- КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СИСТЕМ СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГОАКТИВНЫХ ЗДАНИЙ
- Задачи создания зданий с эффективным использованием энергии
В. И. Богословский, С. Г. Булкин
Здания как основные объекты строительства потребляют в промышленно развитых странах до 30-50% всех ископаемых видов топлива.
Рис. 4.2. Тепловые потоки на поверхности абсорбера
- — теплоноситель; 2 — ветер; 3 — осадки; 4 — солнечное излучение; 5 — атмосферная теплота; 6 — скрытая теплота; конденсации 7 — теплопотери через строительные конструкции
Рис. 4.3. Конструкция солнечного абсорбера а — вид снизу; б — поперечный разрез
На рис. 4.1 представлена схема энергопотребления и преобразования энергии при производстве строительных материалов, строительстве и эксплуатации зданий, из которой следует, что при решении задачи экономии энергии следует добиваться снижения энергопотребления в каждом из звеньев представленной схемы, рассматривая здание как единую энергетическую систему.
Совокупность методов и инженерных устройств, обеспечивающих заданный микроклимат в помещениях: градостроительные, объемно-планировочные и конструктивные решения здания, системы отопления и охлаждения, вентиляции и кондиционирования воздуха являются системой кондиционирования микроклимата (СКМ). Поэтому системный подход с целью уменьшения энергопотребления в зданиях с эффективным использованием энергии (ЗЭИЭ) должен быть направлен на оптимизацию его СКМ.
Последовательность повышения эффективности использования энергии в здании включает следующие элементы: оптимизацию всех элементов СКМ; обеспечение экономии энергии в процессе эксплуатации здания в режиме его круглогодичной работы и при регулировании; рассмотрение дополнительных решений по утилизации низкопотенциальной теплоты, использованию нетрадиционных, возобновляемых источников энергии (вторичных энергоресурсов, солнечной энергии и т.д.) [1].
Последовательность теплотехнического расчета ЗЭИЭ, которая по существу является словесным алгоритмом, должна быть следующей:
определение расчетных внутренних условий (РВУ) и их необходимой обеспеченности: допустимые и оптимальные комфортные и технологические условия в течение зимы, лета и всего года;
определение расчетных наружных условий (РНУ) с учетом заданного коэффициента обеспеченности в виде сочетаний климатических параметров соответственно для зимы, лета и всего года;
выбор градостроительных, объемно-планировочных и конструктивных решений защиты здания; пассивных мер борьбы с переохлаждением и перегревом зданий;
определение тепло-, воздухо-влагозащитных свойств всех видов ограждений; создание равноэффективных по защитным свойствам в отдельных сечениях конструкций, а также конструкций с регулируемыми защитными свойствами;
расчет потерь и поступлений теплоты через наружные ограждения (включая солнечную радиацию, массообмен), а также от технологического и бытового оборудования;
расчет теплового баланса помещений, определение экстремальных значений (зима, лето) и годового хода изменений теплового режима помещений здания;
оценка естественного пассивного теплового режима здания и его изменения в течение года. Выявление низкопотенциальных источников сброса теплоты, холода в здании, вторичных энергоресурсов (ВЭР) технологического процесса, их режимных характеристик;
оценка регулируемого активного теплового режима здания: определение установочной мощности, режима работы и регулирования активных систем отопления, охлаждения, вентиляции и кондиционирования воздуха (ООВ и КВ);
выбор схем и элементов систем ООВ и КВ, включая использование солнечной энергии, ВЭР технологического процесса, низкопотенциальной теплоты, теряемой в здании, и других нетрадиционных источников энергии;
определение показателей эффективности принятого решения систем кондиционирования микроклимата здания с эффективным использованием энергии.
