69. Сушка здания

Целью сушки здания является приведение конструкций и «вунтриклиматических» условий в такое состояние, чтобы можно было производить отделочные работы без опасения появления последующих дефектов. В отношении температуры и влажности внутри помещений различные этапы работ и применяемые материалы предъявляют различные требования. Опыт показывает, что условия во внутренних помещениях на этапе нанесения различных покрытий должны быть близки к тем, которые будут в здании при его эксплуатации. Несмотря на использование более «сухих» строительных материалов и новых способов выполнения работ, стремление к ускорению завершения строительных работ привело к появлению новых требований по организации и осуществлению более эффективной сушки зданий. Круглогодичное ведение строительных работ и применение различных строительных материалов (бетон, выравнивающие материалы, пластмассы, деревянные облицовочные панели и т.д.) привнесли немало новых проблем, связанных с процессом сушки здания. Значительное возрастание стоимости энергоресурсов послужило толчком к дальнейшей разработке более экономичных способов сушки и отопления различных объектов на строительной площадке.

Расход энергии на обогрев. В процессе сушки здания необходимо стремиться к тому, чтобы из конструктивных элементов здания удалялось по возможности большее количество влаги за единицу времени при минимальном обогреве дополнительных масс воздуха. При этом система вентиляции должна быть правильно спроектирована и реализована, чтобы обеспечить экономичность всего процесса сушки здания По данным измерений, для обогрева и сушки многоэтажного жилого дома расход тепловой энергии составляет 30 – 50 кВт-ч/мЗ здания или 2 – 3 кВт • ч/м3 здания в неделю при продолжительности отопления здания 4 – 6 мес в холодное время года. Это примерно половина всех энергозатрат на строительной площадке. Проникание холодного воздуха создает ветер и разность температур внутри помещений и на улице. По мере роста степени   готовности   здания   снижается   кратность  воздухообмена. При кирпичной или шлакоблочной кладке стен строящегося здания, особенно с применением мокрой штукатурки, в ограждения вводится большое количество «построечной» влаги. Использование сухой штукатурки, перегородочных плит, стеновых блоков, панелей и сборных железобетонных конструкций уменьшает количество влаги, вносимой в ограждения, которой и определяется в основном их влажность. После окончания кладки каменных стен начальная их влажность (весовая) обычно составляет 12 — 20%, но перед началом штукатурных работ влажность материала стен не должна превышать 8%.  Начальная влажность нанесенного слоя штукатурки находится в пределах 15 — 25%. Перед началом окраски или оклейки обоями влажность штукатурки должна быть не выше 4 — 10%. Количество влаги, которое необходимо удалить из ограждений до ввода здания в эксплуатацию, очень велико. Процесс сушки в естественных условиях длителен. При интенсивном искусственном воздухообмене сушка обеспечивается всего лишь за 4 — 5 суток, если температура воздуха, подаваемого в помещение для их сушки, доводится до 50 — 80 С. Такая высокая температура воздуха допустима только при отсутствии рабочих в помещении. При работе в них людей температура подаваемого воздуха снижается до 25°.

70. Энерогоэффективные здания

Энергоэффективное здание - здание, в котором эффективное использование энергоресурсов достигается за счет применения инновационных решений, которые осуществимы технически, обоснованы экономически, а также приемлемы с экологической и социальной точек зрения и не изменяют привычного образа жизни.

Обычно в проект энергоэффективного здания включаются независимые инновационные энергосберегающие решения, к которым относятся: - оптимизация архитектурных форм здания с учетом возможного воздействия ветра; - расположение здания, обеспечивающее возможность максимального использования солнечной радиации; - увеличение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций здания (наружных стен, покрытий, перекрытий над неотапливаемыми подвалами); - сведение к минимуму количества и уменьшение теплопроводности имеющихся в конструкции тепловых мостиков; - повышение сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций; - обеспечение регулируемого поступления наружного воздуха с использованием, как механических систем, так и систем с естественным побуждением; - создание систем вентиляции в помещениях с организацией утилизации теплоты удаляемого воздуха; - создание систем отопления, обеспечивающих учет и регулирование расхода теплоты и индивидуального регулирования температуры воздуха в каждом помещении; - использование как централизованного, так и децентрализованного теплоснабжения.

Анализ используемых технических решений позволяет определить три основополагающих направления при создании энергоэффективного здания: - обеспечение комфортного микроклимата помещений; - максимальное использование энергии окружающей среды; - оптимизация энергетических элементов инженерных систем здания и самого здания как единого целого. Указанные направления взаимосвязаны, и совместное их решение должно обеспечить основную задачу - создание комфортной среды обитания человека. Осуществление указанных принципов возможно на основании положений системного анализа. Математические модели позволяют выполнить общий анализ взаимодействия отдельных факторов на уровне систем.

