лекции по энергоэфективным зданиям

ряди по висоті кладки. Після досягнення міцності розчину кладки 0,2-0,3 МПа порожнистість між шарами кладки заповнюється пінобетоном на висоту ярусу. При необхідності в межах ярусу кладка може армуватися каркасами, що забезпечить додаткову перев'язку внутрішніх і зовнішніх шарів.

Технологія також поширюється на виконання заливного утеплення горищних перекриттів під підлогу.

Переваги системи:

1.1. Доступними місцевими матеріалами виконується конструкція зовнішньої стіни для монолітного домобудування;

2.2. Вирішується проблема оздоблення зовнішніх стін в монолітному домобудуванні;

3.3. Досягається простота технології і можливість синхронізації темпу суміжних монолітних робіт;

4.4. Стимулюється випуск обличкувальної цегли високої якості.

6.5. СИСТЕМА ІНСТИТУТУ "УКРНДІПЦИВІЛЬСІЛЬБУД" [12].

Інститутом ''УкрНДІПцивільсільбуд" за технологією "RINOVA-TERMODOM" розроблені технічні рішення огороджувальних конструкцій малоповерхових житлових будинків із врахуванням існуючої бази виробництва утеплювачів в Україні. Основні з цих рішень такі:

-цегляні стіни з розширеними швами, заповненими теплоізоляційними матеріалами;

-цегляні стіни з утепленням із зовнішньої і внутрішньої сторін;

-багатошарові цегляні стіни з жорсткими і гнучкими зв'язками;

-стіни з дрібних блоків із ніздрюватого бетону;

-блокові стіни з пиляного вапняку;

Вертикальний розріз

Горизонтальний розріз

Дюбелі

Панель

Профільні

облицювальна

сталеві тримачі

-стіни з тришарових легкобетонних блоків;

-- тришарові стіни з монолітного бетону та інші.

Рис. 11. Елемент конструкції стіни.

У запропонованому новому варіанті технічного рішення конструкції зовнішніх стін будинків французької розробки вертикальні стіни ізолюються панелями із скловати завтовшки 100 мм і розміром 7000 (1350) х 600 мм, зовні покритими обличкуванням, які кріпляться до стін за допомогою кронштейнів і спеціальних кріпильних елементів.

Для обличкування використовуються фіброцементні плити, покриті дрібним гравієм (для фасаду) або пофарбовані (для лоджій). Вони кріпляться до профільних стінових тримачів за допомогою заклепок (рис. 11). Розмір цих панелей 1200 х 1400 мм, вага 34 кг. З'єднуються обличкувальні плити фасонними алюмінієвими профілями. Це технічне рішення впроваджувалось при будівництві житлового будинку в районі Боршагівки в м. Києві.

6.6. СИСТЕМА "WAGNER-SYSTEM" [13].

Ця система схожа на попередню (розділ 6.5.) і являє собою навісні вентильовані фасади зі спеціальними підоблицьовальними конструкціями фірми "Wagner-System", Німеччина. Вона використовується будівельною фірмою "Термік" у Харкові і Донецьку (облицьовано фасад будинку "Промінвестбанк" біля магазину "Белый лебедь").

В підоблицювальну конструкцію (рис. 12) входять анкеровочні елементи, що кріпляться до зовнішньої стіни, несучі консолі та несучі профілі.

Утеплювач прикріпляється за допомогою спеціальних елементів. Поміж утеплювачем та зовнішнім облицюванням влаштовано повітряний прошарок товщиною

20мм.

Утеплювачем прийнято скловолокнистий "ИЗОВЕР" за ТУУГІ-00294349-38-95 марок "КТ" чи "КL".

Зовнішнє огородження наступних видів:

1.1. "Enternit" – тип "Isocolov" та "Pelicolor" – пресовані цементо-волоконні великоформатні плити товщиною 6 і 8 мм з різною фактурою. Випускаються

розміром 1280х2580мм, 1280х2830мм, максимально 1280х3130 мм. Маса 1 м2 плити товщиною 8 мм. – 15 кг.

"Enternit" – тип "Colorflex" – малоформатні плити розміром від 200х200 мм до

600х600 мм.

