ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ФУНКЦИИ И СЕЙСМОУСТОЙЧИВОСТЬ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ

ENERGY SAFE FUNCTION AND SEISMIC STEADY OF PROTECTED CONSTRUCTION OF BUILDINGS

Mukanbet kyzy Erkinai

candidate of Science, Associate Professor of “Mechanics” Kyrgyz State University of Construction, Transport and Architecture, N. Isanova,

Kyrgyzstan, Bishkek

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены способы сейсмозащиты конструкций зданий, обеспечивающие энергосберегающие функции. Приводятся основные исследования в области энергосберегающих конструкций, дан анализ существующим научным разработкам и пердложен эффективный способ в данной области.

ABSTRACT

The methods of seismic structures of buildings to ensure energy-saving features. The basic research in the field of energy-saving designs, the analysis of the existing scientific research and perdlozhen effective way in this area.

Ключевые слова: сейсмозащита, теплоизоляция, тепло- и влагоперенос, конденсация, энергоэффективность, керамзитобетон, брусчатый стен, теплоперенос, влагоперенос, температура.

Keywords: seismic protection, thermal insulation, heat and moisture transfer, condensation, energy efficiency, expanded clay lightweight concrete, Planking walls, heat transfer, moisture transfer, temperature.

Способы сейсмозащиты и энергосберегающие функции зданий посредством уст­ройства изолирующих прокладок в настоящее время находит массовое применение, как в зарубежной практике, так и в Кыргызстане.

Необходимый уровень тепловой защиты глухих участков наружных ограждений устанавливается посредством увеличения термической однородности конструкций с применением высокоэффективных утеплителей, а для рационального размещения ограждения теплоаккумулирующих и теплоизоляционных слоев в массиве требует оптимизацию толщин конcтрукций.

В методе комплексной оценки тепловой эффективности наружных стен [1; 3; 4] разработанном в начале 80-х годов, дан анализ тепловой эффективности слоистых, в том числе и однослойных, стеновых конструкций, позво­ливший установить зависимость между сопротивлением теплопередачи конструкции и суммарным расходом тепла. Данный метод показал нецелесообразность дальнейшего увеличения толщины ограждения, поскольку при этом достигается незначительное снижение расхода тепла за счет снижения теплопередачи ограждения, но зато возрастает расход тепла на изготовление материалов и производство конструкций.

В современной практике наружного утепления стен зданий широкое применение получили конструкции навесных фасадов с вентилируемым зазором и защитно-декоративной облицовкой из листовых или плитных материалов, которые устойчиво к сейсмическим нагрузкам. В научной работе Шойхета Б.М. рассмотрено влияние конструктивных факторов, тепловых мостиков, воздухопроницаемости теплоизоляционных материалов и качество монтажа на энергоэффективность таких фасадов.

Берегова А.М [2] на основе натурных обследований вентилируемых фасадов зданий в условиях климата Кыргызстана проведен анализ основных недостатков вентилируемых фасадных систем. Установлены наиболее характерные участки утечки тепла через стеновые ограждающие конструкции, определены фактические технические характеристики теплоизоляционных материалов вентилируемых фасадных систем с учетом сейсморайонирования.

Езерским В.А. и Монастыревым П.В. Установлено, что повышение тепловой защиты здания с использованием дорогих и долговечных материалов приводит, в конечном счете, к экономии средств, превышающей в два раза вложенные капиталовложения.

Рассмотрим влияние параметров объёмно-планировочного решения на потребность в тепловой энергии на примере односекционного жилого дома.

Береговым А.М. [1] разработаны методы расчёта эксплуатационного тепловлажностного состояния материалов наружного утепления и облицовочных слоев, основанные на взаимодействии климатических факторов и свойств ограждающих конструкций, а также приведены результаты натурных исследований эксплуатационных воздействий на материалы фасадных систем с тонким слоем штукатурки.

Представлен метод расчёта приведённого сопротивления теплопередаче неоднородной брусчатой стены с фасадным утеплением, проведена оценка влияния внутреннего и внешнего утепления на теплозащитные свойства брусчатых стен с помощью разработанных аналитических зависимостей и математического моделирования. Установлено, что фасадное утепление уменьшает тепловые потери в 2 раза.

В работе [5] рассмотрены проблемы оптимизации теплозащитных свойств ограждающих конструкций жилых зданий и предложены пути сокращения их теплопотерь, возводимых в условиях климата Кыргызстана. Проанализирована зависимость влажностного режима помещения и возможности конденсации влаги при температурах наружного воздуха 0^оС и 39^оС. Выявлено, что в помещениях с повышенной влажностью необходимо производить проверочные расчёты при температуре наружного воздуха 0^оС.

Особое внимание следует изучению тепловых режимов сейсмоактивности неоднородных ограждающих конструкций. В отдельных научных работах [7] проведены исследования стационарного теплопереноса в зимнее время, экспериментально изучены тепловые режимы фрагмента наружной стены, получены значения температур и плотности теплового потока в характерных точках.

Совместный нестационарный тепло- и влагоперенос в ограждающих конструкциях зданий рассмотривает тепло- и влагоперенос в деревянной брусчаточной стене при переменных значениях температуры и относительной влажности наружного воздуха.

