Диссертация (1143334), страница 17
Текст из файла (страница 17)
27 представлено фото «Энергоэффективного дома» с комплексомвозобновляемых источников энергии.101Рис. 27. «Энергоэффективный дом». Февраль 2007 г.Ввиду относительно низких среднестатистических показателей инсоляции искорости ветра в регионах с резко-континентальным климатом, вопрос эффективного использования полученной от ВИЭ энергии имеет существенное значение иприобретает определяющий характер.В связи с этим при создании экспериментального объекта «Энергоэффективный дом» одной из задач являлось выявление возможных теплопотерь в здании ипринятие мер к их минимизации [65].
Для решения задачи был использован тепловизионный мониторинг [66].3.5. Тепловизионный мониторинг теплозащитных характеристик здания«Энергоэффективный дом»На энергоснабжение зданий и другие коммунальные нужды тратится значительная доля всей вырабатываемой энергии. По различным оценкам она составляетот 40 до 60 %.Еще до того, как «Энергоэффективный дом» был введен в эксплуатацию, егонаружные ограждающие конструкции (ОК) были подвергнуты термографированию.
Первая тепловизионная съемка проводилась вечером 10 октября 2003 г.в отсутствие осадков и при температуре наружного воздуха минус 3,9 оС. Внутрипомещения температура составляла плюс 19 оС. В качестве основного прибора обследования применялся российский тепловизор ИРТИС-200, зарегистрированныйв Государственном реестре средств измерений. В качестве способа охлаждения102приемника излучения данный прибор использует жидкий азот и работаетв коротковолновом диапазоне ИК-спектра.
Основными областями непроизводительных тепловых потерь на тот момент были вновь возведенные ограждающиеконструкции второго этажа, зоны примыкания окон к оконным проемам и цокольная часть ОК (рис. 29). Было установлено, что в среднем фактическое приведенноетермическое сопротивление ограждающих конструкций составляет порядка Rо=2,6м2 . оС/Вт.Рис.
29. Термографическая визуализация мест тепловых утечекиз-под кровли, по периметру окон, на коньке кровлиСущественные тепловые утечки визуализировались как тепловые пятна настыке кровельных скатов, наблюдались тепловые следы в зонах на стене первогоэтажа под скатом крыши (рис. 30).Рис. 30. Термографическая визуализация мест тепловых утечекв области цокольной части103В качестве основных рекомендаций по снижению тепловых потерь и повышению эффективности КС ВИЭ по результатам тепловизионного контроля объектабыли приведены следующие:1. По периметру оконных блоков уложить тепловую изоляцию под откосы иотливы, герметизировать пеной щели под подоконниками;2.
Усилить тепловую изоляцию под металлосайдингом материалом с теплопроводностью не выше 0,041 Вт/(м оС), толщиной не менее 25 мм;3. Уделить особое внимание фундаменту здания как самой нагруженной несущей части. В целях снижения разрушительного влияния годичных циклов размораживания-оттаивания на цоколь провести наружное утепление данной частиограждающих конструкций (ОК) здания.Известно, что большинство материалов, относящихся к тепловой изоляции,со временем слеживаются или подвергаются деструкции, что, естественно, отражается на их теплофизических характеристиках.С целью контроля текущих параметров теплозащиты энергоэффективногодома в 2012 году было проведено повторное тепловизионное обследование наружных ограждающих конструкций. Кроме того, необходимо было выяснить причинупониженной (по сравнению с температурой первого этажа) температуры на второмэтаже.В Европейских странах требования к теплоизоляционным свойствам наружных ограждающих конструкций регламентируются DIN EN 13187-1999 Thermalperformance of buildings – Qualitative detection of thermal irregularities in building envelopes-Infraredmethod.Параметрымикроклиматарассмотреныв EN 15251-2006 Indoor environmental input parameters for design and assessment ofenergy performance of buildings – addressing indoor air quality, thermal environment,lighting and acoustics.
Требования европейских документов жестче российских и,кроме того, увязаны непосредственно с тепловизионным контролем качества строительных конструкций, поэтому тепловизионная съемка энергоэффективного домав 2012 году была проведена в соответствии с рекомендациями этих документов.Расчеттеплотехническиххарактеристикс требованиями СНиП 23-02-2003.ОКпроводилсявсоответствии104Итоговая тепловизионная съемка на Энергоэффективном доме была выполнена вечером 11 февраля 2012 г. в отсутствие осадков, при температуре наружноговоздуха минус 22,1 оС с наветренной стороны и минус 18,8 оС с подветренной.Внутри помещения температура составляла плюс 23 оС. Термографирование велосьс помощью тепловизора Testo 882, работающего в длинноволновом спектре ИКизлучения.При термографировании потолка второго этажа со стороны помещения быливыявлены параллельные горизонтальные мостики холода, свидетельствующие обизменении геометрии теплоизоляционных матов.
Подобные деформации происходят чаще всего из-за разрушения кровельного покрытия, в результате чего происходит непредвиденное намокание теплоизоляции в осенний период с последующимотсутствием просушивания и наступлением зимних морозов. Обнаруженные дефекты являются основной причиной выхолаживания помещения через кровлю иустраняются заменой слежавшейся тепловой изоляции под крышей и частичнымперекрытием кровли (рис.
