Лекция №6 Тема: «Объемно-планировочные решения»

План лекции:

1. Тепловая характеристика и показатель тепловой эф­фективности зданий

2. Тепловая эффективность зданий

Для правильного определения практических затрат при проек­тировании энергоэкономичных зданий необходимо добиваться ра­циональных архитектурно-планировочных решений.

Существуют различные методы оценки объемно-планировочных решений. Например, исходя из приведенной ширины, общей площади, периметра наружных стен, линейной плотности, плотности застройки.

Другим методом оценки является способ, при котором после­довательно определяются оптимальная ориентация здания, его раз­меры, удельная тепловая характеристика и показатель тепловой эф­фективности.

В качестве наиболее простого критерия, характеризующего тепловую и гигиеническую эффективность планировки здания, ис­пользовался удельный периметр, удельный расход тепла на 1 м² об­щей площади и показатель компактности.

До 1990-х гг. оценка проектов и планировочных факторов вы­полнялась при помощи контрольных показателей удельного расхода тепла на 1 м² общей площади. Эти показатели давали существую­щую экономию, так как помогали избежать архитектурных изли­шеств в виде теплотехнически неполноценных конструкций.

В настоящее время вместо контрольных показателей в МГСН 2.01 и другие нормы по теплозащите введено понятие нормативного расхода тепла на отопление.

Проекты с завышенными расходами тепла , как правило, имеют значительные отклонения от нормативных требований осве­щенности (1:n > 1:5,5) и значительную «изрезанность» фасада. По­объектный анализ показал, что:

• при секционной структуре плана удельный периметр в рядо­вых и угловых блок-секциях в среднем составляет 0,25 м/м², а тор­цевых - 0,30 м/м² общей площади;

• в проектах с большими значениями удельного периметра для соблюдения контрольной величины удельного расхода необходимо использовать конструктивные факторы, снижающие расход тепла (повышение сопротивления теплопередаче стен или окон, уменьше­ние размеров световых проемов и т.д.);

• в пределах норм можно менять освещенность (от 1:5,5 до 1:8), при этом удельный расход тепла может быть снижен до

10-12%;

• при секционной структуре плана удельный периметр в рядо­вых и угловых блок-секциях составляет в среднем для 5-этажных - 0,22; для 9-этажных - 0,24.

Расчетный показатель компактности здания определяют по формуле

K_e^des = A_e^sum / V_h , (2.1)

здесь A_e^sum - общая площадь всех наружных ограждающих конст­рукций (наружные стены, чердачное перекрытие, перекрытие над техподпольем, ограждающие конструкции над проездами, архитек­турными отверстиями в здании и т.п.); V_h - отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями всех наружных ограждений.

На показатель компактности здания влияют его этажность, форма, конфигурация, изрезанность фасада, наличие сквозных от­верстий и промежутков между отдельными частями здания.

Чем ниже здание, тем большее значение имеет его показатель компактности, так как у малоэтажных зданий отношение площади ограждающих конструкций к объему существенно возрастает по сравнению с многоэтажными. В этой связи СНиП 23-02 устанавли­вает дифференцированные значения нормируемых показателей ком­пактности здания в зависимости от его этажности (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Показатели компактности здания в зависимости от этажности

Показатель Компакт- ности	Этажность
	1	2	3	4	5	6-9	10-15	16 и более
	1,1 0,9*	0,61 0,9*	0,54	0,43 0,46**	0,36	0,32	0,29	0,25

*Для одно-двухэтажных домов с мансардой. **Для блокированных и секционных домов.

Таким образом, малоэтажные здания в силу меньшей ком­пактности являются менее теплоэффективными по сравнению с многоэтажными и требуют при расходе тех же энергоресурсов луч­шей теплозащиты.

Из геометрических соображений понятно, что наилучшим по­казателем компактности, а следовательно, и теплоэффективности обладает здание сферической формы, у которого отношение внеш­ней поверхности к объему имеет наименьшее значение по сравне­нию с другими формами.

