Проектирование мультикомфортного дома в г. Ноттингем, Великобритания

ния питания может произойти закипание и образование пара из-за инерционности системы. Образовавшийся пар и горячая вода при неосторожном обращении могут привести к ожогу. Увеличивать объем воды в водонагревателе нецелесообразно, поскольку значительно увеличивается время на установившийся режим и снижается скорость движения воды у поверхности теплосъёма. Водонагреватель выходит на установившийся режим за 3-5 с, что превосходит результат аналогичных систем более чем в 2 раза.

Испытания проточного водонагревателя в продолжительном режиме с изменением скорости потока на ± 25% показали, что при водоразборе в течение 6 ч температура выходящей воды 40оС± 5%. Имеющиеся на сегодня конструкции водонагревателей не могут обеспечить такие показатели.

Испытания по регулировке заданного температурного режима проточных нагревателей на полупроводниковых нагревательных элементах показали, что температура воды на выходе прибора увеличивается не более чем на 10оС. Это значение в 2-2,5 раза превосходит показания аналогичных приборов промышленного производства.

Проведенные исследования проточных нагревателей на полупроводниковых нагревательных элементах в действующих системах водоснабжения показали, что данный прибор работает надёжно, а по техническим параметрам превосходит многие имеющиеся аналоги и может использоваться в установках с непрерывным режимом.

1. Российский статистический ежегодник. 2007: стат. сб. / Росстат. М., 2007. 815с.

2. Деловой журнал строительного рынка. 2005. №2. / http://www.media-park.ru/buildreport/index.php?dir=read&st=511

3. Рульнов А.А., Евстафьев К.Ю. Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения : учеб. для сред. строит. спец. учеб. заведений. М. : ИНФРА-М, 2008. 203 с.

4. Мартынова Т.Н., Шелехов И.Ю., Гладкий Г.Ю. Разработка технологии изготовления толстопленочных нагревательных элементов // Материалы региональной научно-

ский список

практической конференции "Актуальные проблемы АПК". Иркутск, 2002. С.15-17.

5. Шелехов И.Ю., Шелехова И.В., Иванов Н.А., Kim Byoung Chul, Головных И.М. Патент на полезную модель №109628, приоритет от 21.03.2011 «Нагревательный элемент».

6. Шелехов И.Ю., Дрянов О.А. Новая конструкция нагревательного элемента // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 1; URL: www.science-education.ru/101-5389 (дата обращения: 05.02.2012).

УДК 628.87

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МУЛЬТИКОМФОРТНОГО ДОМА В г.НОТТИНГЕМ, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ

Т.А.Леник1, Д.Л.Тарасова2, М.Ю.Толстой3

Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Представлен проект мультикомфортного дома, созданного для города Ноттингем, Великобритания. Спроектированы системы вентиляции, электроснабжения и горячего водоснабжения. Приведены расчеты коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций с помощью программы MCH-Designer-2. Ил. 11. Библиогр. 6 назв.

Ключевые слова: мультикомфортный дом; теплоизоляция; световой колодец; солнечная батарея; рекуператор; геотермальный теплообменник.

DESIGNING A MULTI-COMFORT HOUSE IN NOTTINGHAM, UK T.A. Lenik, D.L. Tarasova, M.Y. Tolstoy

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The article presents a design of a multi-comfort house created for a former industrial area of Nottingham, UK. It includes ventilation, power supply and heating schemes. The authors present the calculations of the heat-transfer coefficient of enclosing structures performed with the help of MCH-Designer-2. 11 figures. 6 sources.

Key words: multi-comfort house; heat insulation; light shelf; solar battery; recuperator; geothermal heat exchanger.

1Леник Татьяна Александровна, студентка, тел.: 89086479835, e-mail: tatyana_lenik@mail.ru Lenik Tatyana, Student, tel.: 89086479835, e-mail: tatyana_lenik@mail.ru

2Тарасова Дарья Леонидовна, студентка, тел.: 89500877577, e-mail: d.t.l91@mail.ru Tarasova Darya, Student, tel.: 89500877577, e-mail: d.t.l91@mail.ru

3Толстой Михаил Юрьевич, кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения, тел.: (3952) 971445, e-mail: tolstoi@istu.edu

Tolstoi Mikhail, Candidate of technical sciences, Professor, Head of the Department of Engineering Communications and Life Support Systems, tel.: 971445, e-mail: tolstoi@istu.edu

В настоящее время во всем мире наиболее остро стоит проблема загрязнения окружающей среды и истощения природных ресурсов. Использование альтернативных источников энергии позволит решить эту проблему [1-4].

Тема статьи основана на полученном опыте участия в конкурсе «Проектирование Мультикомфортного дома» компании «Saint-Gobain ISOVER». Работа выполнена под руководством профессора ИрГТУ М.Ю.Толстого. Целью данного проекта стало строительство такого микрорайона, который будет отвечать всем экологическим, экономическим и энергетическим параметрам, но не в ущерб комфорту и техническому прогрессу.

Район, предложенный для застройки (рис.1), находится в бывшей промышленной зоне, которая застроена складами и цехами. Несмотря на то что зона находится всего в километре от центра Ноттингема, она кажется заброшенной. Многие люди не хотят жить рядом с промышленной зоной из-за того, что она загрязнена и непривлекательна для жизни. Поэтому строительство «зеленого» микрорайона даст людям возможность вдохнуть свежего воздуха и стать ближе к природе. Авторами предлагается реконструкция жилой застройки с использованием мультикомфортного дома (рис.2).

