточном количестве. Общий годовой объем энергопотребления является положительным в отличие от дома с низким энергопотреблением. Вторым важным аспектом является создание благоприятного микроклимата в помещениях – правильная вентиляция, поддержка температурного режима и др.

Источниками энергии для такого типа зданий являются в большинстве случаев: геотермальная, ветровая и солнечная энергия. В проектировании энергоэффективных высотных жилых зданиях должны использоваться по максимуму и пассивные и активные методы, чтобы максимально приблизить их к домам с нулевым потреблениям энергии, а в лучшем случае и сделать их активными. Таким образом проектирование высотных энергоэффективных зданий будет решать множество проблем: ограниченность территории застройки; значительное снижение выбросов парниковых газов; устранение однообразия застройки городов; снижение ресурсозатрат на поддержание функциональности здания.

М.В. Бодров, А.Е. Руин

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»)

К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИ ЦЕЛЕСООБРАЗНОЙ ВЕЛИЧИНЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ТЕПЛОВОГО КОНТУРА ЖИЛОГО ФОНДА

Внастоящее время на территории Российской Федерации нормирование теплозащитных свойств ограждающих конструкций гражданских зданий осуществляется по требованиям СП [1].

Вдействующих нормативных документах основными факторами, определяющими толщину теплоизоляционного слоя ограждения и значение

приведенного сопротивления теплопередаче Rопр , является исключительно

сочетание климатических параметров района строительства, а именно: средней температуры отопительного периода tот, °С, продолжительности отопительного периода zот, сут., а также расчетной температуры внутреннего воздуха tв, °С:

94

ГСОП = (tв − tот )zот , (°С·сут)/год.

(1)

Проведенный авторами анализ позволяет усомниться в экономической обоснованности данных нормативных методик, а также в целесообразности их совместного применения по следующим основным причинам.

1.Рыночная отпускная стоимость тепловой энергии (руб./Гкал) в различных субъектах Российской Федерации различна и может отличаться до 4 раз, например: в г. Новосибирске она составляет 1400 руб./Гкал, а в г. Магадане – 5600 руб./Гкал, что обусловлено особенностями генерации и стоимостью первичных энергоресурсов.

2.Отсутствие обязательных нормативных требований к расчету срока окупаемости мероприятий по утеплению теплового контура делает абсурдным сам факт повышения теплотехнических свойств ограждений.

3.Проведение работ по утеплению ограждений (повышение

значений условного коэффициента теплопередаче Rус, (м2·°С)/Вт, не достигает должного эффекта ввиду одновременного повышения коэффициента теплотехнической однородности r и незначительного

повышения приведенного коэффициента теплопередаче Rпр, (м2·°С)/Вт, зависящего, в первую очередь, от количества точечных и протяженности линейных неоднородностей.

Для вычисления приведенного сопротивления теплопередаче Rопр ,

(м2·°С)/Вт, при проведении капитального ремонта жилого фонда, с учетом стоимости тепловой энергии, авторами предлагается использовать

следующий показатель – экономически целесообразное сопротивление
теплопередаче утеплителя R эк , (м2·°С)/Вт [2]:
ут
Rутэк = nут × (tв - tот )× m × zот × Cт × lт ,	(2)
Eн.п × lут × Сут

где nут – коэффициент, учитывающий отношение термического сопротивления утеплителя к сопротивлению теплопередаче, определяется расчетом (принимается nут = 0,85); tв – расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимается по ГОСТ [3]; tот – средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С, принимается по СП [4]; m

– коэффициент учитывающий потерю тепла на инфильтрацию наружного воздуха, принимается равным 1,05; zот – продолжительность отопительного периода, ч/год; принимается согласно СП [4]; Ст – стоимость тепловой энергии, руб./Гкал; Eн.п – норматив для приведения разновременных затрат, 1/год, принимаемый в размере 0,08; lт – коэффициент учитывающий изменение стоимости тепловой энергии на перспективу, принимается 1,15; λут – коэффициент теплопроводности материала теплоизоляционного слоя ограждающей конструкции, Вт/(м·°С); Сут – оптовая цена теплоизоляционного слоя, руб./м3;

95

После выполнения расчетов получаем, что в г. Нижнем Новгороде экономически целесообразное сопротивления теплопередачи утеплителя

составляет: Rутэк = 0,34 (м2·°С)/Вт, что соответствует δ = 0,02 м толщины

теплоизоляционного слоя (минеральная вата на синтетическом связующем).

Для определения затрат на мероприятия по утеплению ограждающих конструкций многоквартирного жилого дома, авторами предлагается показатель приведенных затрат П, руб./м2 [2]:

П = Сд + (tв - tот )× m × zот × Ст × lт ,	(3)
Eн.п × Rо

где Сд – единовременные затраты (стоимость строительно- монтажных работ), руб./м2; Rо – расчетное сопротивление теплопередаче, ограждающей конструкции, (м2·°С)/Вт.

Авторами проведен сравнительный анализ затрат по утеплению ограждающих конструкций с использованием экономически-

целесообразной величиной сопротивления теплопередаче утеплителя Rутэк и

утеплителя, вычисленного по ГСОП, для двух многоквартирных жилых домов типовой советской застройки, расположенных в г. Нижнем Новгороде:

-девятиэтажный панельный 4-х подъездный жилой дом по ул. Л. Толстого;

-пятиэтажный кирпичный 4-х подъездный жилой дом по ул. Н. Рыбакова.

Результаты вычислений приведены в таблицах 1 и 2. Полученные результаты показывают, что действующие

методики выбора теплотехнических свойств теплового контура многоквартирных жилых домов не учитывают такие экономические факторы, как расчет сроков окупаемости мероприятий, стоимость тепловой энергии и утеплителя, что приводит к парадоксальным результатам при расчете утепляющего слоя.

