Введение 5
Глава 1 - Состояние вопроса и выбор направления исследования 8
1.1. Краткий обзор жилых многоэтажных крупнопанельных зданий в
г. Набережные Челны 8
1.2. Нормативная база Российской Федерации по повышению
энергоэффективности зданий, нормативные требования к энергопотреблению в России и анализ зарубежного нормирования 12
1.2.1. Анализ нормирования энергопотребления зарубежных стран 16
1.3. Проблема рационального использования энергетических ресурсов
при эксплуатации здания 19
Выводы к главе 1 22
Глава 2 - Оценка потенциала энергосбережения на основе анализа энергопотребления существующего жилого крупнопанельного здания 23
2.1. Оценка климатических характеристик г. Набережные Челны 23
2.2. Выбор существующего жилого многоэтажного крупнопанельного
здания и анализ его энергопотребления 28
Выводы к главе 2 34
Глава 3 - Методы повышения энергоэффективности жилого многоэтажного крупнопанельного здания 35
3.1. Выбор методов и мероприятий по повышению энергоэффективности
здания 35
3.2. Устранение чрезмерных теплопотерь 36
3.3. Повышение энергетической эффективности конструкции наружной
оболочки здания 37
3.3.1. Современные энергосберегающие конструкции наружных стен 37
3.3.2. Современные энергосберегающие конструкции крыш 48
3.3.3. Современные энергосберегающие конструкции окон 51
3.4. Совершенствование и оптимизация систем отопления и вентиляции здания 55
Выводы к главе 3 57
Глава 4 - Выбор подходов к энергосбережению на основе их энергетической эффективности и экономической целесообразности 59
4.1. Методика теплотехнического расчёта 59
4.2. Теплотехнический расчет наружных стен 64
4.3. Теплотехнический расчет окон 68
4.4. Теплотехнический расчет крыши 70
4.5. Расчет энергоэффективности исследуемого объекта 73
4.6. Выбор утеплителя наружных стен 77
4.6.1. Расчет сопротивления теплопередаче наружных стен с
утеплением минеральной ватой ROCKWOOL ФАСАД БАТСС 70
4.6.2. Расчет паропроницаемости наружных стен с утеплением
минеральной ватой ROCKWOOL ФАСАД БАТСС 82
4.6.3. Расчет распределения парциального давления водяного пара по толще конструкции ограждения и определение возможности образования конденсата в толще ограждения (расчет точки росы) с
утеплением минеральной ватой ROCKWOOL ФАСАД БАТСС 88
4.6.4. Расчет сопротивления теплопередаче наружных стен с
утеплением пенополистиролом Knauf Therm Фасад 90
4.6.5. Расчет паропроницаемости наружных стен с утеплением
пенополистиролом Knauf Therm Фасад 94
4.6.6. Расчет распределения парциального давления водяного пара по
толще конструкции ограждения и определение возможности образования конденсата в толще ограждения (расчет точки росы) с утеплением пенополистиролом Knauf Therm Фасад 99
4.7. Экономическая оценка выбора утеплителя наружных стен 102
4.8. Расчет энергоэффективности исследуемого объекта после утепления наружных стен пенополистиролом Knauf Therm Фасад 103
Выводы к главе 4 106
Заключение 107
Литература
Экономия энергетических ресурсов рассматривается в настоящее время развитыми странами как важнейшая национальная экологическая и
экономическая проблема, поскольку мероприятия, обеспечивающие энергосбережение, имеют более высокую рентабельность и экологическую безопасность по сравнению с наращиванием ресурсов.
Российская Федерация является одной из наиболее энергопотребляемых стран в мире. Сбережение энергии и улучшение энергетической эффективности считается одним из стратегически важных направлений экономики России. Энергосбережение и энергоэффективность является актуальной задачей в различных сферах. Например, энергосбережению в сфере теплоэнергетики, которая расходует примерно 40% топливных ресурсов государства, уделяют особое внимание.
