Розробка наукових та інженерних теорій і методик для ефективного енергозбереження в житлових будинках та спорудах. Аналіз результатів натурних, експериментальних досліджень, створення основ для розвитку енергозберігаючих технологій в будівельній галузі.
Аннотация к работе
У результаті дослідження, розробки та впровадження на практиці нових технологій енергозбереження, зокрема улаштування огороджуючих конструкцій (стін, вікон, підлоги) суттєво покращились якість і комфортність житла. Проведені дослідження на базі ВАТ «КИЇВЗНДІЕП» разом з ВАТ «ДБК-3» показали недосконалість класичної конструкції стін з жорсткими звязками (ребрами) з бетону між внутрішніми і зовнішніми шарами панелі. Але пошук шляхів збереження тепла в будинках на цьому не тільки не припинився, а поглиблювався, розширювався, і проводився в декількох напрямках: удосконалення теплотехнічних властивостей зовнішніх тришарових стінових панелей і дослідження та застосування зовнішніх систем утеплення. ВАТ «ДБК-3», ВАТ «КИЇВЗНДІЕП» та ІТТФ НАНУ були проведені дослідження, розробка та впровадження нового типу зовнішніх тришарових стінових панелей із застосуванням пінопласту та пінополістирольної вспіненої стрічки. Таке розташування матеріалів разом з дією повітряного прошарку, де через перепад тиску відбувається постійний вертикальний рух повітря, дозволяє ефективно видаляти вологу, як із несучої стіни, так із утеплювача, що підвищує ефективність теплоізоляції будівлі та забезпечує відносно сухий стан утеплювача під час всього періоду експлуатації.
Список литературы
інженерний енергозберігаючий житловий
1. Розроблено науково-теоретичні основи теплофізичних явищ теплообміну в зовнішніх огороджуючих конструкціях житлових будинків, методика інженерно-фізичних розрахунків для проектування конструкцій і обєктів будівництва в цілому, створено основи розробки теорії локалізації.
2. В процесі роботи були виявлені проаналізовані і викладені у вигляді нової наукової теорії (теорії локалізації) закономірності, що носять універсальний більш загальний характер, сформульовані основні принципи теорії локалізації: - узагальнена форма факту реалізації в багатомірних процесах переносу явищ просторої і часової локалізації впливу особливостей умов однозначності;
- основні закономірності явищ стабілізації і явищ зниження (виродження) розмірності багатомірних процесів та основні закономірності вказаних видів трансформації даних процесів. Наведена методика побудови розвязання задач теплопровідності і конвективного теплообміну;
- принцип заміщення локалізованих умов однозначності і аналіз різноманітних можливостей його використання. Наведено результати дослідження впливу цілого ряду заміщень різних умов однозначності на якісні та кількісні характеристики процесів теплопереносу в шарово-неоднорідних системах при імпульсному періодичному нагріванні.
3. Розроблена уточнена фізична модель теплообмінних процесів, що враховує сумісну дію нестаціонарного променистого теплообміну між підлогою, огороджуючи ми конструкціями і повітрям в приміщенні, процеси акумуляції тепла огороджуючими конструкціями, залежність від температури коефіцієнтів променистої і конвекційної тепловіддачі на внутрішніх поверхнях огороджень, теплопередачу через зовнішні стіни з урахуванням нестаціонарних умов як всередині, так і зовні приміщень.
4. На основі уточненої фізичної моделі теплообміну в приміщенні сформульовані математичні моделі нестаціонарного теплопереносу в приміщеннях та проведено широке комплексне математичне моделювання їх температурних режимів для різних кліматичних умов регіонів України.