31).№:M1M2M3Темп. [°C]-13.9-14.6-21.4Рис. 31. Термографическая визуализация мест утечек тепла из-за слежавшейся тепловойизоляции и нарушений целостности кровельного покрытияЕстественно, что за прошедшие 12 лет эксплуатации здания «Энергоэффективного дома» произошло снижение его теплозащитных характеристик. Тем болееценны усилия жильцов по своевременному выявлению и устранению причин непроизводительных тепловых потерь.
В местах слеживания и деструкции тепловойизоляции фактический коэффициент приведенного термического сопротивленияоказался в 0,83 раза ниже требуемого. По этой причине, учитывая результаты тепловизионной съемки, был разработан комплекс среднезатратных мероприятий,105направленных на улучшение теплозащиты здания, а следовательно, на повышениеего суммарной энергоэффективности U.В данном случае проявилось основное преимущество тепловизионного обследования – возможность локального устранения выявленных дефектов, что существенно снижает стоимость реконструкционных мероприятий.В качестве основного этапа повышения теплозащитных свойств ОК былапроведена замена теплоизоляции крыши со вскрытием и частичной заменой облицовочного слоя под тепловизионным контролем (рис.
32).№:M1M2M3Темп. [°C]-18,1-19,2-18,4Рис. 32. Термограмма этапа укладки тепловой изоляции (декабрь, 2011г.)Вторым немаловажным этапом стало наращивание слоя тепловой изоляции ввертикальном сечении откосов оконных конструкций. С течением времени вертикально уложенные под откосами слои минеральной ваты, если они плохо зафиксированы, оседают вниз под действием силы тяжести. В результате образуются течивоздуха, способные уносить с собой существенное количество тепла, приходящегося на отопление, с высокой скоростью – выхолаживать помещение. Фрагментздания с реконструированной кровлей и обновленными с внутренней стороны откосами приведен на рисунке 33.№:M1M2M3M4Темп.
[°C]-18,7-19,7-17,0-15,7Рис. 33. Термограмма реконструированной части здания с новой теплоизоляцией(декабрь, 2011 г.).106На поверхности ограждающих конструкций зафиксировано достаточно равномерное температурное поле, свидетельствующее об отсутствии локальных месттепловых потерь. Фактическое сопротивление теплопередаче стен в этом случаепревышает значение Rreq для Екатеринбурга и составляет Rо =3,61 м2 . оС/Вт. Такимобразом, проведение тепловизионных обследований перед сдачей дома в эксплуатацию и по истечение 12 лет эксплуатационного периода, позволило своевременноотслеживать действительное состояние ограждающих конструкций, надлежащимобразом доводить его до требуемых, тем самым поддерживая энергоэффективностьдома на высоком уровне.3.6.
Выводы по созданию объекта для эффективного использования ВИЭ1. Расчетные данные по термическим сопротивлениям и теплопотерям наобъекте «Энергоэффективный дом» легли в основу отнесения объекта по классуэнергоэффективности «С+» (СНИП 23-02-2003 и СП 50.13300.2012.) к категорииДНЭ – дома низкого энергопотребления.2. Выполнение термографирования здания позволило определить места тепловых утечек, устранить недостатки и минимизировать теплопотери для эффективного использования энергии, вырабатываемой ВИЭ.3. Сооружение сблокированных жилых комплексов вместо одиночных жилых домов (коттеджей) дает сокращение расхода энергии на отопление не менее 25%, что подтверждается превышением тепловых потерь торцевых квартир по сравнению с расположенными внутри здания, более чем на 25 %.4. Создание и эксплуатация объекта «Энергоэффективный дом» с комплексом возобновляемых источников энергии позволили в течение 12 лет (с 2005 по2017 г.) осуществлять экспериментальные исследования и накопить обширный материал для проведения сравнительного анализа эффективности использования различных сочетаний многих видов ВИЭ и рассчетных данных при использовании математической модели КС ВИЭ и метода выпуклой оптимизации, что рассматривается в главе IV.Рекомендации по результатам выполненных исследований:107- по экспертной оценке строителей, перепрофилирование существующих зданий, при условии достаточной прочности существующих конструкций, сокращаетвремя строительства до 35% и снижает расходы на сооружение, по сравнению с«новым строительством с нуля» в среднем на 25%;- ветшающая муниципальная собственность на удаленных территориальныхобразованиях может быть, при относительно низких затратах, реконструирована вкомфортное доступное жилье для работников бюджетной сферы в сельской местности с использованием широкого ряда возобновляемых источников энергии, нетребующих постоянных затрат на приобретение и доставку органических топлив.108Глава IV.ПОТЕНЦИАЛ ВИЭ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ И ВОЗМОЖНОСТИПРИМЕНЕНИЯ МИКРОГЕНЕРИРУЮЩИХ КОМПЛЕКСНЫХ СИСТЕМНА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВЦель данной главы - анализ возможностей использования установок возобновляемой энергии в составе мКС ВИЭ для условий Уральского региона.
В числерассматриваемых –ветроэнергетика, солнечная и малая гидроэнергетика, использование биогазовых установок на основе субстратов животноводческих предприятий и тепловых насосов с использованием низкопотенциального тепла грунта. Длясравнения динамики и состояния развития ВИЭ в Уральском регионе приводятсяданные уровня развития возобновляемой энергетики в мире, Европе и в лидирующих странах.Свердловская энергосистема – одна из крупнейших энергосистем РоссийскойФедерации и занимает четвертое место по установленной мощности электростанций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
