Введение 4
1. Технология «Пассивны дом» 6
1.1 Определение и специфика понятия «Пассивный дом» 6
1.2 Технологии пассивного дома. Эффективность системы 12
1.2.1 Теплоизоляция 12
1.2.2 Вентиляция 15
1.2.3 Отопление 17
1.2.4 Горячее водоснабжение 18
1.2.5 Электричество 19
1.2.6 Остекление 20
2. Проектные решения 22
2.1 Исходные данные для проектирования 22
2.1.1 Характеристика природно-климатических условий строительства.. .22
2.2 Объемно-планировочные решения 23
2.3 Конструктивные решения 23
2.4 Инженерные решения 24
3. Численное моделирование и технико-экономическое обоснование...25
3.1 Расчет узловых соединений 25
3.2 Расчет теплоэнергетических параметров объекта 30
3.2.1 Общие характеристики здания 30
3.2.2 Климатические показатели 31
3.2.3 Описание ограждающих конструкций здания 33
3.2.4 Расчеты теплотехнических показателей 33
3.2.5 Расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление здания. 43
3.3 Технико-экономический сравнение проектов на основании сметного
расчета 50
3.3.1 Описание проектов 50
3.3.2 Сметный расчет проектов 52
3.3.3 Технико-экономические показатели проектов 53
3.3.4 Расчет затрат на эксплуатацию зданий 55
Заключение 56
Список использованных источников 58
Приложение А Проект малоэтажного «пассивного дома» в городе
Красноярске 64
Приложение Б Энергетический паспорт 69
Известно, что половина потребления энергии приходится на жилые дома и сооружения, большая часть которой расходуется на отопление. По этому регулярный рост тарифов на энергоресурсы вынуждает искать новые пути снижения затрат на отопление, электроснабжение, горячее/холодное водоснабжение и другие аспекты современного комфортного жилья. К примеру, на отопление частного дома, площадью 200 кв.м, расходуется 42000 кВт^ч/год за отопительный сезон. Стоимость отопления составляет 95 тыс.руб. Для снижения затрат на эксплуатацию здания необходимы мероприятия по снижению тепловых потерь здания. Строительство так называемого "Пассивного дома" - это дом где на отопления уходит максимум 3000 кВт^ч/год (15 кВт^ч/кв.мтод).
Зарубежный опыт показал возможность применения технологии "Пассивный дом", для постройки практически беззатратных жилых зданий, которые бы отвечали всем экологическим нормам и, с другой стороны, обеспечивали высокий уровень жизни человека.
Актуальность работы связана с увеличением применения технологий энергоэффективного строительства малоэтажных домов.
Объект исследования: технологии пассивного дома.
Предметом исследования является разработка проекта пассивного дома с соблюдением всех технологий для города Красноярска.
Целью исследования является разработка проект малоэтажного жилого дома в городе Красноярске, тепловые потри которого не будут превышать 15 кВт-ч/кв.м-год.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
— определить понятие "Пассивный дом";
— обозначить технологии, применяемые при строительстве энергоэффективных зданий;
— выявить специфику пассивного дома для города Красноярска;
— разработать проект (объемно-планировочные, конструктивные, инженерные решения) пассивного дома для города Красноярска;
— определить возможные проблемные узлы и произвести их расчет, на соответствие нормативным требованиям.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1) Выборка наиболее подходящих технологий пассивного дома для заданной территории;
2) Расчет параметров теплоснабжения пассивного дома для условий города Красноярска;
3) Анализ условий, влияющих на конструктивные особенности пассивных домов.
Для оптимизации проекта будет использоваться метод математического моделирования.
Данное исследование было посвящено разработке проекта дома для условий города Красноярска, соответствующего требованиям технологии «Пассивный дом».
В первой главе определено понятие Пассивного дома, основные требования к нему рассмотрены технологии, применяемы при строительстве энергоэффективных домов.
Во второй главе, обозначены вснетоприродно-климатический условия заданной территории, разработаны объемно-планировочные, конструктивные и инженерные решения, соответствующие технологии «Пассивный дом» и заданной территории.