2.2. "Buchtal", "Marazzi", "MegaCeram" – керамічні малота пружно форматні

плити з різними поверхнями товщиною 4,5; 6,5; 8 та 11 мм. Розміри плит: 600х300 мм; 600х400 мм; 600х600 мм; 600х900 мм; та 1200х2400 мм. Маса 1 м2

плити від 9 кг до 24,8 кг.

3.3. "ArGeTon" – керамічні малоформатні порожнечі плити товщиною 30 мм. Розмір плит 400х200 мм. Маса однієї плити – 3,2 кг.

4.4. "Colorsteel", "Alcan", "PROCURAL", "Ferroval" – алюмінієві та сталеві великоформатні листи трапецієвидного профілю з кольоровим пофарбованим

(алюмінієві листи) або спеціальним полімерним (сталеві листи) покриттям. Ширина листів від 980 до 1200 мм, довжина будь яка. Маса 1 м2 листа від 1,9 до 5 кг при товщині від 0,5 до 1 мм.

Облицювати фасад можна природними матеріалами – мармуром, гранітом і т.і. Товщина плит повинна бути 40 мм з максимальним розміром 600х600 мм. Кріпляться такі плити за допомогою спеціальних державок із нержавіючої сталі.

Для забезпечення вентиляції повітряного прошарку в зовнішньому огородженню повинні передбачатися спеціальні отвори перерізом не менш 50 см2 на один погонний метр стіни.

Для облицювання укосів вікон та дверей застосовуються спеціальні алюмінієві елементи. Зовнішні кути, цоколі і т.і. також мають спеціальні алюмінієві елементи.

6.7. ЕФЕКТИВНІ КЛАДКИ З ЦЕГЛИ [5]

Основним шляхом підвищення згідно з діючими нормативами теплотехнічних характеристик зовнішніх стін цегляних будівель являється застосування різних видів полегшеної цегляної кладки з використанням високоефективних теплоізоляційних матеріалів.

Для зведення зовнішніх стін будівель із полегшеної цегляної кладки рекомендується застосовувати:

-цеглу силікатну звичайну і модульну за ГОСТ 379-79;

-керамічну цеглу і камені за ГОСТ 530-80;

-лицьову керамічну цеглу і камені за ГОСТ 7484-78. Для утеплення стін рекомендується застосовувати:

-плити фібролітові на портландцементі за ГОСТ 8928-81;

-плити теплоізоляційні із мінеральної вати на синтетичному в’яжучому за ГОСТ 957382;

-плити теплоізоляційні із мінеральної вати на бітумному в’яжучому за ГОСТ 10140-80;

-плити теплоізоляційні із пінопласту полістирольного за ГОСТ 15588-86;

-плити мінераловатні прошивні за ГОСТ 21880-86;

-плити мінераловатні підвищеної жорсткості на синтетичному в’яжучому за ГОСТ

22950-78;

-мати теплоізоляційні із мінеральної вати вертикально-шарові за ГОСТ 23307-78*, а також інші ефективні теплоізоляційні матеріали які відповідають теплотехнічним, гігієнічним і протипожежним вимогам.

Конструкції стін із полегшеної цегляної кладки повинні відповідати вимогам СНиП 11-22-81 "Каменные и армокаменные конструкции".

Вогнестійкість стін повинна відповідати вимогам СНиП 2.01.02.-85 "Противопожарные нормы".

У всіх випадках необхідна перевірка зовнішніх стін на повітря- і паропроникливість згідно з вимогами СНиП ІІ-3-79** "Строительная теплотехника". При цьому для забезпечення необхідного опору стін повітряпроникненню внутрішню поверхню стін слід покривати вапняною штукатуркою товщиною 10 мм.

Стіна із полегшеної цегляної кладки (рис. 17) складається із зовнішньої і внутрішньої стінок, зв’язок між якими забезпечується поперечними діафрагмами і внутрішнім шаром утеплювача, що влаштовується в процесі зведення стіни.

Зовнішня стіна виповнюється, як правило, товщиною 120 мм.

Товщина внутрішньої стіни визначається розрахунком стіни за міцністю і приймається не менш 250 мм для будівель висотою до 5-ти поверхів і 380 мм для нижніх п’яти поверхів дев’ятиповерхової будівлі.

Зовнішню та внутрішню стінки слід виконувати з цегли одного виду. При цьому марки цегли і розчину визначаються умовами міцності, але не менш 50 - для розчину і 75 - для цегли.

