Анализ теплоэнергетических характеристик жилого здания из газобетонных блоков
Автор: Корниенко Сергей Валерьевич, Ватин Николай Иванович, Горшков Александр Сергеевич
Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy
Статья в выпуске: 12 (51), 2016 года.
Бесплатный доступ
Объектом исследования является многоквартирный жилой дом, расположенный в Волгограде. Проектный уровень теплоизоляции двухслойных стеновых конструкций из газобетонных блоков с наружной облицовкой кирпичной кладкой может обеспечить минимально допустимые поэлементные требования по теплозащите согласно СП 50.13330.2012 только при выполнении требований к удельной характеристике расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания. Без дополнительной теплоизоляции двухслойные наружные стены в большинстве случае не соответствует базовому уровню теплозащиты и практически не имеют резерва по тепловой защите и энергосбережению. Фактический класс энергосбережения эксплуатируемого здания значительно ниже, чем установленный в проекте. Отклонение фактического расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от расчетного значения может достигать более 75%. С целью обеспечения реального энергосберегающего эффекта необходимо как совершенствовать модель, положенную в основу определения расчетной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания согласно СП 50.13330.2012, так и обеспечивать соответствие фактического исполнения проекту. Определение удельной теплозащитной характеристики здания следует производить с учетом краевых зон ограждающих конструкций на основе расчета трехмерных температурных полей. В строительстве следует использовать только сертифицированные строительные материалы и конструкции. Для минимизации теплотехнических и теплоэнергетических рисков и повышения уровня теплозащиты наружных стен из автоклавных газобетонных блоков рекомендуется дополнительная теплоизоляция в пунктах строительства с ГСОП больше либо равно 4200 К*сут/год. Следует осуществлять контроль за качеством проектирования и строительства в рамках проведения государственной экспертизы проектов и государственного строительного надзора.
Здания, строительство, гражданское строительство, эффективность использования энергии, автоклавный газобетон, тепловая защита, класс энергоэффективности
Короткий адрес: https://sciup.org/14322303
IDR: 14322303 | DOI: 10.18720/CUBS.51.4
Heat and power characteristics analysis carried out for the residential building made of autoclaved aerated concrete blocks
The object to be tested is a block of flats located in Volgograd (Russia, N 48°). Design insulation of double-layer wall structures made of AAC with exterior coating in the form of brick masonry can ensure minimum allowed element-by-element requirements for heat protection according to the Russian Construction Norms and Regulations (SP 50.13330.2012) provided the requirements for specific heat consumption for heating and ventilation in the building are met. In most cases double-layer exterior walls without extra insulation do not correspond to basic level of heat protection and almost do not have heat and energy reserved. An actual energy-saving class of the building in operation is significantly lower than the one stated in the design project. The deviation of actual heat protection for heating and ventilation in the building from the estimated value can reach more than 75%. With the aim to ensure actual energy-saving effect it is necessary to improve the model taken as a basis to determine estimated heat consumption for heating and ventilation in the building according to the Russian Construction Norms and Regulations (SP 50.13330.2012), and to ensue whether the actual design solution is performed correctly. Specific heat protection in the building shall be estimated with due account for edge zones of building envelopes based on 3-D temperature fields data. Only certified construction materials and structures can be used in construction. Extra insulation at points of HDD 20/8 >= 4200 K*day/year is recommended to minimize heat and power and energy risks and to improve heat protection of exterior walls made of AAC blocks. It is recommended to perform control over the quality of design and construction under state expertise of the projects and state construction supervision.
Список литературы Анализ теплоэнергетических характеристик жилого здания из газобетонных блоков
- Korniyenko S.V., Vatin N.I., Gorshkov A.S. Thermophysical field testing of residential buildings made of autoclaved aerated concrete blocks. Magazine of Civil Engineering. 2016. No. 4. Pp. 10-25. (eng)
- Suhasini R. Autoclaving cement concrete: A review. International Journal of Applied Engineering Research. 2014. No. 9 (11). Pp. 1603-1617.
- Van Boggelen W., Völker K. New opportunities for autoclaved aerated concrete . Betonwerk und Fertigteil-Technik/Concrete Precasting Plant and Technology. 2004. No. 70 (3). Pp. 60-64.
- Nemova D.V., Spiridonova T.I., Kurazhova V.G. Neizvestnye svojstva izvestnogo materiala . Construction of Unique Buildings and Structures. 2012. No. 1. Pp. 36-46. (rus)
- Saharov G.P. Razvitie proizvodstva i povyshenie konstruktivnyh svojstv avtoklavnogo jacheistogo betona i izdelij na ego osnove . Tehnologii betonov. 2012. No. 11-12 (76-77). Pp. 56-58. (rus)
- Tanner J.E., Varela J.L., Klingner R.E., Brightman M.J., Cancino U. Seismic testing of autoclaved aerated concrete shearwalls: A comprehensive review. ACI Structural Journal. 2005. No. 102 (3). Pp. 374-382.
- Gorshkov A.S. Uslovija obespechenija ustojchivosti dlja pojetazhno-opertyh sten iz gazobetonnyh blokov . Tehnologii betonov. 2014. No. 4(93). Pp. 49-55. (rus)
- Gorshkov A.S., Vatin N.I. Svojstva stenovyh konstrukcij iz jacheistobetonnyh izdelij avtoklavnogo tverdenija na poliuretanovom kleju . Magazine of Civil Engineering. 2013. No. 5 (40). Pp. 5-19. (rus)
- Gorshkov A.S., Grinfel'd G.I., Mishin V.E., Nikiforov E.S., Vatin N.I. Povyshenie teplotehnicheskoj odnorodnosti sten iz jacheisto-betonnyh izdelij za schet ispol'zovanija v kladke poliuretanovogo kleja . Stroitel'nye materialy. 2014. No. 5. Pp. 57-64. (rus)
- Kočí V., Maděra J., Černý R. Exterior thermal insulation systems for AAC building envelopes: Computational analysis aimed at increasing service life. Energy and Buildings. 2012. No. 47. Pp. 84-90.