В третей главе, произведено численное моделирование и получены тепловые характеристики проблемных узлов здания с помощью программного комплекса COMSOL Multiphysics. На основании этих вычислений, был рассчитан энергетический паспорт здания, итогом которого является, то что разработанный проект имеет класс энергоэффективности - А+, что соответствует классу Пассивного дома. Так же выполнено технико¬экономическое сравнение проекта Пассивного дома с проектом дома по традиционной технологии, на основании сметного расчета, и были получены следующие результаты:
Суммарная стоимость строительства и эксплуатации Пассивного дома на протяжении 50 лет - 8 508 786 рублей;
Суммарная стоимость строительства и эксплуатации дома по традиционной технологии на протяжении 50 лет - 7 345 290 рублей.
Исходя этих данных видно, что в перспективе на 50 лет, стоимость домов будет иметь не большую разницу, при том что цены на тарифы были применены на текущий момент времени. Но как известно, тарифы на энергию регулярно повышаются и возможно, что затраты на дом по традиционной технологии превысит затраты на Пассивный дом.
Подводя итоги можно сказать, что постройка пассивного дома с соблюдением всех технологий, соответствующих общемировых стандартов, городе Красноярске - возможна, если проектировщики строители соблюдут все требования и качественно выполнят работы.
1. СП 5(.1333(.2(12 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 Введ. 01.07.2013. - Москва: Минрегион России, 2012. - 96 с.
2. СП 131.1333(.2(12 Строительная климатология.
Актуализированная версия СНиП 23-01-99*. - Введ. (1.(1.2(13. - Москва: Минстрой России, 2015. - 12( с.
3. ГОСТ 3(494-2(11 Здания жилые и общественные. Параметры окйрт микроклимата в помещениях. - Введ. (1.(1.2(13. - Москва: Стандартинформ,
2013, - 2( с.
4. СП 7(.1333(.2(12 Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.(3.(1-87. - Введ. (7.(1.2(13. - Москва: Госстрой, ФАУ ФЦС, 2012. - 198 с.
5. ГОСТ 31168-2(14 Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление. - Взамен ГОСТ 31168-2003. - Введ. (1.(1.2(15. - Москва: Стандартинформ, 2(14. - 19 с.
6. СП 63.1333(.2(12 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. - Введ. (1.(1.2(13. - Москва: Минстрой России, 2(15. - 163 с.
7. СП 22.1333(.2(11 Основания зданий и сооружений. - Введ. 20.05.2011. - Москва: Минрегион России, 2(11. - 162 с.
8. СП 23-101-2((4 Проектирование тепловой защиты зданий. - Введ. 01.06.2004. - М.: ФГУП ЦПП, 2((4. - 14( с.
9. ГОСТ 266(2.1-99 Блоки токонные и дверные. Методы определения сопротивления теплопередаче. - Введ. (1.(1.2(((. - Москва: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2(((. - 18 с.
10. МДС 81-35.2004 Методика определения стоимости строительной продукции на территории Российской Федерации. - Введ. 09.03.2004. - Москва: Госстрой России 2004. - 71 с.
11. Вольфганг Файст. Основные положения по проектированию пассивных домов. - Москва: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2008. - 144 с.
12. Бадьин Г.М. Строительство и реконструкция малоэтажного энергоэффективного дома. Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2011. - 432 с.
13. Габриель И., Х. Ладинер. Реконструкция зданий по стандарту энергоэффективного дома. Пер. с нем. - Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2011. - 408 с.
14. Богословский В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха): Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва: Высшая школа, 1982. - 415 с.
15. Елохов, А.Е. Особенности проектирования Пассивного дома в России / А.Е. Елохов // Вестник: научно-технический журнал по строительству и архитектуре / Национальный Исследовательский Московский государственный строительный университет. - Москва, 2009. - №4. - С. 313¬316.
16. Хромова А.О., Шарифуллина А.Р., Клюев К.А. Проектирование здания, отвечающего стандартам пассивного дома / А.О. Хромова, А.Р. Шарифуллина, К.А. Клюев / Санкт-Петербургский политехнический университет им. Петра Великого Санкт-Петербург. - Санткт-Петербург, 2015. - №5. - С.70-76.
