2765

Научный журнал

Алгоритм принятия эффективных технологических решений (рис. 2), как совокупность предписаний необходимых и достаточных для достижения поставленной цели, состоит в проведении направленного мониторинга строительных технологий жилых многоэтажных зданий, по результатам которого создается информационный комплекс баз данных, затем альтернативные проекты ранжируются с помощью оценки по системе техникоэкономических параметров (табл. 1) и определяется ресурсосберегающий вариант для заданных условий строительства.

Таблица 1 Система рациональных технико-экономических параметров жилых многоэтажных зданий с

оценкой по критерию оптимальности

Блок 1. Проведение направленного мониторинга технологий возведения жилых многоэтажных зданий

1.1.Мониторинг объемно-планировочных, конструктивных, технологических решений жилых многоэтажных зданий

1.2.Мониторинг требований, предъявляемых к жилым многоэтажным зданиям

1.3. Мониторинг промышленно-строительного комплекса

1.4. Мониторинг научных и инновационных исследований, проводимых в строительной области и смежных отраслях

Блок 2. Создание информационной базы данных технологий возведения жилых многоэтажных зданий

2.1.База данных строительных технологий во взаимосвязи с объемнопланировочными и конструктивными решениями

2.2.База данных требований, предъявляемых к жилым многоэтажным зданиям

2.3. База данных промышленно-строительного комплекса

2.4. База данных научных и инновационных исследований, проводимых в строительной области и смежных отраслях

Блок 3. Формирование системы оценки строительных технологий в зависимости от местных условий строительства

Рис. 2. - Алгоритм принятия эффективных технологических решений жилых многоэтажных зданий

62

Для ранжирования альтернативных строительных технологий разработана математическая модель проведения многокритериальной оптимизации F(x) = (ƒ1(x), …, ƒn(x)) по x M, суть которой состоит в отыскании лучшего варианта по критерию оптимальности с учетом весомости нескольких имеющих разные дименсии технико-экономических параметров. Математическая модель используется в программе «Приоритетный вариант» для проведения исследования с помощью ПЭВМ.

Обозначения альтернативных вариантов строительных технологий (B1, B2, …, Bi, …, Bm) и значения их технико-экономических параметров (x11, x12, ..., xij, …, xmn) вводятся вручную в исходную матрицу программы, где автоматически определяются оптимальные значе-

ния параметров (xопт: x1, x2, ..., xj, …, xn) при зависимости y = ƒ(x), так как вид зависимости предполагает наличие экстремума функции и это значение не выходит за рамки ограниче-

ний, xопт соответствует y = max или y = min по смыслу критерия (табл. 1, табл. 2).

Затем значения параметров преобразуются в безразмерные величины: если y xmaxj ,

где aij = xопт = 1, а остальные значения находятся в диапазоне 0 aij 1. Весомости параметров для первого (q) и второго (Q) способов оценки эффективности жизненного цикла жилых

n

многоэтажных зданий моделируются согласно ограничению (q1 q 2 ... q n ) 1 для j 1

Оптимизационные матрицы для первого и второго способов оценки выстраиваются путем перемножения весов (q1, q2, …, qj, …, qn; Q1, Q2, …, Qj, …, Qn) и безразмерных значений параметров (a11, a12, … aij, …, amn). Аддитивные критерии (k, K) вычисляются по формулам

j1

ввиде цифры, соответствующей рангу альтернативного варианта, выводятся в столбце 7 соответствующей оптимизационной матрицы (табл. 4, табл. 5).

Научный журнал

Таблица 6 Значимость критериев оптимальности параметров для основных участников жизненного

цикла жилых многоэтажных зданий

Научный журнал

Инновационный менеджмент

А.В. ЛАВРОВ, А.В. АНТОХИНА ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЕКТОВ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ

ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

В данной статье рассматриваются особенности формирования энергоэффективных жилых зданий. Анализируется исторический и современный опыт проектирования и строительства энергоэффективного жилья. Описываются основные принципы проектирования энергоэффективных зданий. В статье рассказано об актуальности энергоэффективных жилых домов, а также о роли энергоэффективной застройки в развитии новых сельских территорий.

A.V. LAVROV, A.V. ANTOKHINA

FEATURES OF FORMATION OF PROGECTS OF ENERGY-EFFICIENT RESIDENTIAL

BUILDINGS

This article discusses the features of formation of energy-efficient residential buildings. Analyzes the historical and contemporary experience in the design and construction of energy efficient housing. Basic principles of designing energy-efficient buildings. In this article we discuss the relevance of energy-efficient homes, and the role energy efficient buildings in the development of new rural territories.

Ключевые слова: расчет, энергоэффективные здания, энергосбережение, энергоэффективные технологии.

Keywords: analysis, energy-efficient buildings, energy conversation, energy-efficient technologies.

Введение По всему миру на здания приходится достаточно высокий уровень энергопотребления

(40% от мирового показателя), а также уровень выбросов парниковых газов в атмосферу, значительно превышающий выбросы от всех транспортных средств вместе взятых.

Существуют большие и привлекательные возможности снижения энергопотребления зданиями с меньшими затратами и с большей прибылью, нежели в других секторах.

