10870

здания осуществляется за счет гравитационных сил и ветрового давления. Также для обеспечения менее энергозатраной климатазиции здания применяются двухслойные светопрозрачные ограждающие конструкции.

Для создания соответствующей энергоэффективной системы кроме светопрозрачных фасадных конструкций применяются ветрогенераторы, солнечные коллекторы для выработки тепловой энергии. Такие системы встраиваются в конструкцию здания, создавая единый энергоэффективный объект. На высотных зданиях возможно устанавление ветротурбины, но тут можно столкнуться с рядом негативных факторов:

Размер устанавливаемых турбин должен быть сравнительно небольшим, и соответственно общая генерирующая мощность таких установок будет ограничена;

Ветровые турбины могут создавать шумовое загрязнение и спосоствуют вибрации. В том случае, когда турбина находится на здании шуб и вибрация могут передаваться всей конструкции;

Исследовани показывают, что использование ветряных конструкций малоцелесообразно в связи с турбулентностью. Под воздействием этого фактора снижается КПД турбин;

Тем не менее существуют примеры успешной интеграции данных конструкци. Здание The Bahrain World Trade Center Towers в Бахрейне представляет собой две башни, соединенные между собой 30-ти метровыми вентиляторами. Они производят более 1000Мвт в год, что обеспечивает работу офисов и других помещений.

Одним из успешно реализованных проектов является здание «Жемчужная Река». Высота, согласно проекту, составляет 310 метров. Здание включает в себя 71 этаж: 69 офисных и 2 технических этажа. Именно на технических этажах находятся ветряные турбыны, расположенные в специальных каналах.

Следующей особенностью данного здания является двойное остекление южного фасада, с вентиляцией между стекол, обеспечивающее защиту здания от нагрева.

На фасаде здания также смонтированы солнечные баиатери поставляю электроэнергию в аккуммуляторы для здания. Кроме фотоэлектрических панелей смонтировани солнечные тепловы коллекторы для снабжения теплом жителей небоскрёба. В данном высотном здании рассмотрены и другие инновации, которые способствуют существенному снижению затрат на обслуживание здания, и поддержания нормируемых

290

параметров микроклимата. В полы смонтирована система, по которой происходит циркуляция охлажденной жидкости, и таким образом осуществляется кондиционирование. С помощью этого удалось избежать громадных сетей принудельного охлаждения воздуха, где соответственно требуется расход колосссальной энергии.

Литература

1.Энергоэффективный небоскреб: Башня Жемчужной реки. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://masterok.livejournal.com/1046916.html

2.В. Германович, А. Турилин. Альтернативные источники энергии и энергоэсбережение. СПб.: Наука и Техника, 2014

3.СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная

редакция

4.Энергоэффективное высотное здание. [Электронный ресурс]

Режим доступа: http://gisee.ru/articles/articles/1046/

Васин А.Д.

(ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»)

МЕТОД ПРОБ И ОШИБОК – ГОЛОВОЛОМКИ

Основным критерием подвижности мышления человека является способность путём воссоздающего воображения и логики выполнить в установленный отрезок времени определенные действия – ходы на плоскости или в пространстве. С этой точки зрения, мировые головоломки или головоломки-конструкторы являются не только эффективным средством развития умственных и творческих способностей, но и развивают пространственное воображение и мышление, логику и смекалку

[1].

Самое интересное в головоломках то, что они не требуют безупречных знаний в определённой сфере деятельности, а требуют усидчивости, сообразительности и находчивости, и что немаловажно, развивают сенсорные способности. При решении любой головоломки характерен процесс поисковых проб, при этом появление догадки как

291

результата решения, свидетельствует о развитии у обучающихся таких качеств умственной деятельности, как сообразительность и смекалка.

Смекалка – это особый вид проявления творчества. Она выражается в результате анализа, синтеза, сравнений, обобщений, установлении связей, аналогии, выводов и умозаключений. Сообразительность является показателем умения оперировать знаниями. Из этого следует, что такие качества, как сообразительность и смекалка, влекущие за собой догадку как результат поиска решения задачи можно развивать, в том числе и при помощи головоломок[2].