17. Горшков А.С., Дерунов Д.В., Завгородний В.В. Технология и организация строительства здания с нулевым потреблением энергии // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2013. № 3 (8). С. 12-23.
18. Горшков А.С., Ватин Н.И., Немова Д.В. Формула энергоэффективности // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2013. № 7(12) - С. 49-63.
19. Бродач М. М., Ливчак В. И. Здание с близким к нулевому энергетическим балансом // АВОК №5 2011 С. 4-11.
20. Данилов Н.И., Щелоков Я.М. Энциклопедия энергосбережения. Екатеринбург: Энерго-Пресс, 2003.
21. Шойхет Б.М. Концепция энергоэффективного здания. Европейский опыт // Энергосбережение. 2007. №7 С. 62-65.
22. Смоляго Г.А., Дронова А.В. Возможности совершенствования качеств наружных стен при возведении и эксплуатации малоэтажных «пассивных» домов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2010. № 3. С. 66-70.
23. Аверьянов В.К., Байкова С.А., Горшков А.С., Гришкевич А.В., Кочнев А.П., Леонтьев Д.Н., Мележик А.А., Михайлов А.Г., Рымкевич П.П., Тютюнников А.И. Региональная концепция обеспечения энергетической эффективности жилых и общественных зданий // Жилищное строительство.
2012. № 3. С. 2-4.
24. Петров К. В., Следь И. А., Орлов О. А., Рысь И. В., Урустимов А. И. Конкурс «Архитектурная концепция здания с нулевым потреблением энергии» // Строительство уникальных зданий и сооружений.2(.)12.№1. С.54-61.
25. Гертис К. Здания XXI века — здания с нулевым потреблением энергии // Энергосбережение. 2((7. № 3. С. 36-47.
26. Шилкин Н.В. «Пассивные» здания: возможности современного строительства // Энергосбережение, 2(11. №4. С. 34-40.
27. Щукина Т.В., Кассим А. Инновационные пассивные гелиосистемы для энергосберегающей эксплуатации зданий // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Высокие технологии. Экология. 2(11. № 1. С. 158-163.
28. Семенова Э.Е., Котова К.С. Разработка мероприятии по повышению энергоэффективности зданий // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Высокие технологии. Экология. 2(12. № 1. С. 193-196
29. Башмаков И.А., Башмаков В.И. Политика повышения энергоэффективности России // Энергосбережение. 2012. № 4. С. 10-15.
30. Энергосбережение: Введение в проблему. Учебное пособие для учащихся общеобразовательных школ и средних профессиональных учреждений / Н.И. Данилов, А.И. Евпланов, В.Ю. Михайлов, Я.М. Щелоков. Екатеринбург: ИД «Сократ», 2001.
31. Максимова М.С. В XXI век - со старыми и новыми глобальными проблемами. // МЭиМО. 1998. № 7.
32. Мирсков К.А., Псаров С.А., Шумилин Е.В. Обеспечение микроклимата в энергосберегающих и пассивных домах в условиях дальневосточного климата / К.А. Мирсков, С.А. Псаров, Е.В. Шумилин // Журнал «Дальний Восток: проблемы развития архитектурно-строительного комплекса». - 2013. - №1. - С. 333-338.
33. Гулак Л.И., Бубнович С.Н. Обоснование целесообразности использования пассивных домов / Л.И. Гулак, С.Н. Бубнович // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Материалы межрегиональной научно-практической конференции "Высокие технологии в экологии». - 2015. - №1. - С. 33-36.
34. Смирнова Т. Опыт эксплуатации «пассивных» домов в России и Западной Европе / Т. Смирнова // ACADEMIA. Архитектура и строительство. - 2009. - №5. - С. 430-432.
35. Елохов А.Е. Особенности проектирования пассивного дома в России. / А.Е. Елохов // Вестник МГСУ. - 2009. - №4. - С. 313-316.
36. Иванова-Погребняк К.Л. «Пассивный дом» и активная экономия. / К.Л. Иванова-Погребняк // Журнал: Саморегулирование и бизнес. - 2012. - №29(09). - С. 34-39.