Энергосбережение зданий связано с экономией тепловой, электрической и, в меньшей степени, механической энергии. Оценка их энергопотребления выполняется по уровню общего расхода энергии, включающего все перечисленные виды, используемые на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение здания.

К основным энергосберегающим технологическим направлениям относятся: - повышенная теплоизоляция ограждающих конструкций зданий; - использование автономных источников теплоснабжения; - утилизация теплоты вентиляционных выбросов и сточных вод; - использование возобновляемых источников энергии; - использование современных энергоэкономичных систем ОВК.

71 Отопление и вентиляция энергоэффективных зданий

Теплоснабжение энергоэффективных зданий может быть обеспечено централизованными и децентрализованными (автономными) системами. В качестве автономных источников теплоснабжения могут быть использованы котельные на природном газе с обычными или конденсационными котлами, мини-ТЭЦ на базе поршневых ДВС, газотурбинных двигателей и др. Микротурбинная установка может работать в течение длительного времени при низких нагрузках, в том числе в режиме холостого хода. Их применение возможно на объектах с большой цикличностью нагрузок (зима - лето, день - ночь и др.). Система тригенерации состоит из когенерационной установки, дополненной одним или несколькими холодильными агрегатами. Для охлаждения конденсационной воды холодильной машины предусмотрена испарительная башня (градирня). В схемах тригенерации более распространены абсорбционные установки. Достоинствами абсорбционных чиллеров является низкое потребление электроэнергии, почти полное отсутствие движущихся частей, т. е. низкий уровень шума и вибрации, и использование воды в качестве компонента хладоагента. Абсорбционные установки работают на тепловой энергии, утилизируемой на станции тригенерации (отработанные газы, горячая вода, пар). Основным направлением повышения эффективности систем отопления является применение технических решений и оборудования, позволяющих поддерживать, устранять или сокращать избыточный нагрев помещений зданий.

Сокращение затрат на энергоснабжение систем отопления достигается путем:

- применения регулируемых, автоматизированных систем; - применения прерывистого отопления;

- устройства локальных систем;

- применения низкотемпературного отопления и др.

Решение вопросов по экономии энергии в системах вентиляции и кондиционирования воздуха (KB) начинается при разработке проектной документации на здание или объект. Энергосбережение является многоплановой задачей и затрагивает все этапы проектирования от выбора исходных данных до проекта автоматизации. Например, тепловая мощность, потребляемая приточной системой вентиляции в зимний период года для подогрева приточного воздуха, определяется по формуле: Q=Lρ_н(h_в-h_н) Важное значение на потребление энергии системой вентиляции и KB имеет выбор правильной подачи и распределения приточного воздуха в помещении. Комфортные условия в нем достигаются за счет смешивания приточного и внутреннего воздуха до приемлемых кондиций или замещения отработанного воздуха, а такжевыбора рабочей разности температур Δt = t_в-t_н . Одним из способов повышения эффективности систем является использование вытесняющей вентиляции. Ее преимущество заключается в повышении эффективности воздухообмена в рабочей зоне и снижении энергозатрат на подготовку воздуха. Конвективные потоки переносят чистый приточный воздух в зону дыхания человека. В системах вытесняющей вентиляции приточный воздух подается через воздухораспределители, расположенные на уровне пола либо встроенные в пол, в обслуживаемую зону помещения. Его температура должна быть на 1 °С.. .8 °С ниже температуры воздуха в помещении. Удаление загрязненного воздуха, вытесняемого в верхнюю зону, осуществляется под потолком помещений.

72 Высотные здания

Согласно ТКП 108 высота жилых зданий в Беларуси определена 75–100 м, общественных и многофункциональных – 50–200 м. Ограничение высоты в жилом секторе в первую очередь обусловлено тем, что 100 м – это нижняя отметка над городами страны облачности и смога, которые существенно ухудшают условия проживания в этой зоне по причине “морской”, или высотной, болезни, чреваты ростом заболеваемости от концентрирующихся в верхней части высотных сооружений вредной бактериальной и канцерогенной сред. Здания выше 75 м требуют совершенно иных подходов к проектированию. Основным отличием зданий повышенной этажности от многоэтажных является их значительная высота, диктующая особые требования к инженерному оборудованию и, в частности, к той его части, которая предназначена для обеспечения необходимого микроклимата в помещениях.

