WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Об алгоритме кондиционирования микроклимата

Сообщение, которое сделал на 3ей научнопрактической конференции главный научный сотрудник НИИСФ (Россия), профессор, д.т.н., заслуженный деятель науки и техники России академик В.Н. Богословский, называлось "Новые результаты исследований по энергосбережению в зданиях".

По всей вероятности, период, когда все внимание специалистов было сосредоточено на энергосбережении, заканчивается. В том виде, в котором она была первоначально сформулирована (создание зданий с эффективным использованием энергии), проблема постепенно прекращает свое существование, и теперь речь идет о создании зданий нового поколения экологически чистых, экономичных и, разумеется, с эффективным использованием энергии.

В течение последних 2 лет в России, в частности, в Москве было выполнено много исследований, связанных с данной проблемой. В НИИ строительной физики ею по заказу управления перспективного развития Москвы занимался большой коллектив авторов.

Были эти вопросы и предметом обсуждения на академических чтениях в Российской академии архитектуры и строительных наук, и предметом разговора на очередной выставкесимпозиуме "Москва энергоэффективный город". Разговор был продолжен на традиционной конференции по проблемам строительной теплофизики и энергосбережения в зданиях, а также инженерным системам обеспечения, которую проводит НИИСФ как академический институт.

Упомянутой группой специалистов НИИСФ, в течение 2 лет трудившейся над проблемой, в основу работы была положена концепция, сердцевиной которой являлось рассмотрение зданий как единой системы тепломассообмена.

В данном контексте очень важно определиться по отношению к системному кондиционированию микроклимата. Система кондиционирования микроклимата представляет собой совокупность всех инженерных средств и устройств, предназначенных для формирования в интерьере здания микроклимата требуемых параметров. Основными составляющими этой совокупности являются архитектурностроительные защитные решения и инженерные системы обеспечения микроклимата.

В чем важность введения термина "система кондиционирования микроклимата"? Он включает в себя и внутреннюю, и краевую, и внешнюю задачи тепломассообмена, а также три основные задачи обеспечения теплового режима зданий (пассивный режим с его регулируемыми системами, активный режим и условия перехода от одного режима к другому). В первую очередь внимание было направлено на генерирование некоторого общего алгоритма создания такого дома.

Основными шагами алгоритма являются выбор расчетных внутренних условий обеспечения комфортности и требований технологии, выбор расчетных наружных условий, принятие релевантных архитектурностроительных защитных решений, обеспечение поддерживания теплового, воздушного и влажностного режима здания, решение вопросов использования инженерных систем обеспечения микроклимата, наконец, решение вопросов оценки эффективности этих систем по конечному результату их действия. И, разумеется, оптимизация принимаемых решений.

Выбор расчетных внутренних условий Предлагается подразделить все помещения зданий, в данном случае гражданских, на 4 группы, положив в основу данной классификации уровень требований к условиям в помещении. Вводится понятие коэффициента обеспеченности (некоторая вероятностная характеристика выдерживания тех или иных заданных условий).

В основу выбора расчетных внутренних условий предлагается положить таблицу, первый столбец которой и составляют упомянутые 4 группы помещений. Подразделение помещений данным образом осуществляется по степени тяжести, каковая определяется метастабильным теплом, которое выделяет человек, и степенью утепленности его одежды. На основе этих показателей как для зимы, так и для лета даются расчетные значения 3 основных характеристик микроклимата помещений. Это температура в помещении как совокупная температура, учитывающая и температуру воздуха, и радиационную температуру помещения, а также относительную влажность воздуха и подвижность воздуха.



Представляется (и хотелось бы сделать на этом акцент), что регламентировать следует температуру в помещении.

Хотелось бы обратить внимание на таблицу комфортных эквивалентов. Смысл ее в том, что она иллюстрирует связь между изменениями всех 7 составляющих, определяющих комфортность теплового состояния человека в помещении. Это температура помещения, температура воздуха, радиационная температура, подвижность, влажность, интенсивность физической тяжести теплоотдачи человека и степень утепленности одежды. Например, изменение температуры помещения на 1° при прочих равных условиях эквивалентно изменению только температуры воздуха на 1,7°, радиационной температуры на 2,7°, подвижности воздуха на 0,08, относительной влажности на 33%, интенсивности тепловыделений на 0,38, утепленности одежды на 0,05.

Одним словом, таблица комфортных эквивалентов помогает проектировщику легко оперировать этими основными показателями. Дело в том, что в связи с утверждением новых нормативных требований к теплозащите наружных ограждений в помещении довольно сильно повысилась радиационная температура, о чем в отечественных нормах не говорится. А это, по существу, дает возможность понизить, например, температуру воздуха в помещении.

Выбор расчетных наружных условий Данный шаг связан с попыткой построения вероятностностатистической модели наружного климата как основы метеорологического обеспечения проектирования зданий на примере Москвы. Параметры, характеризующие так называемый test year, или расчетный (стандартный) год, учитывают не только сезонные (зима, лето) периоды, не только период резкого похолодания наряду с отопительным периодом, но также и период перегрева для лета (он же период необходимости интенсивного охлаждения помещений). Причем все эти значения даются с разным коэффициентом обеспеченности.

Сегодня наиболее популярным "зимним" параметром является температура наиболее холодной пятидневки. В зависимости от коэффициента обеспеченности температура эта, например, в Москве, может изменяться от 9°C до 35°C.