37. Хромова А.О., Шарифуллина А.Р., Клюев К.А. Проектирование здания, отвечающего стандартам Пассивного дома. / А.О. Хромова, А.Р. Шарифуллина, К.А. Клюев // APRIORI. СЕРИЯ: ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. - 2015. - №3. - С. 32.
38. Советников Д.О. Строительство здания, отвечающего стандартам пассивного дома / Д.О. Советников // Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2014. - №9(24). - С. 11-25.
39. Галлямова Г.Р., Кобельков Г.В. Энергосберегающие технологии при строительстве зданий: Пассивный дом. / Г.Р. Галлямова, Г.В. Кобельков // Журнал. Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. -
2013. - №71. - С. 228-232.
40. Луткин П.Д., Таратута В.Д. Энергоэффективное строительство в России / П.Д. Луткин, В.Д. Таратута // Сборник статей по материалам IX Всероссийской конференции молодых ученых. Ответственный за выпуск: А.Г. Кощаев. - 2016. - С. 820-822.
41. Курилова Ю.Д. Технология «Пассивный дом» в ряду других энергоэффективных технологий строительства и опыт применения в России и Сибирском федеральном округе / Ю.Д. Курилова // Научно-теоретический журнал «Наука, образование и культур». - 2016. - №8(11). - С. 59-62.
42. Топливо и энергетика России: Статистический сборник. М.: Финансы и статистика, 2004.
43. Энергетическая стратегия России на период до 2020 г., авторский коллектив под руководством Яновского А.Б., 2001 г.
44. Табунщиков Ю.А. Энергитический пассивный моногоэтажный жилой дом / Ю.А. Табунщиков // Журнал «АВОК». - 2013. - №1. - С. 14-20.
45. ThermaCAM Р20. Руководство оператора / FLIR Systems АВ. Sweden, 2003. 60 с.
46. Тепловой неразрушающий контроль изделий: науч.-метод. пособие / О.Н. Будадин, А.И. Потапов, В.И. Колганов, Т.Е. Троицкий-Марков, Е.В. Абрамова. М.: Наука, 2002.
47. Иванов Г.С. Энергосбережение в зданиях / Г.С. Иванов, М.А. Подолян //Новости теплоснабжения. 2001. № 7.
48. Планк М. Теория теплового излучения: пер. с нем. / М. Планк; под ред. М.А. Ельяшевича. изд. 2-е, стер. М.: КомКнига, 2006.
49. Итоги работ по тепловому контролю в Томском политехническом институте / В.П. Вавилов, В.Э. Барж, А.И. Иванов и др. // Дефектоскопия.1990. № 9.
50. ВСН 43-96. Ведомственные строительные нормы по теплотехническим обследованиям наружных ограждающих конструкций зданий с применением малогабаритных тепловизоров. М.: Мосоргстрой, 1996.
51. Производитель пластиковых окон [Электронный ресурс] : Окна БФК. - Режим доступа : https://www.bfk.ru
52. Строительная компания [Электронный ресурс] : ООО "Ремонт и Декор". - Режим доступа : https://remdek.ru
53. Официальный сайт поставщика строительных материалов [Электронный ресурс]: Компания Metrotile. - Режим доступа: http://www.metrotile.ru
54. Сайт поставщика строительных материалов [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.tn.ru
55. Официальный сайт поставщика солнечных батарей [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://svetdv.ru
56. Официальный сайт поставщика тепловых насосов [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.teplodarom.com
57. Официальный сайт поставщика газовых генераторов [Электронный ресурс] - Режим доступа : http://www.gazg.ru
58. КрасКом [Информационный портал] - Режим доступа: http://www.kraskom.com
59. ПАО «РусГидро» [Информационный портал] - Режим доступа: http://old.krsk-sbit.ru
60. Единая информационная аналитическая система [Информационный портал] - Режим доступа: http://eias.fas.gov.ru
61. Официальный сайт поставщика [Электронный ресурс]: ООО «ПРОМИНВЕСТ-УГОЛЬ». - Режим доступа : http://prominvest19.ru