Хотя каждое высотное здание индивидуально и требует индивидуальных решений систем отопления и вентиляции, существуют и общие требования к их проектированию. В первую очередь – это деление здания на зоны определенной высоты, или зонирование систем отопления по вертикали и использование приточновытяжной вентиляции. Зонирование обеспечивает снижение гидростатического давления в системах отопления до той величины, которую способны выдержать установленные на нижних этажах зоны отопительные приборы и другие элементы системы. Поэтому высоту зоны определяет допустимое гидростатическое давление. Современное инженерное оборудование позволяет принимать высоту одной зоны не более 100 м. Опыт проектирования высотных зданий свидетельствует о том, что оптимальная высота зоны системы отопления – 80 м.

73 Теплоснабжение высотных зданий

Теплоснабжение систем отопления, горячего водоснабжения, вентиляции, кондиционирования (далее - систем внутреннего теплоснабжения) высотных зданий предпочтительно предусматривать от тепловых сетей систем централизованного теплоснабжения. Потребители тепла высотного здания по надежности теплоснабжения делятся на две категории: 1)  системы отопления, вентиляции и кондиционирования помещений, в которых при аварии не допускаются перерывы в подаче расчетного количества тепла и снижение температуры воздуха ниже минимально; 2) остальные потребители, для которых допускается снижение температуры в отапливаемых помещениях на период ликвидации аварии.

Теплоснабжение высотного здания следует проектировать, обеспечивая бесперебойную подачу тепла при авариях (отказах) на централизованном источнике тепла или в подающих тепловых сетях в течение ремонтно-восстановительного периода от двух (основного и резервного) независимых вводов городских тепловых сетей. От основного ввода должна обеспечиваться подача 100% необходимого количества тепла для высотного здания; от резервного ввода - подача тепла в количестве не менее требуемого для систем отопления и вентиляции первой категории, а также систем отопления второй категории для поддержания температуры в отапливаемых помещениях.

Системы внутреннего теплоснабжения высотного здания следует присоединять: - при централизованном теплоснабжении - по независимой схеме к тепловым сетям; допускается по заданию на проектирование присоединять по зависимой схеме установки вентиляции, кондиционирования и тепловоздушных завес, размещаемые в подземной и стилобатной частях здания. Системы внутреннего теплоснабжения необходимо делить по высоте зданий на зоны (зонировать). Высоту зоны следует определять величиной гидростатического давления в нижних элементах систем теплоснабжения. В каждом контуре приготовления теплоносителя следует устанавливать не менее двух параллельно включенных теплообменников, поверхность нагрева каждого из которых должна обеспечивать: - 100% требуемого расхода тепла для систем отопления; - 75% требуемого расхода тепла для систем вентиляции, кондиционирования и горячего водоснабжения.

74 Отопление и вентиляция высотных зданий

Хотя каждое высотное здание индивидуально и требует индивидуальных решений систем отопления и вентиляции, существуют и общие требования к их проектированию. В первую очередь – это деление здания на зоны определенной высоты, или зонирование систем отопления по вертикали и использование приточновытяжной вентиляции.

Зонирование обеспечивает снижение гидростатического давления в системах отопления до той величины, которую способны выдержать установленные на нижних этажах зоны отопительные приборы и другие элементы системы. Поэтому высоту зоны определяет допустимое гидростатическое давление. Современное инженерное оборудование позволяет принимать высоту одной зоны не более 100 м. Опыт проектирования высотных зданий свидетельствует о том, что оптимальная высота зоны системы отопления – 80 м.

Понижение давления воды в системе отопления обеспечивается подключением к источнику теплоснабжения по независимой схеме посредством теплообменников, расположенных в ЦТП. При эксплуатации систем отопления высотных зданий с высотой зоны 80–90 м имеет место непрерывное завоздушивание системы кислородом из-за дегазации воды, вызываемой понижением давления (примерно до 1,5 бара) в самых верхних точках зоны. В связи с этим обязательным является применение деаэраторов, размещаемых в ЦТП, или автоматических воздухоотводчиков в верхней части зоны. Следует отметить, что в зонах высотой менее 60 м этот эффект не столь ощутим.

Опыт проектирования высотных сооружений свидетельствует о том, что в данном процессе значительная часть отводится исследованию аэродинамики здания, поскольку аэродинамическое воздействие на него окружающей среды является фактором повышенной опасности. . Как известно, в каждом здании существует так называемая нейтральная зона, или зона равных давлений, ниже которой воздух за счет инфильтрации поступает внутрь здания. Выше нейтральной зоны происходит эксфильтрация внутреннего воздуха наружу, в связи с чем вентилирование помещений на верхних этажах затруднено. Для смещения нейтральной зоны вверх используются дефлекторы.