Моделирование системы водяного напольного отопления в малоэтажных административных зданиях.
статья

Моделирование системы водяного напольного отопления в малоэтажных административных зданиях

Modeling of water underfloor heating systems in low-rise administrative buildings

Зайцев Олег Николаевич, д.т.н., профессор кафедры Инфраструктурных энергетических систем

zon071941@mail.ru

Юго-Западный государственный университет, г. Курск, Россия

Лопатин Сергей Сергеевич, аспирант

(e-mail: rhtlbnjh46@rambler.ru)

Юго-Западный государственный университет, г. Курск, Россия

Key words: energy efficiency, underfloor water heating, administrative low-rise building, radiators.

Energy efficiency issues are a priority for any construction project, but this problem is especially relevant for a low-rise administrative building. Nowadays, the high and active growth of tariffs for utility services contributes to the fact that the population has increasingly begun to think about a more rational and most productive consumption of consumed energy resources. One of the options for solving this problem could be the construction of buildings that will provide these conditions with minimal thermal energy consumption.

Описание

Вопросы энергоэффективности являются первоочередными для любых строительных объектов, но особенно эта проблема актуальна для малоэтажного административного здания. В наше время высокий и активный рост тарифов на коммунальные услуги, способствуют тому, что население все больше стало задумываться о более рациональном и максимально продуктивном расходе потребляемых энергоресурсов. Одним из вариантов решения подобной проблемы может выступить строительство, таких зданий, которые обеспечат эти условия при минимальном расходе тепловой энергии.

Ключевые слова: энергоэффективность, напольное водяное отопление, административно-бытовое малоэтажное здание, радиаторы.

Вопросы, касающиеся энергосбережения и отопления зданий представляют особую важность и актуальность.  Это обусловлено особенностями климата в Российской Федерации, а также существованием общемировых тенденций, связанных с экономией ресурсов планеты. В более узкой трактовке каждого россиянина беспокоит ежегодный рост тарифов на коммунальные услуги, в частности на тепло и энергоснабжение. Одним из направлений решения проблемы может стать внедрение и совершенствование энергосберегающих технологий в малоэтажных зданиях и сооружениях.

Энергоэффективные технологии получили свое распространение достаточно давно в трудах теоретиков и практиков в области строительства и вентиляции (В.А.Ананьев, Л.Н.Балуева, М.Ю.Еремин, В.П.Мурашко) .  Такие развитые страны мира как Швеция, Англия, Германия уже давно используют их в строительстве административно-бытовых зданий и сооружений. В Российской Федерации данное направление получило свое развитие относительно недавно, однако, обрело большую популярность.

           Анализ теоретической литературы позволил прийти к выводу о том, что эксперты и специалисты в области строительства по сей день не выработали единого подхода к определению понятия энергоэффективности зданий. Это обусловлено сложностью и многогранностью данной задачи.

Представим в таблице 1 основные подходы к данному понятию.

Таблица – Основные подходы к понятию «энергоэффективность».

Анализ приведенных определений позволяет предложить, что понятие «энергоэффективность», в наиболее общем виде следует понимать как совокупность мероприятий организационного, правового, технического и технологического характера, которые направлены на реализацию мероприятий в области энергосбережения с заданными параметрами эффекта на определенный период. 

В настоящем исследовании решалась задача поиска путей совершенствования энергоэффективности административно-бытового малоэтажного здания, путем использования системы нагрева пола, так как данная ниша динамично увеличивается, равно как и количество поставщиков соответствующих услуг. Для административно-бытовых помещений данное направление является особенно актуальным, так как позволяет при повышенном комфорте обеспечить экономию энерго- и финансовых ресурсов [3].

Так, приведенный для определённости план отопления (рис.1) административно-бытового здания, на котором обозначено место расположения радиаторов отопления, и план системы нагрева пола на первом этаже (рис.2).

                                   Рис 1. План 1 этажа. Система отопления и теплоснабжения

На рисунке 2 представлен фрагмент плана 1 этажа между осями 8-10 А и Г именно здесь предполагается располагать напольное водяное отопление.

                                                 Рис.2 Напольное отопление

 На рисунке 3 представлена схема укладки теплого пола. В качестве энергосберегающих строительных материалов, предлагается использовать керамогранит, что позволит обеспечить долговечность системы, так как данный материал прочнее гранита. Сочетание его с экструдированным пенополистеролом «Пеноплекс» позволит избежать потери тепла и уменьшит расходы энергии на обогрев малоэтажного здания. Толщина слоев керамогранита и экструдированного пенополистерола «Пеноплекс» взяты минимально, чем достигается экономия, однако это никаким образом не сказывается на энергоэффективности здания. [2]

                                                    Рис.3 Схема укладки теплого пола  

                На рис.4 представлен график, на котором изображена кривая нагрева и охлаждения теплого пола. Минимальная температура в здании составила +25,5°С, а  максимальная температура в помещении при включении теплого пола составила +28°С.Полученные значения соответствуют требованиям, установленными Министерством труда и социальной защиты для сидячей работы с незначительными физическими нагрузками.

                                          Рис.4 График нагревания и охлаждения

 Таким образом, использование системы напольного водяного отопления здания, в сочетании с локально выставленными радиаторами позволяет равномерно распределять температуру по всей площади помещения [1]. Тем самым, получается избежать потерь тепла и повысить энергоэффективность здания. К тому же, можно отдельно использовать систему нагрева пола, или отключить ее, и обойтись радиаторами, чем достигается положительный экономический эффект.

Энергоэффективность рассмотренного нами малоэтажного здания предназначена для значительного уменьшения энергетических потребностей непосредственно для отопления, учитывая при этом хороший микроклимат помещения. Достигается это за счет объемно - планировочных решений, высокой эффективности систем вентиляции и отопления [3].

Список литературы:

Список использованных источников:

1. СП.131.13330.2020. СНиП 23-01-99* Строительная климатология. / Минстрой России. -Москва, 2021.

2. СП.60.13330.2020.Свод правил. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. / Госстрой  России. Москва, 2020.

            3. Зайцев О.Н., Любарец А.П. Проектирование систем водяного отопления (пособие для проектировщиков, инженеров и студентов технических ВУЗов). Вена – Киев – Одесса, 200с.