Береговым А.М. [1] предложен способ повышения теплозащитных свойств монолитно-керамзитобетонных наружных стен зданий путём устройства в них вертикальных теплоизоляционных вставок. Такое выполнение позволяет уменьшить массу стены на 20 % (и она улучшает сейсмоустойчивасть) и повысить термическое сопротивление конструкции на 30–50 %. Для улучшения теплозащиты брусчатых наружных стен предлагается изготовлять их из неоднородных брусьев с горизонтальными теплоизоляционными вставками. На основании теоретических и экспериментальных исследований таких вставок в работе [6] разработана численная технология, которая позволяет прогнозировать тепловое состояние наружных керамзитобетонных и брусчатых стен с теплоизоляционными вставками в холодных климатических условиях.

Вопросы накопления влаги в многослойных конструкциях наружного ограждения здания, а также вопросы проектирования таких конструкций с целью обеспечения, как теплозащитных и сейсмозащитных качеств, а также нормального влажностного режима в зимний период эксплуатации рассмотрены в работе [3].

К одной их перспективных зарубежных разработок, существенно повышающих теплотехнические свойства наружных ограждений, относится динамическая теплоизоляция глухих участков стен. Сущность предложенного разработчиками способа теплоизоляции основана на движении потока свежего наружного или теплого вентиляционного воздуха в толще стены параллельно ее плоскости с выходом в атмосферу [7].

Специалистами Германии было подсчитано, что при рациональном решении теплоизоляции зданий мощность инженерного оборудования можно сократить на 50 % и более.

Берегова В.А. [4] рассматривает закономерность конденсации парообразной влаги при суточных колебаниях температуры наружного воздуха. Выявлено, что в зимний период действительную упругость водяного пара по сечению ограждения следует считать неизменной, а процесс конденсации определяется изменчивостью максимальной упругости водяного пара по сечению ограждения вследствие изменчивости температуры в тех же сечениях ограждения.

Береговым А.М. [2] исследованы возможности по сокращению теплопоступлений через покрытие с вентилируемой воздушной прослойкой при нестационарном режиме теплопередачи. Выявлено, что теплопоступление через такое покрытие составляет 30–40 % теплопоступления через покрытие без прослойки. Результаты данного исследования имеют потенциал для дальнейших разработок по созданию энергоэффективных ограждающих конструкций с вентилируемой воздушной прослойкой.

На основе проведенного обзорного анализа можно сделать вывод о том, что повышенной энергетической эффективностью обладают ограждающие конструкции экономайзеры, обделяющие эффектом при инфильтрации холодного воздуха через массив наружного ограждения. При прохождении через структуру конструкции, воздушные массы подогреваются тепловым потоком, движущимся из отапливаемого помещения. Таким образом, часть тепла утилизируется и возвращается в помещение, а также свидетельствуют о возможности использования в ограждающих конструкциях материалов с повышенной воздухопроницаемостью, которые удовлетворяют требования нормативного документа по тепловой защите зданий, а значение поперечной воздухопроницаемости наружных стен и перекрытий жилых зданий не превышает 0,5 кг/(м²ч). Это обеспечивает энергоэффективность таких конструкций, придает меньшую массу с большой устойчивости к сейсмическим нагрузкам.

Список литературы:

1. Береговой А.М. Наружные ограждающие конструкции, адаптированные к использованию энергии природной среды / А.М. Береговой, А.П. Прошин, В.А. Береговой А.В. Гречишкин / Изв. вузов. Строительство, 2005, № 2. ‒ С. 4–8.
2. Береговой А.М. Пути повышения энергоактивности зданий и конструкций из местных материалов / А.М. Береговой, А.П. Прошин, В.А. Береговой, С.В. Зворыгина / Изв. вузов. Строительство, 2006, № 9. ‒ С. 4–9.
3. Береговой А.М. Эффект энергосбережения в помещении с естественной вентиляцией в условиях инфильтрации воздуха через наружную стену / А.М. Береговой А.В. Мальцев, М.А Дерина, А.В. Гречишкин / Региональная архитектура и строительство, 2013, № 3. ‒ С. 140–144.
4. Береговой В.А. Теплоизоляционная газостеклокерамика на основе кремнистых горных пород / В.А. Береговой, Д.С. Костин, А.М. Береговой / Изв. вузов. Строительство, 2011, № 10. ‒ С .43–49.
5. Исследования основных параметров микроклимата помещений [Текст] / Б.С. Матозимов, М.Д. Кутуев, Э. Муканбет к. и др. Известия Вузов, № 1, 2012. ‒ С. 12–14.
6. Исследования теплофизических расчетов ограждающих конструкций влияющих на микроклимат помещений [Текст] / Б.С. Матозимов, М.Д. Кутуев, Э. Муканбет к. и др. Известия Вузов, № 1, 2012. ‒ С. 36–39.
7. Матозимов Б.С., М.Д. Кутуев, Ж.Ы. Маматов, Б.С. Ордобаев, Ж.Ш. Кожобаев, Б.Т. Токтосунов и др. Определение воздухопроницаемости и водопроницаемости оконного блока. Материалы международной научно-практической конференции КРСУ: Б. Айат, 2015.∙‒ С. 112–115.