5. Розроблено аналітично-числовий метод розвязанні задач визначення теплових режимів з одно - та багатошаровими зовнішніми огороджуючими конструкціями з різними системами опалення на основі застосування методу кінцевих інтегральних перетворень, що має наступні особливості: · застосування запропонованої спеціальної процедури поліпшення збіжності рядів, що визначають розвязки задач теплового стану приміщень з одношаровими огороджуючими конструкціями;
· зведення вихідної задачі з багатошаровими конструкціями до системи інтегральних і інтегро-диференціальних рівнянь з використанням при їх розвязуванні модифікованих квадратурних формул Ньютона-Котеса з експоненціальною ваговою функцією, яка покращує збіжність рядів інтегральних ядер;
- створено програмне забезпечення числової реалізації розробленого аналітично-числового методу.
6. Досліджено і розроблено теплофізичні основи різних видів енергоощадливих теплоакумулюючих технологій опалення житлових і громадських будинків в тому числі підлогового теплоакомуляційного електроопалення будинків регламентованого ДБН В.2.5-24-2003 «Електрична кабельна система опалення», та «Методичних рекомендацій з вибору типів підлогових ЕКСО-ТА і енергоощадливих режимів їхньої роботи в житлових і громадських будинках для всіх температурних зон України».
7. На основі теорії теплостійкості конструкцій акад. Ликова А.В. розроблено програмне забезпечення для вибору раціональних конструкцій і режимних характеристик підлогового теплоізоляційного електроопалення, з використанням унікального автоматизованого дослідницького кліматичного комплексу КИЇВЗНДІЕП експериментальне підтверджено участь в акумулюванні тепла не тільки підлоги а й усіх огороджень і відповідність розрахункових та експериментальних даних по температурах та теплових потоках, що складає відповідно 3,0 і 6,1%, що є цілком задовільним.
Економічний ефект від впровадження систем електроопалення в Хмельницькій області складає 96210 грн. на 1 рік.
8. Розроблено нові типи ефективних енергозберігаючих огороджуючих конструкцій (зовнішніх стін, стиків, вікон, підлог і т.д.), які мають значно кращі показники опору теплопередачі порівняно з відомими.
9. Створено методики, прилади, комплексний інструментарій, унікальну кліматичну камеру і експериментальний комплекс для проведення фундаментальних досліджень в галузі теплофізики огороджуючих конструкцій.
10. Розроблені та впроваджені на практиці проекти будівництва житлових будинків з використанням огороджуючих енергозберігаючих конструкцій нового типу.
11. Розроблено та впроваджено на. практиці технологію виготовлення тришарових зовнішніх стінових панелей на гнучких звязках і технології будівельно-монтажних робіт з використанням ефективних конструкцій і систем для енергозберігаючих житлових будинків.
12. На базі нових розроблених за участю авторів нормативів опору теплопередачі зовнішніх огороджуючих конструкцій (ДБН В.2.6-31.2006 «Конструкції будівель і споруд. Теплова ізоляція будівель.») для широкомасштабного впровадження в Україні, розроблено і впроваджено нову нормативно-технічну документацію: інструкції, калькуляції трудових матеріальних затрат, проекти виконання робіт, технологічні карти (починаючи з виготовлення залізобетонних виробів, і закінчуючи монтажем на будівельних майданчиках).
13. Розроблені навчальні програми для ІТП і обслуговуючого персоналу та успішно використовуються на практиці.
14. Впроваджено спеціальну систему управління якістю, що відповідає міжнародному стандарту ISO 9001:2000, і відзначену дипломом лауреатів 13-го національного конкурсу в Україні та міжнародним сертифікатом в 2008 році, дипломом фіналістів 4-го міжнародного турніру.
15. За новими технологіями збудовано і введено в експлуатацію житлові будинки з ефективними енергозберігаючими огороджуючими конструкціями: більше 127 будинків (загальною площею 2750164 м2), що дало змогу досягти економії енергоресурсів більше, ніж на 301 млн. грн. Тільки в 2008 році з застосуванням енергозберігаючих технологій збудовано більше 90 тис. м2 соціального житла за державними соціальними програмами.
16. Опубліковані фундаментальні роботи в галузі будівельної теплофізики та технології будівельного виробництва по темі даної роботи більше 250 наукових праць.