Строительство и архитектура /3. Современные технологии строительства.

К.т.н. Кузнецов С. Г.

Донбаська національна академія будівництва і архітектури

Бутова А. П.

Донецький національний університет економіки і торгівлі

імені Михайла Туган-Барановського

ВІТРОВЕ НАВАНТАЖЕННЯ ТА ЙОГО

ВПЛИВ НА ТЕПЛОВТРАТИ ЖИТЛОВИХ БУДІВЕЛЬ

В даний час в Україні, як і в багатьох країнах Європи, одним з пріоритетних напрямків розвитку економіки є енергозбереження. Енергозбереження у всіх галузях господарської діяльності стає однією з важливіших задач, оскільки енергетичні витрати складають вагому частину собівартості будь-якої продукції, товарів та послуг.

Біля чверті частини палива, що спалюється в державі, витрачається на теплопостачання житлових та громадських будівель. Навіть при загальному зниженні споживання енергії в галузі промисловості, сільського господарства, будівництві та транспорті, об'єм споживання громадським сектором має стабільний характер і розглядається як певна константа.

Відповідно до Закону України “Про енергозбереження” для проведення ефективної цілеспрямованої діяльності держави щодо організації та координації дій у сфері енергозбереження розробляються та приймаються державні цільові, регіональні, місцеві та інші програми. Виконуються науково-дослідні розробки, направлені на зниження споживання енергії, створюються більш менш сучасні методи розрахунку вентиляційних тепловтрат та забезпечення мінімізації тепловтрат будівель і формування раціонального теплового та повітряного режиму.

Але значна частина енергії, що іде на створення відповідних санітарно-гігієнічних умов і мікроклімату в будинках втрачається через інфільтрацію повітря через огороджувальні конструкції, нещільності стиків між ними, через вентиляційні канали, теплові містки та інші.

У холодних або помірних областях України втрати тепла, що відбуваються в результаті інфільтрації та ексфільтрації повітря крізь огороджувальні конструкції будівель, також складають значну частину загальних витрат тепла особливо в будівлях, що збудовано в 50-70 роки минулого століття, які в цілому більше пропускають вітер, ніж сучасні будівлі.

Повітряний режим будівлі – це сукупність факторів та явищ, що визначають загальний процес обміну між усіма її приміщеннями та зовнішнім повітрям, який включає переміщення повітря всередині приміщень, фільтрацію повітря через огороджувальні конструкції, отвори, канали, повітроводи та обтіканням повітрям.

Повітряний режим пов'язаний з тепловим режимом будівлі. Інфільтрація зовнішнього повітря призводить до додаткових витрат енергії на підогрів приміщень. Ексфільтрація внутрішнього вологого повітря знижує теплозахисні якості огороджувальних елементів.

Питання підвищення теплозахисних якостей будівель можна викласти в чотири основні напрямах економії теплової енергії в будівлях:

1. оптимізація архітектурно-конструктивних рішень огороджувальних конструкцій будівель;

2. оптимізація об’ємно-планувальних рішень внутрішнього простору будівлі та забудови;

3. удосконалення інженерних мереж;

4. використання нетрадиційних джерел енергії.

При проектуванні нових мікрорайонів за основу звісно доцільно взяти комплекс цих напрямків. А в існуючій забудові найбільш актуальним є оптимізація архітектурно-конструктивних рішень огороджувальних конструкцій будівель.

Тому перед нами ставиться задача розробити методику оптимізації конструктивних рішень зовнішніх огороджувальних конструкцій житлових будівель з урахуванням тепловтрат, викликаних інфільтрацією та ексфільтрацією повітря.

Під оптимізацією архітектурно-конструктивних рішень огороджувальних конструкцій будівель мається на увазі створення таких огороджувальних конструкцій, які б могли забезпечити як можна менші витрати енергії під час експлуатації будівлі при одночасному виконанні функціональних вимог та мінімально можливої вартості.

Для вирішення цієї задачі необхідно:

- виконати класифікацію забудови за формою та матеріалу огороджувальних конструкцій;

- провести масштабне експериментальне дослідження вітрового тиску на поверхні будівель, розташованих в забудові;

- провести експериментальне дослідження в гідродинамічній трубі аеродинамічних спектрів обтікання будівель, визначення поля швидкостей збуреного потоку округ моделі;

- продовжити розвиток математичної моделі оцінки вітрового тиску на поверхні будівель, розташованих в забудові;

- розробити методику оцінки вітрового тиску на поверхні будівель, розташованих в забудові на визначення тепловтрат, викликаних інфільтрацією і ексфільтрацією повітря через огороджувальні конструкції;

- впровадити результати досліджень в нормативні документи, практику проектування, будівництва та реконструкції житлової забудови.

В результаті вирішення цієї задачі мають бути обрані оптимальні в теплотехнічному відношенні рішення для комплексного підходу до теплозахисту і дотримання теплового комфорту приміщень, які б гарантували мінімальні річні витрати на обігрівання.

Для розрахунку економії енергії буде використана та розвинута комп'ютера математична модель будівлі з визначенням величини тепловтрат та сезонного споживання енергії. На неї “приміряють” окремі запропоновані заходи та розглядають комплекс заходів в пошуках найбільш результативних варіантів.