Уже не раз обсуждался вопрос о классификации головоломок. Понятно, что совершенно четкой и однозначной классификации быть не может. Всегда найдутся головоломки, которые будут на стыке категорий или совмещать в себе несколько разных идей, поэтому разделим головоломки на две основные группы: устные логические задачи и механические головоломки. В свою очередь механические головоломки условно приведем к двум категориям: разборные и неразборные.

Если рассматривать первую группу головоломок, к которой мы отнесли логические задачи, то большая их часть представляет собой различного вида ребусы, кроссворды, загадки, задачи на разрезание – «Танграм», шарады на внимание, полное условие которых содержится в устной форме и не требует, как правило, никаких дополнительных предметных затрат.

С точки зрения проведенного нами исследования, механические головоломки представляют наибольший интерес, так как решение этих задач базируется на воссоздании формы или ее элементов для получения необходимой конструкции, при этом некоторые головоломки предполагают поиск «ключа» для их решения.

Ярким представителем «неразборных» головоломок, является знакомый всем с детства кубик Рубика, являющийся уникальной головоломкой, относящейся к группе комбинаторноматематических головоломок. Такой вид задач можно разгадывать часами, при этом интерес к головоломке только увеличивается. Но самыми интересными, на наш взгляд, головоломками являются «разборные», решением которых является отсоединение нескольких частей друг от друга. Смысл таких головоломок заключается в том, чтобы понять строение головоломки снаружи и внутри, изучить все её части, понять ее механизм и используя смекалку и логику, повернуть, выдвинуть, сложить, нажать на головоломку, чтобы разъединить её на составляющие.

Классифицировать головоломки можно бесконечно долго, разделяя их на различные, как по форме, так и по содержанию группы, но нашей задачей является рассмотрение сконструированной головоломки «Закрытый лабиринт», целью изготовления которой было создание нового образа предмета на основе его заданных свойств[3].

292

Методом проб и ошибок, было изготовлено несколько вариантов головоломки «Закрытый лабиринт». Первый вариант головоломки представлял собой 17 спаянных между собой металлических колец, в которых были пропилены проходы, представляющие собой лабиринт с разветвлениями. Во втором варианте отверстия-ходы были пропилены в деревянной цилиндрической заготовке (рис.1).

Рис.1. Головоломка «Закрытый лабиринт»

Смысл головоломки заключается в том, что за отведенный период времени необходимо пройти все ходы лабиринта так, чтобы цилиндрическая ручка отсоединилась от цилиндрического лабиринта

(рис.1).

Если охарактеризовать данную головоломку с точки зрения характерных признаков, то она относится к современным, деревянным, разборным, механическим головоломкам, развивающим творческий подход к поставленной задаче.

Головоломки такого типа помогают выработать у человека внимание, терпение, настойчивость, а это очень важные качества в любой сфере профессиональной деятельности – особенно в сфере инженерного проектирования. Таким образом, кажущиеся на первый взгляд простой забавой, головоломки являются хорошими тренажерами воображения, мышления и логики.

Литература:

1.Павлова Л.В. Активизация учебно-познавательной деятельности студентов технического вуза с использованием занимательных заданий по инженерной и компьютерной графике: Дис. … канд. пед. наук: 13.00.02.

М., 2003. 234 с.

2.Павлова Л.В. Роль графических дисциплин в общей системе активизации учебно-познавательной деятельности студентов. 12-й Международный научно-промышленный форум «Великие реки 2010»:

293

труды конгресса. В 2 т.Т.2/ Нижегород. гос. архит.- строит.ун-т; отв.ред. Е.В. Копосов – Н.Новгород: ННГАСУ, 2011. С. 446-448.

3.Васин А.Д. Головоломка как средство развития пространственного воображения / А.Д. Васин, Л. В. Павлова, Н.Г. Тагунова // V Всероссийский фестиваль науки / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Нижний Новгород, 2015. – Вып. 5. – С. 235– 238.

Бутрюмова С.Ю.

(ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»)

К ВОПРОСУ ОЦЕНКИ НАИБОЛЬШЕГО ПОТЕНЦИАЛА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ МНОГОКВАРТИРНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ

В настоящее время в нашей стране отсутствует единая методика конструирования энергоэффективных систем обеспечения параметров микроклимата для многоквартирных жилых домов (МЖД), создание которой может позволить значительно снизить стоимость строительства объектов ЖКХ.

Для оценки энергосберегающих мероприятий в МЖД нами предлагаются два расчетных метода, каждый из которых позволяет наглядно оценить экономию энергетических ресурсов. Первый метод оценки в абсолютных единицах теплоты. В рамках данного метода проводится сравнительный анализ величин теплопотерь через ограждающие конструкции, на вентиляцию помещений и инфильтрацию лестничных клеток.

Предметом исследований являлись 5, 9 и 17-ти этажные МЖД, расположенные в зонах с различными температурами наружного воздуха. Проводились два типа расчетов, для: домов с минимально допустимыми теплозащитными характеристиками ограждающих конструкций по санитарно-гигиеническим требованиям; домов, имеющих ограждающие конструкции с теплозащитными свойствами согласно СП [1]. Климатические параметры были приняты для городов: Н.Новгород (tн = −31°С); Миллерово (tн = −21°С); Воркута (tн = −41°С). Полученные результаты, выраженные в долях, представлены в виде диаграмм на рисунках 1-3.

294

Рис. 1. Диаграмма теплопотерь через ограждающие конструкции 5-ти этажного МЖД, расположенного в г. Нижний Новгород: 1 – до утепления; 2 – после утепления

Рис. 2. Диаграмма теплопотерь через ограждающие конструкции 9-ти этажного МЖД, расположенного в г. Миллерово: 1 – до утепления; 2 – после утепления

295

Рис. 3. Диаграмма теплопотерь через ограждающие конструкции 17-ти этажного МЖД, расположенного в г. Воркута: 1 – до утепления; 2 – после утепления

Из анализа полученных данных можно сделать вывод, что для городов с низкими температурами наружного воздуха (ниже −30°С) наиболее приоритетным энергосберегающим мероприятием является снижение потребления тепловой энергии на нагрев воздуха в калориферах систем приточно-вытяжной вентиляции. Для многоквартирных жилых домов разной этажности в равной степени эффективным мероприятием является установка окон с лучшими теплоизоляционными свойствами. Утепление наружных стен не является приоритетным энергосберегающим мероприятием с точки зрения снижения общего потребления тепловой энергии.

Второй метод – это оценка мероприятий по энергоэффективности на основе удельных теплозащитных отопительно-вентиляционных характеристик. В основе денного метода лежит показатель, характеризующий реальную экономию энергетических ресурсов: процент снижения суммы удельной теплозащитной и вентиляционной характеристики здания N, % [2]:

вентиляционная характеристика) элемента ограждающей конструкции

теплозащитная характеристика здания в целом при эталонном СОМ МЖД, Вт/(м3∙˚С); kвент0 – удельная вентиляционная характеристика здания в целом при эталонном сочетании СОМ МЖД, Вт/(м3∙˚С).

Висследовании рассматривались приближенно равные по объему 5- ти, 9-ти и 17-ти этажные МЖД типовых серий застройки при числе секций от 1 до 4 для 5-ти и 9-ти этажных зданий и от 1 до 3 для 17-ти этажного здания. Результаты расчетов приведены на рисунках 4-6.

Врезультате можно сделать вывод о том, что приоритетным направлением энергосбережения при строительстве односекционных домов является утилизация теплоты вытяжного воздуха, а утепление наружных стен экономически целесообразно для МЖД с числом секций более 3-х.

