Конструктивная схема мансарды

В базовом варианте проекта представлена мансарда несимметричной треугольной формы с уклоном 25 %.

Отметка конька крыши составляет +7,400. Расстояние от перекрытия первого этажа до потолка 2,7 м.

Для изготовления несущих конструкций применяются пиломатериалы хвойных пород не ниже 2-го сорта и влажности 20 %. Стропильные ноги выполнены из бруса сечением 200х150 мм и опираются на мауэрлат сечением 150х200 мм. Стропильные ноги в поперечном направлении соединены между собой брусом сечением 140х140 мм. Для обеспечения пространственной жесткости конструкции мансарды применяется обвязочный брус сечением 140х140 мм, соединяющий стропильные ноги в продольном направлении.

Стропильные ноги снизу обшиваются ориентированно-стружечными плитами (ОСП), образующими потолок мансарды. Сверху стропильные ноги также обшиваются ОСП, создавая основание для гибкой черепицы и заменяя обрешетку. Между ОСП для утепления мансарды укладывают теплоизоляционный материал.

В качестве альтернативных решений несущих конструкций мансарды возможно применение металлических элементов. Кровельное покрытие возможно заменить на натуральную черепицу, цементнопесчаную черепицу, металлочерепицу и т.п. Для улучшения освещенности комнат расположенных на мансардном этаже возможно применение мансардных окон различной формы и конфигурации.

Так, на рисунке 4.1 приведен пример теплово­го баланса здания группы 1 в сравнении с тепловым балансом здания группы 4. В левой колонке показаны тепловые потери, а в правой - теплопоступления. Раз­ница (не закрашенная область) показывает расход энергии на отопление Н, который можно снизить с 400 кВт-ч/м², затрачи­ваемых в настоящее время в зданиях старой постройки, до 40 кВт-ч/м²(здания с ультраниз­ким энергопотреблением), т. е. расход энергии на отопление уменьшается в 10 раз. Такие ба­лансы можно составлять без особых усилий. Каждая отдель­ная составляющая баланса (V, Т, S, I, R, H) просто должна быть графически сложена с остальны­ми, как это показано на рисунке 3.1 .

Если в зданиях старой по­стройки применять современ­ную высокоэффективную те­плоизоляцию, не используя дру­гие возможности снижения энергопотребления, то можно сэкономить существенное коли­чество энергии, величина кото­рой обозначена на рисунке 4.1 как Л изоляции. Таким образом, очень важным элементом явля­ется теплоизоляция наружных стен здания. Конструкция окон также оказывает существенное влияние на тепловую эффектив­ность здания, как за счет теплопотерь, так и за счет инфильтра­ции. Отметим, что оптимизация формы, размеров и конструкции заполнений светопроемов поз­воляет обеспечить дополнитель­ную экономию энергии за счет использования естественного освещения. Из этого можно сде­лать вывод, что для достижения удовлетворительного общего те­плового баланса здания, кон­струкция окон должна быть гар­моничной - не только в отноше­нии внешнего

Рисунок 3.1- Годовой тепловой баланс здания старой постройки и здания с ультранизким энергопотреблением

вида фасада и конструкции, но и в отношении ориентации зданий в простран­стве (беря во внимание располо­жение соседних конструкций, закрывающих внутреннее про­странство).

Итак, из рисунка 3.1 можно сделать следующие выводы:

- повысив эффективность те­пловой изоляции наружных ограждающих конструкций зда­ния, можно существенно снизить коэффициент теплопередачи Т, таким образом сэкономить огромное количество энергии;

- потери тепловой энергии при вентиляции V практически не изменяются, так как зданию любой группы (см. таблицу) необходима хорошая вентиля­ция как в гигиенических целях, так и, что еще важнее, для пре­дотвращения проблем с конден­сацией влаги и развитием пле­сени. Однако при установке сов­ременной системы рекуперации тепла можно использовать часть энергии R;

- количество дополнительной тепловой энергии, полученной за счет солнечной энергии S, в здании группы 4 останется приблизительно на том же уровне, что и в здании старой постройки;

- величина энергии бытовых теплопоступлений I останется приблизительно такой же, как и сейчас, т. к. количество быто­вых электрических приборов в жилых помещениях в будущем возможно и увеличится, но и эффективность бытовой техни­ки постоянно повышается. Та­ким образом, при большем ко­личестве электрических прибо­ров величина теплопоступления от них останется приблизитель­но такой же.

Еще раз отметим, что важным моментом является изменение привычек и отношения жильцов к вопросам энергосбережения. Они могут уже сейчас и смогут в будущем влиять на долю энерге­тических потерь от вентиляции V простым открытием / закрытием форточки.

В настоящее время при стро­ительстве новых домов необхо­димо составлять энергетический баланс здания, учитывающий те­плопотери и тепло от дополни­тельных источников энергии. Энергетический баланс должен быть составлен на самом раннем этапе строительства, еще на ста­дии эскизного, а затем и рабоче­го проекта.

В Европейских странах уже существуют жи­лые здания, способные обеспе­чивать свои собственные энер­гетические потребности. У этих зданий высокоэффективная те­плоизоляция стен, окон и крыши.

Например, в одном из таких зданий потребность в электро­энергии покрывается за счет фотогальванических элемен­тов, установленных на крыше. Более того, на крыше устано­влены солнечные коллекторы, способные нагревать, особенно в летнее время, хорошо изоли­рованный водяной бак объемом около 10 м³. Этот водяной бак расположен в подвале, на ме­сте «масляного бака», который уже не используется. Водяной бак является системой аккуму­ляции сезонной энергии, и по­зволяет использовать в зимнее время часть солнечной энер­гии, накопленной летом.

В проектах подобных домов следует учитывать расход энер­гии за весь период жизненного цикла здания, т. е. расход энер­гии на строительство, эксплуа­тацию, снос и утилизацию зда­ния. При расчете жизненного цикла здания необходимо учесть не только потоки энергии, но и потоки материалов и отходов. Иначе для здания с низким энер­гопотреблением, но построен­ного с большими энергетиче­скими затратами, общие затра­ты энергии за период жизненно­го цикла могут оказаться очень велики.

Решающим значением для любой национальной экономики и экологического успеха в обла­сти сбережения энергии, затра­чиваемой на отопление, являет­ся принятие адекватных энер­госберегающих мер не только в отношении новых строящихся зданий, но и уже существующих зданий старой постройки. Повы­шение энергетической эффек­тивности существующих зданий должно неукоснительно выпол­няться параллельно с модерни­зацией их конструктивных эле­ментов. Очевидно, что создание в XXI веке городов с нулевыми выбросами возможно только в случае энергетической модерни­зации большого количества зда­ний старой постройки. Этого не­возможно добиться за несколько лет, но такая задача должна быть поставлена и выполнена в тече­ние оставшихся 90 лет этого сто­летия.