Зарубежные страны уже достаточно давно занимаются вопросом энергосбережения и энергетической эффективности, разрабатывая и внедряя энергосберегающие технологии. Для того чтобы эффективно решить существующие проблемы, другие страны внедряют энергосбережение комплексно. Также в странах Европейского союза государство поддерживает субсидиями и льготами инвесторов, которые вкладывают существенные средства в энергоэффективность и энергосбережение.
В настоящее время Россия отстает в области энергосбережения, так как использование энергоэфективных решений не было достаточно развито и распространено. В основном это было связано с большими дополнительными затратами, отсутствием интереса у граждан, отсутствием должной государственной поддержки строительства современных домов. Однако, сейчас в России происходит значительное развитие энергосбережения и энергоэффективности. На протяжении последних нескольких лет со стороны правительства Российской Федерации уделяется повышенное внимание развитию энергетической эффективности: разрабатываются и принимаются
государственные программы, законы, нормативные правовые акты с целью уменьшения объема потребляемых энергетических ресурсов.
Большую часть коммунальных расходов составляют расходы на тепловую энергию, из которых более 60% являются затраты на отопление зданий. Согласно оценке Всемирного банка, существует возможность экономии до 100¬150 млрд. руб. в год как федерального, так и муниципального бюджета при реализации имеющегося потенциала сбережения энергии. Следовательно, при такой большой энергоемкости улучшение эффективности потребления тепловой и электрической энергии является важной и актуальной задачей, требующей продуманное решение. В связи с этим, сейчас проводится работа по созданию различных мероприятий, направленных на повышение энергоэффективности в области производства и транспортировки тепловой энергии, а также системе потребления тепловой энергии. В соответствии с проведенными экспертными оценками, в результате системного проведения энергосберегающих мероприятий затраты на энергию в жилищном секторе могут быть снижены примерно в 2 раза.
При этом удельная доля энергосбережения при модернизации следующих решений может составить:
- Градостроительных решений - 10%;
- Архитектурно-планировочных - 15%;
- Конструктивных систем - 25%;
- Инженерных систем (с учетом вентиляционных систем) - 30%;
- Технологии эксплуатации с учетом установки приборов учета и регулирования потребления ресурсов (тепловая энергия, вода, электроэнергия) - 30%.
В связи с ужесточением требований к энергетической эффективности зданий и сооружений, появилась необходимость постепенного снижения потребления тепловой и электрической энергии. Для соответствия таким современным требованиям должны применяться энергосберегающие технологии и материалы при проектировании, строительстве, реконструкции и капитальном ремонте зданий.
Актуальность данной диссертационной работы обусловлена необходимостью научной проработки вопросов повышения энергоэффективности многоэтажных крупнопанельных жилых зданий и совершенствования методов ее оценки.
В настоящее время в России большинство существующих зданий имеют наружные ограждающие конструкции, не соответствующие современным требованиям по сопротивлению теплопередаче, устанавливаемым нормативами, что приводит к избыточному и неэффективному потреблению энергии, в результате чего и возникает необходимость их энергетической реконструкции. Тем не менее, строительство новых зданий продолжается в соответствии с существующими строительными нормами, а также подходами к проектированию и строительству, в которых не всегда должным образом учтены вопросы повышения энергоэффективности.
Выпускная диссертационная работа состоит из 4 глав:
Глава 1 - Состояние вопроса и выбор направления исследования.
Глава 2 - Оценка потенциала энергосбережения на основе анализа
энергопотребления существующего жилого крупнопанельного здания.
Глава 3 - Методы повышения энергоэффективности жилого многоэтажного крупнопанельного здания.
Глава 4 - Выбор подходов к энергосбережению на основе их
энергетической эффективности и экономической целесообразности.
Объектом исследования является энергетическая реконструкция существующих многоэтажных зданий крупнопанельной конструкции.