Рис. 4. Показатель N, % при энергосберегающих мероприятиях в 17-ти этажном МЖД: 1 – утепление наружных стен; 2 – утепление покрытия кровли; 3 – утепление перекрытия пола;4 – установка окон с лучшими теплоизоляционными свойствами; 5 – теплоутилизация воздуха

Рис. 5. Показатель N, % при энергосберегающих мероприятиях в 9-ти этажном МЖД: 1

– утепление наружных стен; 2 – утепление покрытия кровли; 3 – утепление перекрытия пола; 4 – установка окон с лучшими теплоизоляционными свойствами; 5 – теплоутилизация воздуха

297

Рис. 6. Показатель N, % при энергосберегающих мероприятиях в 5-ти этажном МЖД: 1

– утепление наружных стен; 2 – утепление покрытия кровли; 3 – утепление перекрытия пола;4 – установка окон с лучшими теплоизоляционными свойствами; 5 – теплоутилизация воздуха

Литература

1.СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. – М.: ФАУ «ФЦС», 2012. – 95 с.

2.Кузин, В.Ю. Комплексный подход к энергосбережению систем обеспечения параметров микроклимата многоквартирных жилых домов / В.Ю. Кузин, В.В. Носкова // 17-й Международный научно-промышленный форум «Великие реки 2015». – Н. Новгород.: ННГАСУ, 2015. – С. 86-89.

Артемичева А.Н., Семикова Е.Н., Перминова М.И.

(ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»)

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СВЕТЛЫХ И ТЕМНЫХ ГАЗОВЫХ ИНФРАКРАСНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ НА ПРИМЕРЕ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ ГИИ-40 И ГИИ ТМ-50L

В современных системах обеспечения требуемых параметров микроклимата помещений зданий все более широкое распространение получают автономные системы теплоснабжения на базе газовых инфракрасных излучателей (ГИИ). Актуальность устройства таких систем обусловлена возможностью лёгкого регулирования отпуска теплоты в помещениях с нестационарным температурным режимом, а также

298

исключением необходимости строительства наружных коммуникаций и независимостью от централизованных тепловых сетей.

Современные производители предлагают широкий модельный ряд инфракрасных излучателей. Проведем сравнительный анализ особенностей газовых инфракрасных излучателей темного и светлого типов на базе излучателей темного типа ГИИ ТМ‒50L и светлого типа ГИИ‒40 по следующим характеристикам:

1. Температура излучающей поверхности.

У ГИИ светлого типа температура излучающей поверхности достигает 800‒1000°С. При этой температуре образуется электромагнитное излучение с длиной волны от 2,1·10–6 до 3,0·10–6 м. Лучистая эффективность светлых газовых излучателей составляет от 50 до 75%. [2] Температура излучающей поверхности инфракрасных излучателей темного типа составляет не более чем 400°С. [1] Развитие температур на поверхности светлых ГИИ до значений 900°С и выше сужает область их применения, так как требует соблюдения больших расстояний до конструкций помещения. Для темных излучателей такого ограничения не существует.

2. Процесс горения.

Источник излучения светлых ГИИ, пористая керамическая пластина, нагревается беспламенным поверхностным сжиганием газа. Открытое сжигание газа обуславливает более жесткие ограничения применения светлых ГИИ в соответствии с требованиями противопожарных норм.

В темном излучателе газовоздушная смесь сжигается в металлическом закрытом корпусе, который обогревается самим пламенем и продуктами сгорания. Темный излучатель характеризуется более низкой лучистой эффективностью, которая колеблется в диапазоне 45–60% [2].

3. Габаритные размеры.

Размеры ГИИ-40: 1690мм 578мм 400мм [1]. Маленькая площадь излучающей поверхности приводит к высокой плотности теплового потока и неравномерности температурного поля. При проектировании светлых ГИИ необходимо очень тщательно рассчитывать места расположения излучателей и точно соблюдать все проектные решения при монтаже.

Размеры ГИИ-ТМ 50L: 14230мм 384мм 172мм [1]. Такая длина излучателя обеспечивает более равномерно распределенный тепловой поток и формирование равномерных температурных полей с низкой интенсивностью излучения. Таким образом, более качественно обеспечивается соблюдение санитарно-гигиенических норм.

4. Угол излучения У светлых угол ядра излучения обычно равняется 60°, и область

излучения на поверхности относительно четко ограничена. Для темных излучателей угол ядра излучения составляет 90-120 . Кроме центрального излучения, которое распространяется примерно под углом 90°, имеется и

299