Таблица 1. Стоимость тепловой изоляции ограждающих конструкций 9-ти этажного многоквартирного жилого дома по ул. Л. Толстого

	Мероприятия по повышению энергоэффективности ограждений
				теплового контура:
	Утепление стен			Утепление пола			Утепление кровли
	по ГСОП		по Rэк	по ГСОП		по Rэк	по ГСОП		по Rэк
			ут			ут			ут
Капитальная
стоимость,	34,99		31,26	2,57		1,88	2,77		1,88
млн. руб.
Экономия,	3,73			0,69			0,89
млн. руб.

96

Таблица 2. Стоимость тепловой изоляции ограждающих конструкций 5-ти этажного многоквартирного жилого дома по ул. Н. Рыбакова

	Мероприятия по повышению энергоэффективности ограждений
				теплового контура:
	Утепление стен			Утепление пола			Утепление кровли
	по ГСОП		по Rэк	по ГСОП		по Rэк	по ГСОП		по Rэк
			ут			ут			ут
Капитальная
стоимость,	4,13		3,69	1,82		1,33	1,96		1,33
млн. руб.
Экономия,	0,44			0,49			0,63
млн. руб.

Вывод. При проведении капитального ремонта многоквартирных жилых домов при использовании предлагаемой методики определения экономически обоснованной величины сопротивления теплопередаче достигается экономия: 13 % капитальных затрат при проведении мероприятий по утеплению 9-ти этажного многоквартирного дома; на 20 % при проведении мероприятий по утеплению 5-ти этажного многоквартирного дома.

Литература

1.СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. – Москва: ФАУ «ФЦС», 2012. – 95 с.

2.Руководство по теплотехническому расчету и проектированию ограждающих конструкций зданий / НИИСФ. – М.: Стройиздат, 1985. – 141 с.

3.ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – Москва: Стандартинформ, 2013. – 15 с.

4.СП 131.13330.2018 Строительная климатология.

Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*. – Москва: Минстрой России, 2018. – 113 с.

97

А.Ф. Юланова, М.С. Морозов, Е.А. Ваганов, Ф.С. Алтунин

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКА ОКУПАЕМОСТИ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Современная ситуация с исполнением теплозащитных мероприятий общественных зданий ограничивает выбор экономически обоснованных решений по снижению энергопотребления. Зачастую данные решения могут не отвечать условиям региона строительства и могут оказаться чрезмерными и дорогостоящими с точки зрения пассивных систем обеспечения параметров микроклимата. При рассмотрении вопросов исполнения теплозащитных мероприятий необходимо учитывать не только климатические особенности каждого региона, но и экономические, такие как стоимость тепловой энергии и стоимость теплоизоляционного материала.

В данной работе анализируются варианты утепления стен существующего здания суда в различных климатических условиях для определения наиболее эффективного решения с учетом прогнозируемого срока окупаемости инвестиций [1]. Проведен теплотехнический и экономический анализ объекта в условиях нескольких районов строительства, в результате которого выявили наименьший срок окупаемости при разной толщине утепляющего слоя. Расчет проводился для пяти вариантов утепления стен толщиной 30, 50, 100, 150 и 200 мм. В качестве утеплителя принимаем минераловатные плиты, значение теплопроводности λ = 0,042 Вт/(м∙°С). Численный анализ теплового контура здания проводиться с точки зрения капитальных затрат и дисконтированного срока окупаемости. Капитальные затраты складываются из стоимости теплоизоляционного материала и затрат на монтажные работы:

K =CтиVти +СрабVраб,

(1)

где Cти – стоимость теплоизоляции, руб./м3; Cраб – стоимость работ по монтажу тепловой изоляции, руб./м3; Vти – объем тепловой изоляции, м3; Vраб – объем работ по монтажу тепловой изоляции.

Произведен расчет экономии денежных средств, которая достигается за счет разности потерь тепловой энергии через ограждающие конструкции при различных вариантах толщины улепляющего слоя с учетом климатических и тарифных условий каждого региона [2]:

Э = 0,86C	тепл	Q Г	,	(2)
		ТП

98

где Степл	– стоимость тепловой энергии, руб./Гкал; Q Г	– годовая
	ТП

экономия теплоты за счет утепления, МВт·ч/год.

В результате были составлены графические зависимости капитальных затрат К, руб. на дополнительное утепление наружных стен объекта исследования от толщины слоя теплоизоляции, представленные на рисунке 1 и снижения годовых эксплуатационных расходов на тепловую энергию за счет энергосбережения ΔЭ, руб./год в зависимости от дополнительного слоя теплоизоляции, представленные на рисунке 2.

Рис. 1. Результаты расчета суммарных капитальных затрат ∑К, руб при различных вариантах утепления стен.

Как следует из данных, представленных на рисунке 1, в г. Сургут наиболее высокие суммарные капитальные затраты вследствие более высокой стоимости утеплителя. Из данных, представленных на рисунке 2 следует, что наибольшее снижение затрат на восполнение потерь тепловой энергии будет в г. Магадан за счет высокой стоимости тепловой энергии.

Прогнозируемый срок окупаемости инвестиций в утепление стен здания суда Ток необходимо рассчитывать с учетом нормы дисконта p, принимаемая в размере не менее действующей ключевой ставки Центрального банка Российской Федерации [3], по формуле:

	Tок	=	− ln(1 − pT0		/ 100)	,	(3)
			ln(1	+ p / 100)

где T0 – срок окупаемости без дисконтирования, год.

99