Розчин для полегшеної кладки готується на портландцементі. Морозостійкість цегли повинна бути не менш Мрз 25.

Зовнішня і внутрішня стінки з’єднуються між собою поперечними діафрагмами товщиною в півцегли або в одну цеглу з забезпеченням необхідної перев’язки.

Відстань між діафрагмами не повинна перебільшувати 10 h, де h - товщина більш тонкої стінки.

Але, сучасні технології дозволяють використання спеціальних утеплювальних шпалер. Їх опір теплопередачі є не дуже великим (до 0,4 м2 0С/Вт). Вони можуть бути рекомендованими при реконструкції будівель.

Такі шпалери на стінах, що сиріють, використовувати не дозволяється. Слід перевіряти опір паропроникненню цих шпалер. Для запобігання конденсата слід приділяти увагу правильному виконанню стиків. На рис. 13 наведено два варіанти утеплювальних шпалер.

6.9. УТЕПЛЮВАННЯ ПЕРЕКРИТТЯ [5].

Перекриття горищ Перекриття в нових будинках рекомендується вести з використанням багатошарових

конструкцій, використовуючи для утеплення сучасні високоефективні плитні матеріали (див. розділ 6.7.). Утеплення перекриття горищ будинків, що вже експлуатуються, виконується стовщенням існуючого шару додатковим утеплювачем (плитним або насипним). При цьому загальна товщина утеплювача не повинна перебільшувати 250мм.

Якщо утеплювач плитний мінераловатний або м'який полімерний, то слід передбачати спеціальні пристрої, що захищають утеплювач від руйнування (пошкодження).

При використанні утеплювачів, що горять, необхідно їх захистити армованою цементною стяжкою товщиною 30мм.

Перекриття цокольні В будинках, які вже експлуатуються, для перекриття над неопалюваними підвалами

рекомендується додавати шар утеплювача. Утеплювання може здійснюватись з використанням засобів, що піняться і напиляються на нижню поверхню перекриття, або застосовувати плитний утеплювач. Товщина додаткового утеплювача розраховується за

умов R0 R0тр (приклад 1 або 2).

Незалежно від прийняття технології утеплювач із полімерних спалимих або неспалимих матеріалів треба захищати цементною штукатуркою товщиною не менше 30мм, яка наноситься на металеву сітку. При використанні для армування малоячеїстих металевих сіток останні необхідно кріпити до утеплювача точечними зв'язками з шагом 60х60см і до панелі анкерами, що установлюються з шагом від 1 до 1,2м.

Штукатурка може виконуватися ручним або механізованим набризкуванням, а також торкретуванням.

6.10 ПОКАЗНИКИ ЄВРОПЕЙСЬКИХ СТАНДАРТІВ ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЇ ОГОРОДЖЕНЬ [14]

варіантом для індивідуального житла цегляний дім, покритий керамічною черепицею. Бо це ствердження обґрунтовується віковим досвідом виробництва і розвинутою національною архітектурою.

7. ОЦІНКА ЕНЕРГОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ БУДИНКІВ

Даний розділ є факультативним, оскільки більше відноситься до опалення. Але аналіз зарубіжного досвіду і сучасних теплозахисних вимог в Україні підтверджує його необхідність. В Росії, наприклад, діють нові норми по енергозбереженню [18]. Вони вимагають виконувати в кожному проекті обов'язковий розділ – енергетичний паспорт. Готується до друку окремий СНиП "Теплозащита зданий".

Немає сумнівів, що тільки підрахувавши всі можливі тепловтрати і знайшовши питому втрату тепла, архітектор наочно може визначити переваги або недоліки своєї роботи. Тут стає зрозуміло, навіщо розраховувалися різні задачі, що наведені в попередніх розділах цього посібника.

Основні поняття.