Эти снижения являются основополагающими в достижении цели Международного энергетического агентства (МЭА), которая заключается в уменьшении выбросов углерода в мире на 77% против прогнозируемых данных на 2050 год для достижения стабилизированного уровня CO2, предусмотренного Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК). Важной составляющей в решении этой задачи, считают эксперты МЭА, должен стать переход от строительства обычных зданий к строительству энергоэффективных жилых и общественных зданий. Наибольшее внимание экспертов уделено проектированию и строительству энергоэффективных многоквартирных зданий по всему миру.

Основные понятия:

Под жилым домом средней этажности в данной статье подразумевается многоквартирный дом. Многоквартирным домом признается совокупность двух и более квартир, имеющих самостоятельные выходы либо на земельный участок, прилегающий к жилому дому, либо в помещения общего пользования в таком доме.

Энергоэффективный дом - это дом, который не только не зависит от внешних коммуникаций, но, в принципе, может и сам служить источником энергии. Это становится возможным благодаря рациональному использованию источников теплоты и энергии самого дома и окружающей его территории. Проектирование энергоэффективного дома - это комплексная работа, учитывающая многовариантный подход, рациональный выбор теплозащиты ограждающих конструкций, выбор инженерного оборудования и эффективность использования возобновляемых источников энергии.

66

Научный журнал

Рис. 2 - (a,б): a) квартал BedZED (Wallington, UK), архитектурная фирма ZEDfactory Ltd.; б)

проект города Донгтан (Dongtan, China), девелоперская корпорация ARUP

Особое внимание при проектировании жилых пространств энергоэффективного многоквартирного дома уделено естественному освещению. Широтная ориентация дома, большая площадь остекления южного фасада, фонари верхнего света позволяют при необходимости максимально эффективно «пропускать» солнечный свет внутрь дома. Специальные «солнечные ловушки» с использованием материалов с высокой отражательной способностью рассчитаны на транспортировку в жилые помещения зимнего солнца. Большие выносы террас южного фасада предохраняют внутренние пространства от прямых солнечных лучей в летний период.

Важным методом повышения энергоэффективности здания при проектировании является изменение его формы путем формирования одного объекта из нескольких блоков. Блокирование позволяет добиться уменьшения теплопотребления зданием вследствие снижения площади наружных ограждающих конструкций до 50%, материалоемкости строительства - на 8-10%, площади застраиваемой территории - на 30-40%, сокращения длины коммуникаций, подъездных путей и т.д. В практике проектирования блокирование зданий возможно как по горизонтали, так и по вертикали.

Наибольшего эффекта можно достигнуть при увеличении числа образованных внутренних граней относительно количества сблокированных объектов. Этот вывод наглядно демонстрирует пример блокирования зданий с созданием внутреннего дворика. При открытом дворике обеспечивается уменьшение площади наружных поверхностей блокированного здания по отношению к суммарной площади отдельных объектов в 1,5 раза. Однако если внутренний дворик преобразовать в атриум, застеклив его сверху, то эффективность блокирования может еще больше возрасти (до 1,6) поскольку увеличивается число внутренних граней.

В многоквартирном доме с большим количеством помещений, имеющих разную ориентацию, учитывается неравномерность воздействия солнечного излучения, а также противоположное воздействие (скорость и направление ветра) наружной среды. Поэтому отопительная система этого дома разделена на самостоятельные зоны в соответствии с ориентацией по сторонам света (особенно на северную и южную).

Изолированный тепловой контур здания прежде всего обеспечивает минимальные тепловые потери здания, за счет эффективной изоляции и энергоэффективных окон.

Естественная вентиляция осуществляется за счет охлаждения буферных зон (мобильные жилые зоны на южной стороне, теплицы) которые летом нагреваются днем, охлаждаются ночью, не давая нагреваться внутренним помещениям. Вертикальная вентиляция, осуществляемая через специальные регулируемые отверстия в конструкциях стен и перекрытий, позволяет воздушным потокам перемещаться по всему зданию, обеспечивая охлаждение и вентиляцию внутренних помещений.

68

Научный журнал

7. Чудинов Д.М., Сотникова К.Н., Щербаков К.С., Черноухова Ю.А. Разработка новых интеллектуальных светопрозрачных ограждающих конструкций зданий // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. 2010. № 1. С. 93-97.

References

1.Khamzin S. K., Abishev.А.К. "The technology of construction processes", Almaty, 1995.-

384 p.

2.Khamzin S. K. "Technology erection of buildings and structures", Almaty, 1995.-352 p.

3.Beregovoy A. M. Energy efficient and energy active buildings: Proc. allowance. - Penza: Penza Academy of architecture and construction, 1997. - 155 p.

4.Golovanova L. A. the Main aspects of territorial energy-saving: Textbook. allowance. - Khabarovsk: Publishing house Habar. GOS. tehn. University press, 2002. - 115 p.

5.Kuznetsova L.V. Sotnikova O.A. Energy-saving operation of facilities with effective passive protection of building structures. Safety. 2009. No. 10. P. 9-11.

6.Sotnikova O. A., Chudinov D. M., Kolosov A. I. the Application of non-traditional renewable energy in addressing energy and environmental security // Scientific journal. Engineering systems and structures. 2009. No. 1. S. 80-87.

7.Chudinov D. M., Sotnikova, K. N., Shcherbakov K. S., Y. A. Cernouhova The Devel-

opment of new intellectual translucent enclosing structures of buildings // The scientific journal. Engineering systems and structures. 2010. No. 1. P. 93-97.

70