- Jin H.-Q., Yao X.-L., Fan L.-W., Xu X., Yu Z.-T. Experimental determination and fractal modeling of the effective thermal conductivity of autoclaved aerated concrete: Effects of moisture content. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2016. No. 92. Pp. 589-602.
- Korniyenko S. Advanced hygrothermal performance of building component at reconstruction of S. Radonezhskiy temple in Volgograd. MATEC Web of Conferences. 2016. No. 53, 01003.
- Rubene S., Vilnitis M., Noviks J. Frequency Analysis and Measurements of Moisture Content of AAC Masonry Constructions by EIS. Procedia Engineering. 2015. No. 123. Pp. 471-478.
- Koudelka T., Kruis J., Maděra J. Coupled shrinkage and damage analysis of autoclaved aerated concrete. Applied Mathematics and Computation. 2015. No. 267. Pp. 427-435.
- Korniyenko S.V. Evaluation of thermal performance of residential building envelope. Procedia Engineering. 2015. No. 117. Pp. 191-196.
- Gorshkov A.S., Rymkevich P.P., Vatin N.I. Modelirovanie processov nestacionarnogo perenosa tepla v stenovyh konstrukcijah iz gazobetonnyh blokov . Magazine of Civil Engineering. 2014. No. 8 (52). Pp. 38-48. (rus)
- Korniyenko S.V. Mnogofaktornaja ocenka teplovogo rezhima v jelementah obolochki zdanija . Magazine of Civil Engineering. 2014. No. 8 (52). Pp. 25-37. (rus)
- Korniyenko S.V. The experimental analysis and calculative assessment of building energy efficiency. Applied Mechanics and Materials. 2014. No. 618. Pp. 509-513.
- Kennedy S.D., Vangeem M.G., Lawrence T., Lord R. Energy Efficiency: Building on Standard 90.1. ASHRAE Journal. 2010. Vol. 52. No. 6. Pp. 22-28.
- Lagüela S., Martínez J., Armesto J., Arias P. Energy Efficiency Studies Through 3D Laser Scanning and Thermographic Technologies. Energy and Buildings. 2011. Vol. 43. No. 6. Pp. 1216-1221.
- Verbeeck G., Hens H. Life Cycle Inventory of Buildings: A Contribution Analysis. Building and Environment. 2010. Vol. 45. No. 4. Pp. 964-967.
- Vatin N.I., Velichkin V.Z., Gorshkov A.S., Pestryakov I.I., Peshkov A.A., Nemova D.V., Kiski S.S. Al'bom tekhnicheskikh resheniy po primeneniyu teploizolyatsionnykh izdeliy iz penopolituretana torgovoy marki «SPU-INSULATION» v stroitel'stve zhilykh, obshchestvennykh i promyshlennykh zdaniy . Construction of Unique Buildings and Structures. 2013. No. 3 (8). Pp. 1-264. (rus)
- Vasilyev G.P., Lichman V.A., Kolesova M.V., Peskov N.V., Brodach M.M., Tabunshchikov Y.A. Simulation of Heat and Moisture Transfer in a Multiplex Structure. Energy and Buildings. 2015. Vol. 86. Pp. 803-807.
- Campanale M., Moro L. Autoclaved aerated concrete: Experimental evaluation of its thermal properties at high temperatures. High Temperatures-High Pressures. 2015. No. 44 (5). Pp. 369-382.
- Vasil'ev G.P., Lichman V.A., Peskov N.V. Metodika instrumental'nogo opredelenija jenergopotreblenija vvodimyh v jekspluataciju zdanij . Zhilishhnoe stroitel'stvo. 2014. No. 12. Pp. 32-36. (rus)
- Feng C., Yu X., Wang D. Measurements on the hygric properties of autoclaved aerated concrete. Tumu Jianzhu yu Huanjing Gongcheng/Journal of Civil, Architectural and Environmental Engineering. 2016. No. 38 (2). Pp. 125-131.
- Wang C.-L., Ni W., Zhang S.-Q., Wang S., Gai G.-S., Wang W.-K. Preparation and properties of autoclaved aerated concrete using coal gangue and iron ore tailings. Construction and Building Materials. 2016. No. 104. Pp. 109-115.
- Cao X., Li X., Hu Y. Life cycle assessment of EI of masonry materials. Advanced Materials Research. 2012. No. 347-353. Pp. 4055-4061.
- Zhang J., Gao Y., Huang Z. Comparative studies on the temperature stresses in external walls with different thermal insulation models. Harbin Gongcheng Daxue Xuebao/Journal of Harbin Engineering University. 2011. No. 32 (7). Pp. 895-905.
- Guohong T., Christopher D.M., Tianlai L., Tieliang W. Temperature variations inside Chinese solar greenhouses with external climatic conditions and enclosure materials. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2008. No. 1(2). Pp. 21-26.
- Tian S., Yu J., Nie J. Nonlinear FEM analysis of autoclaved aerated concrete block composite masonry walls. Jianzhu Jiegou Xuebao/Journal of Building Structures. 2006. No. 27(SUPPL.). Pp. 336-340.
- Sormunen P. Energoeffektivnost zdaniy. Situatsiya v Finlyandii . Magazine of Civil Engineering. 2010. No. 1. Pp. 7-8. (rus)