Виходячи з сучасних вимог по енергозбереженню [20] підраховується розрахункова теплова потужність, кВт, системи опалення, за формулою

Q = Q1 b1 b2 + Q2 + Q3,

(22)

де Q1 – розрахункові теплові втрати будинку, кВт;

b1 – коефіцієнт урахування теплового потоку опалювальних приладів, що встановлюються, за рахунок округлення поверх розрахункової величини, приймається за табл.1[20]. Для традиційній системі опалення житлових будинків b1 = 1,06.

b2 – коефіцієнт урахування додаткових втрат тепла опалювальними приладами, які розташовані у зовнішнього огородження при відсутності теплозахисних екранів. Для радіаторів з чавуну b2 = 1,01;

Q2 – втрата тепла, кВт, трубопроводами, що проходять в неопалюваних приміщеннях. Точний розрахунок ведеться за формулою 7 [20]. Не перебільшує 4% від Q1;

Q3 – тепловий потік, кВт, що регулярно надходить від освітлення, приладів і людей, котрий треба враховувати в цілому на систему опалення. Для житлових будинків Q3 слід враховувати з умов 0,01кВт на 1м2 загальної площі.

При розрахунках теплової потужності систем опалення промислових будинків треба додатково враховувати втрати тепла на нагрівання матеріалів, обладнання і транспортних приладів.

Розрахункові тепловтрати Q1, кВт, повинно розраховувати за формулою

Q1 = (Qa + Qв),

(23)

де Qa – тепловий потік, кВт, через зовнішні огородження;

Qв – втрати теплоти, кВт, на нагрівання вентиляційного повітря.

Величини Qa і Qв розраховуються для кожного опалюваного приміщення. Тепловий потік Qa, кВт, розраховується для кожного елемента огороджувальної конструкції за формулою

(24)

де А – розрахункова площа огороджувальної конструкції, м2;

R – опір теплопередачі огороджувальної конструкції, (м2 0С)/Вт, що розраховується за формулами (1, 12, 14 або 15 (крім підлог)) та за додатком 6 [1] для вікон та балконних дверей. Для підлог по ґрунтах та стін, що розташовані нижче рівня землі, опір теплопередачі слід визначати по зонах шириною 2м, які паралельні зовнішнім стінам, за формулою

RП = RC + , (25)

де RC – опір теплопередачі, (м2 0С)/Вт, приймається рівним 2,1 для І зони; 4,3 – для ІІ зони, 8,6 – для ІІІ зони і 14,2 для площі підлоги, що залишилась;

- товщина утеплювача, м, враховується коли коефіцієнт теплопровідності утеплювача 1,2Вт/(м2 0С);

tв – розрахункова температура внутрішнього повітря, 0С, приймається згідно норм проектування будинків різного призначення з урахуванням підвищення її в залежності від висоти приміщення;

tн – розрахункова температура зовнішнього повітря, приймається за даними додатку 1, або температура повітря у сусідньому приміщенні, якщо вона відрізняється більш ніж на 3 0С від температури, в якій підраховуються тепловтрати;

n – за табл. 3 [1];

- додаткові втрати тепла у долях до основних втрат, які ураховуються:

а) для зовнішніх вертикальних та нахилених огороджень, що орієнтовані на напрямки з яких дує вітер зі швидкістю, яка перевищує 4,5 м/с з повторюваністю не менше 15% згідно [3] в розмірі 0,05 при швидкості вітру до 5 м/с та в розмірі 0,10 при швидкості 5 м/с і більше; при типовому проектуванні додаткові втрати слід враховувати в розмірі 0,05 для всіх приміщень.

б) для зовнішніх вертикальних і нахилених огороджень багатоповерхових будинків в розмірі 0,20 для першого й другого поверхів; 0,15 – для третього; 0,10

– четвертого поверху з числом поверхів 16 і більше; для 10 – 15 поверхових будинків додаткові втрати слід враховувати в розмірі 0,10 для першого і другого поверху та 0,05 – для третього поверху.

Втрати тепла Qв, кВт, розраховуються для кожного опалюваного приміщення, що має одну і більшу кількість вікон або балконних дверей в зовнішніх стінах, виходячи із необхідності забезпечення підігріву опалювальними приладами зовнішнього повітря в об'ємі однократного обміну повітря в час за формулою

(16)

де АП – площа підлоги приміщення, м2;

h – висота приміщення від підлоги до стелі, м, але не більше 3,5м.

Втрати теплоти Qв, кВт, на нагрівання зовнішнього повітря, що проникає до вхідних вестибюлів (холів) та клітку сходів через зовнішні двері, які в холодний час року відкриваються, при відсутності повітряно-теплових завіс слід розраховувати за формулою

Qв = 0,7В (Н + 0,8Р) (tв - tн) 10-3,

(17)

де Н – висота будинку, м; Р – кількість людей, що знаходяться в будинку;

В – коефіцієнт, який враховує кількість вхідних тамбурів. При одному тамбурі (дві двері) В=1,0; при двох тамбурах (три двері) В = 0,6.