Предметом исследования являются перспективы энергетической реконструкции многоэтажных крупнопанельных жилых зданий в городе Набережные Челны на примере 9-этажного жилого дома серии 83-НЧ по адресу: ул. 40 лет Победы, д. 25 (по комплексу - 56/21).
Целью данной диссертационной работы является изучение уровня тепловой энергоэффективности жилых домов серии 83 -НЧ и методов её повышения, поиск рациональных технических и проектных решений повышения энергоэффективности существующих жилых многоэтажных крупнопанельных зданий, а также минимизация экономических затрат на их реконструкцию для природно-климатических условий города Набережные Челны.
Набережные Челны - второй по величине город в Республике Татарстан и самый крупный в Набережночелнинском промышленном узле, являющийся одним из основных центров машиностроения России. Площадь города составляет 17343,3 га, население - 512300 чел. Основная часть города размещена на левом берегу Нижнекамского водохранилища в районе впадения в него рек Челна и Шильна. Непосредственно к городской черте примыкают землепользования девяти сельскохозяйственных предприятий и Национальный парк «Нижняя Кама». Город характеризуется ровным рельефом, умеренно-континентальным климатом с холодной зимой и теплым летом, по количеству осадков относится к зоне недостаточного увлажнения.
При выборе здания в качестве объекта исследования учитывались такие факторы как: возраст и техническое состояние зданий, состояние инженерного и технологического оборудования, летних помещений (балконов и лоджий), наличие нескольких вариантов блокирования блок- секций и ориентации здания. Это обуславливает возможность применения полученных результатов для других крупнопанельных многоэтажных жилых зданий.
В качестве объекта исследования был выбран 9-ти этажный многоквартирный жилой дом серии 83-НЧ, находящийся по адресу: г. Набережные Челны, ул. 40 лет Победы, д. 25 (по комплексу - 56/21).
Энергоаудиты многоэтажных жилых домов 70-80ых годов показывают, что их потребление энергии на отопление в 2 раза больше, чем в момент строительства из-за нарушения первоначальной герметичности внешней оболочки здания.
Основные резервы теплосбережения можно реализовать при комплексном решении вопроса утепления здания. Все ограждающие конструкции должны иметь соответствующую теплоизоляцию - применение системы изоляции фасада, энергоэффективные конструкциями кровли, окон и дверей.
Для устранения чрезмерных необходимо выполнить:
• восстановление первоначальной герметичности внешней оболочки здания (герметизация лестничной клетки, отчуждение в холодное время года балкона от отапливаемой квартиры);
• качественная теплоизоляция вводов тепла и теплокоммуникаций в подвале;
• исключение лишних отверстий в уровне цоколя на холодное время года.
Рассмотрены три основных типа теплоизоляционных систем:
• утеплитель расположен с внутренней стороны ограждающей конструкции;
• утеплитель - внутри ограждающей конструкции;
• утеплитель - снаружи ограждающей конструкции.
Проведены теплотехнические расчеты ограждающих конструкций здания, выявлены несоответствия требованиям СП 50.13330.2012.
Рекомендуется восстанавливать первоначальную герметичность зданий, что позволяет устранить чрезмерные теплопотери в холодное время года. При разработке проекта реконструкции следует использовать системный подход, то есть следует учитывать не только стационарную теплопередачу через наружные ограждающие конструкции, но и расходы энергии на поддержание комфортных условий в жилых помещениях.
Перед проведением реконструкции необходимо моделировать и экономически оценивать несколько вариантов комплекса энергосберегающих мероприятий, что в конечном итоге позволит выбрать наиболее рациональный и экономически выгодный; При проведении энергетической реконструкции следует уделять внимание повышению эффективности системы теплоснабжения.
Такой комплекс мероприятий требует значительных финансовых затрат. Реконструкция систем отопления включает в себя установку автоматизированного узла учета и управления на вводе в здание, оснащение термостатическими регуляторами каждого отопительного прибора для местного регулирования температуры обслуживаемых помещений, установка приборов индивидуального учета.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
