Набережные Челны
Портал по строительству
 
 

Тепловая эффективность объемно-планировочных решений

При проектировании многоэтажных жилых зданий столь же тщательно, как требования комфорта и экономичности планировочных решений, необходимо учитывать требования тепловой эффективности. Обострение теплоэнергетической ситуации в мире, рост цен на топливо и исчерпание в перспективе природных ресурсов отдельных видов топливно-энергетического сырья, а также то обстоятельство, что до 40% ресурсов топлива уходит на отопление зданий и сооружений, требуют тщательного учета возможностей сокращения расходов топлива путем рационализации градостроительных, объемно-планировочных и конструктивных решений зданий.

Характеристикой тепловой эффективности проектного решения зданий служит показатель удельного расхода тепла на отопление. Удельный расход вычисляют как отношение тепловой мощности (тепловой нагрузки) в кДж/ч на 1 м2 общей площади здания.

Для контроля тепловой эффективности проектного решения регламентированы контрольные показатели удельного расхода тепла для гражданских зданий разной этажности, строящихся в различных природно-климатических условиях (табл. 2). На изменение величины этого показателя влияют выбор общих объемно-планировочных габаритов здания (табл. 3) - длины, ширины, высоты, изрезанность внешнего периметра, оцениваемая показателем удельного периметра наружных стен (отношение периметра этих стен к общей площади типового этажа), а также решение таких элементов объемно-планировочного решения, как принятые освещенность помещений, число балконов, лоджий и эркеров.

Таблица 2. Контрольные показатели удельного расхода тепла, кДж/(ч·м2 общ. пл.)

Этажность

Расчетная температура наружного воздуха, °С

- 15

- 20

-25

-30

-35

-40

-45

-50

9

260

268

292

298

336

320

336

353

12

-

256

277

290

324

310

-

-

16

-

278

306

311

352

332

   

Таблица 3. Влияние объемно-планировочных параметров 9-этажных домов на относительные показатели удельных расходов тепла, в % (на 1 м2 общ. пл. при расчетной температуре наружного воздуха - 30°С)

Параметр

Величина показателя

Относительный
удельный расход тепла, %

Протяженность, м

50

109

100

100

150

  98,3

200

  96,5

 25

119

Ширина, м

11

100

14

93-94

17—18

75—80

Этажность

5

100

9

93-94

12

91

Освещенность
S проема / S пола

1:4

100

1:7

90—92

1:11

87-88

Анализ показателей табл. 4 свидетельствует о большом влиянии на сокращение расходов тепла ширины здания. Следующий по значению - фактор освещенности: отношение площади проема к площади пола освещаемого помещения. (Иногда для удобства расчетов его заменяют показателем проемности наружных стен — отношением площади окон к площади наружных стен брутто). Из табл. 4 видно, что в наибольшей степени влияние этого фактора сказывается при изменении освещенности с 1:4 до 1:7. Дальнейшее резкое снижение освещенности не дает существенного повышения тепловой эффективности.

Таблица 4. Зависимость удельного расхода тепла в 9-этажных домах от показателя удельного периметра наружных стен, %

Удельный периметр наружных стен

Расчетная температура наружного воздуха, °С

— 20

—30

—40

0.24

100

100

100

0.26

103

103.5

104

0,28

106

107

108

0,3

109

110,5

112

0,31

112

114

116

0,33

115

117.5

120

035

118

121

124

Протяженность многосекционных зданий мало влияет на сокращение удельного расхода тепла: увеличение длины здания вдвое (со 100 до 200 м) дает экономию всего на 3,5%. Однако сопоставление многосекционного здания с односекционным свидетельствует о резком увеличении в последнем удельного расхода тепла (на 19—20%). Поэтому необходимо сводить объем применения односекционных зданий в застройке к композиционно обусловленному минимуму, особенно при строительстве в районах с суровым климатом.

Увеличение этажности от 5 до 12 сопровождается уменьшением удельного расхода тепла, однако при дальнейшем увеличении этажности расход тепла вновь увеличивается за счет растущего влияния гравитационного и ветрового давления, увеличения расхода тепла на подогрев инфильтрующегося через проемы наружного воздуха. Это обстоятельство показывает, что строительство зданий выше 12 этажей в районах с суровым климатом недостаточно целесообразно.

Однако с позиций требований тепловой эффективности повышение этажности нецелесообразно и в жарком климате. Если в малоэтажных зданиях озеленение и обводнение участков, соответствующая ориентация зданий позволяют привести температуру внутреннего воздуха в помещениях при естественном воздухообмене в жаркое время года к гигиенически допустимым значениям, то на верхних этажах многоэтажных зданий  температура  воздуха превышает эти значения на 3° и более. Это требует в ряде случаев искусственного охлаждения воздуха. Если учесть, что стоимость охлаждения в три раза превышает объем средств, затрачиваемых на отопление, то становится очевидным, что вопрос о выборе этажности в таких условиях требует при проектировании дополнительного анализа с позиций тепловой эффективности.

В качестве обобщающего показателя влияние объемно-планировочного решения на показатели расхода тепла используют показатель удельного периметра наружных стен (табл. 4).

Как видно из табл. 4, увеличение удельного периметра в полтора раза приводит в различных климатических условиях к росту удельных расходов тепла от 18 до 24%. Это обстоятельство требует дифференцированного подхода к изрезанности плана здания при различных климатических условиях. Членение здания ризалитами, уступами, лоджиями и пр. является следствием ряда факторов — композиционных, архитектурно-планировочных, экономических, противопожарных и т. д. Сводить членение зданий к минимуму, придавая объему элементарную форму прямоугольного параллелепипеда, т. е. к показателю удельного периметра около 0,2, целесообразно только в районах с суровым климатом. В районах с умеренным климатом, как показали исследования жилища, экономически приемлемы показатели удельного периметра 0,24—0,26, позволяющие полноценно решать для этих условий композиционные и функциональные задачи.

В жарком сухом климате показатель удельного периметра может строго не регламентироваться. Наиболее важные функциональные требования к объемно-планировочным решениям жилых зданий для такого климата — защита зданий от перегрева в летнее время и обеспечение сквозного проветривания квартир. Решению этих задач способствует членение домов ризалитами, обеспечивающими самозатенение здания, устройство лоджий, организация углового и сквозного проветривания квартир.

Кроме перечисленных мер для экономии удельного расхода топлива в умеренном и холодном климате прибегают к уменьшению числа балконов и лоджий в здании (не более одного балкона или одной лоджии на квартиру) и числа выходов на балконы (только из одного помещения), а в суровом климате — к устройству балконов и лоджий только на путях противопожарной эвакуации.

В связи с влиянием высотного подпора на потери тепла в высоких зданиях прибегают к устройству двойных тамбуров даже в относительно мягком климате. Так, например, в зданиях высотой 16 этажей и более двойные тамбуры устраивают в районах с расчетной температурой холодной пятидневки tн - 20°С, в зданиях высотой 12-15 этажей при tн от - 21 до - 25°С, в зданиях 9- 11 этажей при tн от - 26 до -35°С.

 
 
 
 
 
 
Copyright © 2012 Строитель
Тел.: Портал по строительству
строительство Панель администратора
Создание сайта Вебцентр