Более высокий показатель компактности имеют секционные жилые здания в связи с тем, что в плане представляют сильно вытя­нутый прямоугольник по сравнению с односекционными домами, в плане приближающимися к квадрату ( см. табл. 2.1 ). За счет плани­ровочных решений, позволяющих увеличить ширину зданий, на 8-10% снижаются теплопотери через наружные ограждения. Воз­можности увеличения ширины секционных домов ограничиваются типами квартир, нормативами по инсоляции и освещенности, рядом других факторов. При малых размерах квартир, например муници­пальных, ширину корпуса редко удается сделать более 14 м без по­терь в планировке и комфортности.

Выбор этажности, формы, конфигурации здания диктуется не только соображениями теплоэффективности, но и комплексом дру­гих условий, в том числе градостроительных, архитектурных, конст­руктивных, экономических, санитарно-гигиенических и т.п.

Существенное влияние на теплоэффективность здания оказы­вает изрезанность его фасадов. При изобилии эркеров, лоджий, вы­ступов, западов на фасадах зданий не только увеличивается площадь наружных стен, но и образуется большое число внешних углов, не­благоприятно влияющих на теплозащитные качества наружных стен. В зависимости от степени изрезанности фасадов здания его теплоэффективность может быть ухудшено на 12-15% по сравнению с вариантом плоского фасада. При наличии большого числа лоджий существенного снижения потерь можно добиться за счет их остек­ления. Это мероприятие позволяет сэкономить до 0,5-10% энергоре­сурсов на отопление. Вместе с тем необходимо учитывать, что такое остекление ухудшает условия инсоляции, снижает освещенность комнат естественным светом примерно на 30%. Кроме того, остек­ление лоджий лишает помещение прямого проветривания. Открыва­ние части остекления не обеспечивает полноценного эффекта про­ветривания и вентиляции.

Тепловая эффективность зданий зависит от ориентации здания по странам света. Так, теплопотери через различным образом ориентированные фасады здания неодинаковы. Фасады, ориентированные па направления от северо-западного до северо-восточного, в проти­воположность фасадам, ориентированным на направления от юго- восточного до юго-западного, не получают заметного притока тепла от солнечного излучения, поэтому при проектировании зданий сле­дует стремиться к тому, чтобы на север была ориентирована наи­меньшая площадь остекленных фасадов.

При проектировании дома широтной ориентации на север сле­дует располагать тот его фасад, со стороны которого располагаются лестничные клетки, кухни.

В качестве планировочного решения, улучшающего комфорт­ность проживания и позволяющего сохранить тепло в помещении, можно рекомендовать рациональное соотношение длины и ширины комнаты. Установлено, что способность квадратной в плане комна­ты противостоять наружным тепловым воздействиям уменьшается наполовину по сравнению с глубоким помещением. В удлиненном помещении улучшается температурный режим и особенно радиаци­онный, но одновременно ухудшаются естественная освещенность и проветривание. Поэтому целесообразно соотношение глубины и ширины помещений принимать в пределах 1,4-1,6. При таком соот­ношении более стабильно сохраняется температурный режим поме­щений.

Размещать здание на участке необходимо с учетом наиболь­шей свободы сквозного проветривания помещений. За зданием, рас­положенным фронтом к направлению воздушного потока, образует­ся зона ветровой тени. Важно, чтобы размещаемые рядом здания не попадали в эту зону. Благоприятна расстановка зданий в шахматном порядке на расстоянии 2-2,5 высоты друг от друга. При выполнении этого условия затраты, в том числе и энергетические, на обеспече­ние необходимой аэрационной обстановки на участке и условий проветривания помещений здания будут минимальны. Целесообраз­на установка ветрозащитных жилых домов с понижением этажности жилых зданий с подветренной стороны, что обеспечит теплозащиту жилых домов, следующих за ветрозащитными. К сохранению тепла приводит применение градостроительного приема «замкнутых» дворов для укрытия от ветра, а также шума магистралей и улиц.

Контрольные вопросы:

1. Тепловая характеристика и показатель тепловой эф­фективности зданий

2. Тепловая эффективность зданий

Рекомендуемая литература

1. Закон Республики Казахстан №541-IV «об энергосбережении и повышении энергоэффективности» от 13.01.2012 г.

2. Фокин В.М. Основы энергосбережения и энергоаудита. М., Изд-во «Машиностроение» - 2006г.- с.200

3. Ливчак В. И., Табунщиков Ю. А., Экспресс-энергоаудит теплопотребления жилых зданий: особенности проведения // Энергосбережение. – 2009. – №2.

4. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. – М.,- 2000.