Активно пропагандируется и такая характеристика, как градусосутки отопительного периода. Если для Москвы она принимается равной 5000 или около того, то вообще ее значения могут составлять от 3500 до 5200.

Что же касается вероятностных значений интенсивности суммарной солнечной радиации в разные периоды года с учетом реальной облачности, то график данной зависимости, построенный с участием метеорологов НИИСФ, вообще представляется впервые.

Защитные архитектурностроительные решения Прежде всего речь, разумеется,идет о наружной стене. Как бы ни были важны окна, именно она остается основной определяющей конструкцией здания. В настоящее время специалистами наиболее широко используются 12 возможных решений наружной стены. Особое внимание в отчете НИИСФ уделяется рассмотрению таких решений, как наружное ограждение с вентилируемым фасадом, наружное ограждение с лучепрозрачной теплоизоляцией, а также конструкция с применением пеногипса (теплоизоляции, которая очень "неравнодушна" к влажности и которую вынужденно принято располагать ближе к внутренней поверхности, откуда возникает очень интересная проблема расчета влажностного и фильтрационного режима конструкции).

Что происходит в конструкции, в которой применена penetration, или прозрачная теплоизоляция? В результате действия прямой и рассеянной солнечной радиации происходит нагрев изоляции на контакте с основной конструкцией. Самое замечательное, что в течение длительного периода года вместо потерь тепла через наружную стену наблюдается поступление тепла от конструкции внутрь помещения. В течение всех месяцев суровой московской зимы наблюдается только положительный эффект.

Заполнение оконных проемов второй по значимости вид наружного ограждения. Сегодня налицо рыночный бум, связанный с применением новых видов заполнения. Но при этом наиболее актуальные для жизни здания вопросы остаются в стороне. Окно следует рассматривать комплексно, причем не только в светотехническом и теплотехническом, но и в аэродинамическом аспекте. По предложению НИИСФ две первые группы свойств окон объединены так называемым коэффициентом эффективности. Величины изменений совокупных теплопотерь через модуль здания "наружная стенаокно" могут достигать двукратных значений. В средней полосе России переход от 2слойного остекления к 3слойному чаще всего оказывается неоправданным. Ведь снижение показателя естественной освещенности вызывает необходимость увеличения площади оконного проема. В итоге вместо ожидаемого сокращения потребления энергии в связи с увеличением сопротивления теплопередаче энергорасход возрастает с ростом теплопотерь через ограждение.





Тепловой, воздушный и влажностный режим здания Инженерные системы Чрезвычайно важно ранжировать здания по энергетическим показателям. В частности, по энергетической установочной мощности. Наиболее понятной (и довольно жесткой) ступенью этой регламентации являются теплозащитные свойства ограждения. Всем известны и минимальные допустимые величины теплосопротивления конструкций, не так давно бывшие нормативно требуемыми, и оптимальные по техникоэкономическим соображениям, которые, как известно, отсутствуют в сегодняшних нормах, и величины сопротивления, обуславливаемые требованием энергосбережения (оното в этих нормах единственно и присутствует). Наконец, известны максимально возможные теплосопротивления, характеризующие здания, чей энергетический цикл близок к замкнутому.

Графики влияния отдельных составляющих оболочки здания, а также ширины здания на установочную мощность инженерных систем, где в качестве реперной точки приняты значения, соответствующие действующим нормам, показывают, что увеличение сопротивления стен (и даже окон) теплопередаче свыше сегодняшних нормативных требований нецелесообразно это не дает практически никакого эффекта. Наиболее разительным представляется воздействие степени остекленности фасада, а также ширины корпуса здания (сегодня все чаще говорят о показателе степени компактности здания, который уже вошел в московские региональные нормы).

Если по направлению изнутри наружу рассмотреть простейшую конструкцию (фактурный слой, кирпич, пенополистирольная теплоизоляция, фактурный слой) и сопоставить стоимость энергии со стоимостью теплоизоляции, то результаты данного анализа покажут: вычисленное по различным методикам значение оптимального сопротивления теплопередаче близко к заложенному в СНиП. Конечно, ситуация отсутствия в нормах техникоэкономической оценки недопустима и должна быть устранена. Всетаки новая методика техникоэкономической оптимизации должна базироваться на вероятностностатистической модели.

О чем говорит совместный учет разных сроков окупаемости, коэффициента обеспеченности, широкой гаммы стоимости теплоизоляции? (Ведь мы, несмотря ни на что, хотим иметь надежную техникоэкономическую методику оценки вариантов решения не только теплозащиты наружных ограждений, но всей совокупности инженерных средств, которая определяется термином "система кондиционирования микроклимата здания".) Повидимому, инженерные системы (отопления, вентиляции, кондиционирования, утилизации и аккумуляции тепла, а также управления всеми релевантными процессами) должны быть поливалентными их комплекс должен включать как фоновые, так и пиковые системы. Принимая за отправную точку тот факт, что оборудованное этими системами здание можно считать коллектором ловушкой для солнечной энергии, мы логически приходим к тому, что эти системы должны быть гибридными.

Оценка эффективности и оптимизация всей совокупности инженерных систем Возвращаясь к упомянутому показателю "коэффициент эффективности", введение которого представляется достаточно целесообразным, стоит заметить, что эффективность следует рассматривать не только с точки зрения потребления энергии. На самом деле эффективность это совокупный показатель вероятной способности системы обеспечивать выдерживание заданных расчетных внутренних условий.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.