Ключевые слова: энергоэффективность, наружный воздух, теплоотражающий экран, рекуперация тепла, наружный воздушный поток.
Самым инновационным методом увеличения энергоэффективности зданий является применение наружных ограждающих конструкций нового поколения с активной рекуперацией выходящего теплового потока и влаги. Преимущество данной конструкции состоит в том, что ее можно применять не только в новых строящихся домах, но и зданиях, подверженных реконструкции.
Одним из наиболее новых методов повышения энергоэффективности зданий является использование в строительстве энергоэффективных вентилируемых ограждающих конструкций (ЭВОК) с системой активного энергосбережение (САЭ) с рекуперацией тепла, которая позволяет значительно сэкономить топливно-энергетические ресурсы.
Основная тенденция при реконструкции и строительстве новых домов — необходимость в выполнении мероприятий, способных обеспечить экономичное энергосбережение в целом.
Работа системы с активной рекуперацией тепла достаточно непроста. Необходимо обеспечить организацию движения наружного воздуха сквозь конструкцию ограждения. На входе данного ограждения следует установить воздушную завесу, в которой будет происходить обдув всех составляющих конструкций холодным наружным воздухом, способствующий максимальному охлаждению этих элементов и предотвращающий передачу от них тепла в атмосферу.
Далее происходит охлаждение здания снаружи и нагретый воздух, уходящий из помещения, отдает тепло приходящему наружному воздушному потоку, который в подогретом использоваться для интенсивной вентиляции помещения и создания комфортной среды для пребывания в нем людей.
Можно сделать вывод о том, что наружный воздух необходим для:
‒ — обеспечения вентиляции и увеличения уровня комфортного пребывания людей в помещении;
‒ — повышения теплозащиты зданий, так как наружный тепловой поток играет роль своеобразного дополнительного «утеплителя»;
‒ — рекуперации тепла в помещения, так как наружный воздушный поток является выгодным теплоносителем, который повышает срок службы наружных ограждающих конструкций.
Ученые доказали, что при малом движении воздух может выполнять роль эффективного утеплителя. Именно для того, чтобы снизить вероятность теплопередачи и конвекции тепла, в утеплителях применяется устройство конвекционных ячеек, дополнительное размещение воздушных промежутков, а также установка материалов, способных приостановить движение воздуха.
Безусловно, что холодный воздух, особенно сильно насыщенный влагой, забирает тепло с наружных конструкций фасада. Вследствие этого уменьшается энергоэффективность и уменьшается теплоустойчивость ограждающих конструкций. Однако этот отрицательный эффект наблюдается тогда, когда нагретый воздушный поток уходит обратно на улицу.
Но когда этот нагретый от конструкций воздух начинает свое движение в обратном направлении, а именно не на улицу, а в помещение, то наблюдается уже не отрицательный, а положительный эффект.
Характер процессов, происходящий внутри конструкции, зависит от состава ограждающих конструкций и их расположения, материалов, которые применяются в строительстве, имеющих различные теплофизические свойства, конструкции и количества приточных и воздуховыводящих отверстий, а также количества воздуха, поступающего внутрь здания.
Следует помнить, что нахождение теплоотражающего экрана в воздушной прослойке способно повысить энергоэффективность конструкции в 5–10 раз. Необходимо правильно подобрать размер, а также определить место расположения теплоотражающего экрана, ведь именно от этого будет зависеть направление движения нагретого воздуха.
Если правильно организовать поступление и прохождение наружного воздушного потока в помещение, можно максимально снизить теплопотери. В рассматриваемом примере холодный наружных воздух после того, как перейдет рубеж входного отверстия, сразу становится внутренним воздухом ограждения. Зимой этот воздух не имеет возможности покинуть конструкцию в атмосферу, а лишь может проходить в помещение, получая тепло от выходящего нагретого воздуха. Входное отверстие расположено в нижней части ограждающей конструкции.
При направлении движения холодного наружного воздуха в ограждающей конструкции, проходит его смешивание с конвекционным воздушным потоком, который ранее бы опустился по внутренней оболочке ограждающей конструкции здания. С самого начала холодный поток начинает забирать тепло у составляющих конструкции (у теплоотражающего экрана и гибких связей), и доводить их температуру практически до температуры наружного воздуха. Именно здесь возникает «зона дискомфорта с наружной температурой», которая не доходит до входа вентиляционного воздуха.
Можно сделать вывод, что здания, у которых в наружной конструкции оболочки устроен теплоотражающий экран, охлажденный воздушным потоком практически до температуры наружного воздуха, не будут «отапливать улицу» через наружные ограждающие конструкции.
На данный момент рациональным вариантом использования энергоэффективных ограждающих конструкций с рекуперацией тепла является применение организованного наружного воздуха с возможностью его регулирования с помощью приточных отверстий с сохранением условий комфортного микроклимата.
Основным преимуществом применения ЭВОК в строительстве является то, что они могут отлично работать как в зимний период, так и летом в самые жаркие солнечные дни, защищая здание от перегрева.
Следует сделать вывод о том, что в ближайшем будущем появится возможность практического использования ЭВОК со светопрозрачными конструкциями как в новых, так и в реконструируемых зданиях. Это открывает новые перспективы к строительству различных зданий и сооружений с большой площадью остекления.
Литература:
- Горшков А. С., Войлоков И. А. Пути повышения энергоэффективности ограждающих конструкций зданий // Сборник трудов II Всероссийской научно-технической конференции «Строительная теплофизика и энергоэффективное проектирование ограждающих конструкций зданий», 10–11.12.2009. — СПб., 2009. — 154.
- Данилевкий, Л. Повышение энергоэффективности зданий / Л.Данилевский // Архитектура и строительство. — 2005. — № 4.
- Енюшин В. Н., Нурмухаметова А. Д., Хаеретдинова А. Д. Энергоэффективность современных ограждающих конструкций // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета, № 4 (38), 2016, с. 217–221.
- Жмарин Е. Н. ЛСТК — инструмент для реализации программы «Доступное и комфортное жилье»/ Е. Н. Жмарин, В. А. Рыбаков // Журнал для профессионалов «СтройПРОФИль», № 6(60); № 7(61). — Изд-во «Торговля и промышленность», 2007. С. 118–119; С. 166–167.
- Федеральный закон № 261 — ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» // КонсультантПлюс. URL: http://www.consultant.ru/.