Детальніше з розрахунками Qв, можна ознайомитись в [19,20].

Величину розрахункового річного теплоспоживання системою опалення Qгод, ГДж,

де S – кількість градусо-діб опалювального періоду, що приймається за додатком 1;

а = 0,8, якщо система опалювання обладнана приладами автоматичного зменшення теплової потужності в неробочий час; b = 0,9 – якщо більше 75% опалювальних приладів обладнані автоматичними терморегуляторами; c = 0,95, якщо на абонементському вводі системи опалення встановлені прилади автоматичного по фасадного регулювання.

В інших випадках а, b, і с дорівнюються 1.

Знайдені розрахунком величини теплової потужності Q і максимального річного теплоспоживання Qгод, що віднесено до 1м2 загальної площі для житлових будинків або до 1м3 для цивільних будинків, не повинні перебільшувати нормативні контрольні значення, що наведені в додатку 2 (взято з обов'язкового додатку 25 [20]).

ПРИКЛАД 7.

Розрахувати теплову потужність системи опалення одноповерхового житлового будинку, в якому мешкає 5 чоловік.

Вихідні дані.

План і поперечний розріз приведено на рис. 19. Висота від підлоги до стелі становить 2,8 м. Опори теплопередачі становлять для: стіни – 2,2 (м2 0С)/Вт; горища – 2,7 (м2 0С)/Вт; вікон – 0,55 (м2 0С)/Вт; дверей – 1,32 (м2 0С)/Вт. Конструкція підлоги з дерева ( = 0,33 Вт/(м 0С), = 0,04м). Вікна мають розміри: О-1 – 1,5х1,2 м; О-2 – 1,5х1,8 м. Двері розміром 0,9х2,1 м. Стіна по вісі "В" орієнтована на схід. Розрахункова швидкість вітру в січні зі східного напрямку становить 6,0 м/с. Сумарна площа підлоги, що опалюється, становить Ап = 76,29м2. Опір теплопередачі підлоги підраховано для І зони: RП = 2,1 + 0,04 / 0,33 = 2,22 (м2 0С)/Вт; для ІІ зони RП = 4,3 + 0,12 = 4,42 (м2 0С)/Вт. На рис. 19 б схематично показано означені зони.

РОЗРАХУНОК

Розрахунок прямих тепловтрат, Qa, кВт, через зовнішні огородження, що знаходяться за формулою (44), зведено до табл. 8.

Таблиця 8 – Тепловтрати, Qa, кВт. через зовнішні огородження

Разом: Qa = 3,327 кВт

Тепловтрати на підогрів повітря за умов однократної вентиляції, підраховуються за формулою (46)

QВ = 0,337 76,29 2,8 28 10-3 = 2,02 кВт.

За формулою (47) знайдено тепловтрати на вентиляцію через двері

QВ = 0,7 1(5,4 + 0,8 5)(18 + 10) 10-3 = 0,185 кВт.

Тоді сумарні тепловтрати, згідно до формули (23), становлять

Q1 = 3,327 + 2,02 + 0,185 = 5,532 кВт.

Додаткові тепловтрати Q2, можна дорівнювати 4% від Q1, або

Q2 = 0,04 5,532 = 0,221 кВт.

Та теплопостачання

Q3 = 0,01 76,29 = 0,76 кВт.

Остаточно сумарна розрахункова потужність системи опалення становить

Q = 5,532 1,06 1,01 + 0,221 – 0,76 = 5,38 кВт.

Питома теплова потужність становить

q = 5,38 / 76,29 = 70,6 Вт/м2 (норма 94 Вт/м2).

Величина річних навантажень становить

Qгод = 0,086 5,38 3623 / 28 = 59,86 ГДж.

Питоме теплоспоживання за рік становить

qгод = 59,86 / 76,29 = 0,78 ГДж/м2 (норма 0,77 ГДж/м2).

Висновки:

1. 1. Питома теплова потужність (70,6 Вт/м2) не перевищує нормативне значення

(94Вт/м2).

2. 2. Питоме теплоспоживання за рік (0,78 ГДж/м2) практично дорівнює нормативному значенню.