- береговая линия, ведущая к центру города;

-депо и склады;

- область проекта.

Рис.1. Генплан участка промышленной зоны. Ноттингем, Великобритания, бассейн реки Трент

-зона развлечений; -зеленая зона; -жилая зона;

-вmopеннaя зона овотройки.

Рис.2. Генплан после регенерации промышленной зоны в жилой микрорайон

Решения по проектированию мультикомфортного дома должны быть комплексными и включать в себя:

• эффективную звуко- и теплоизоляцию конструкций;

• исключение «мостиков холода»;

• рациональное использование альтернативных источников энергии.

Большое значение при проектировании имеет также форма здания. Так, например, использование десятиугольной формы позволит по сравнению со стандартной прямоугольной значительно снизить теп-лопотери через ограждающие конструкции за счет уменьшения площади внешних стен (рис. 3 и 4).

Рис. 3. План дома десятиугольной формы

3 Е

Общая площадь 176 и,2

3=Ё

Рис. 4. План дома стандартной формы

^ нс ~ Sнс - ^го - Sвд 1

где S'нс - площадь внешних стен с учетом окон и

внешних стен без

входной двери, м  ¿нс - площадь учета окон и входной двери, м ; ST0 - площадь окон с тройным остеклением, м2; Sed - площадь входной двери, м2

Расчет площади наружных стен десятиугольного дома (рис.3);

S^ =200,34 м2;

STO =3,2*1,5*3= 14,4 м2;

S^, = 1*2,2=2,2 м2;

S'нс = 200,34 - 14,4 - 2,2 = 183,74 м2.

Расчет площади наружных стен дома стандартной формы (рис.4):

S^ =221,0м2;

Sто =3,2*1,5*3= 14,4 м2;

Sвд = 1*2,2=2,2 м2;

S'нс = 221,0- 14,4 - 2,2 = 204,4 м2.

Конструкционные теплопотери мультикомфортно-го дома не превышают 15 кВт*ч/м2, в то время как ограждающие конструкции обычных домов имеют достаточно большой коэффициент теплопередачи (250350 кВт*ч/м2 отапливаемой площади). Достичь такого результата позволяет сплошная теплоизоляция и отсутствие «мостиков холода». Подсчитав теплопотери данного дома по программе MCH-Designer-2, найдем коэффициент теплопередачи U = 6,09кВт*ч/м2 (рис. 5) [5].

Наличие тамбура также обеспечивает минимизацию теплопотерь в моменты открывания входной двери.

Для снижения тепловых потерь через оконные проемы использовались стеклопакеты с тройным остеклением и заполнением инертным газом (аргон, криптон), которые имеют низкий коэффициент теплопередачи U=0,6 Вт/м2*К (рис. 6) [6].

Расположение окон с южной стороны здания обеспечивает максимальное количество теплопоступ-лений, которые превышают теплопотери даже в холодное время года. Кроме теплосберегающих свойств, газонаполненный стеклопакет обладает повышенной звукоизоляцией, что позволяет уменьшить проникновение уличного шума на 40-50 дБ.

Overview

A. Dala input 1. General project data:

Multi-Comfort House

Name of building proj.: Name of developer: Street of pro]., house no.: ZlP/Postcode. Town/City: Climatic region; Planning phase: Serial No Close to nature T a rasova. Le n ik. S e n otrusov Trent Ln 03290 Nottingham GB-Birmingham Draft 01

2. Areas: Energy reference areas: Thermal envelope area: 253.60 m2 732.29 m2

3. Constructional U values: " Exterior wall to air: Exterior wall to ground: Roofs/top floor ceiling: Cellar ceiling /floor: 0.090 W/m2K 0 .290 W/m2K 0.100 W/m2K 0.100 W/m2K

4. Glazing U-values: Mean IJ-value: 0 49 W/m2K

5. Window U-value: Mean U-value: 0.35 W/m2K

6.Thermal bridge-free: Guaranteed: YES

7. Forced ventilation: Present: 33.00 %

B. Calculation:

1. Transmission Heat Losses

2. Ventilation Heat Losses: 3 Total Heat Losses:

4. internal Heat Gains:

5. Available Solar Heat Gains: 6 Heat Gains:

7. Annual Heat Demand:

25.10 kWM;m2l) 5.66 kWh/im2a1 30 .76 I«him2a) 11.34kWhim2al 17.28 И1¥МГт2а) 24.67 l(Whím2a) 1343.37 «WWa

Spec. Heat demand: * 6.09 kWh/(m2a) ^

Puc. 5. Расчет теплопотерь по программе MCH-Designer-2

Рис. 6. Стеклопакет с тройным остеклением и заполнением инертным газом

Помимо окон источником дневного света являются световые колодцы (рис. 7), предназначенные для освещения комнат без оконных проемов. Задача светового колодца - собрать как можно больше солнечного света на крыше, перенаправить по световодной трубе и рассеять его по всему внутреннему пространству необходимого помещения. В проекте были использованы колодцы диаметром 400 мм, позволяющие освещать помещение площадью до 12 м2.

Для минимизации потерь света используется оптоволокно, обладающее высокой отражающей способностью. Один световой колодец способен сэкономить более 100 руб/м2 освещаемой площади в год и сократить ежегодный выброс СО2 на 7,4 млн тонн.

Электроэнергия в доме обеспечивается солнечными батареями с фотогальваническими элементами (1 м2 такой батареи вырабатывает до 1 кВт энергии). В условиях климата Великобритании, при продолжительной облачности возможен заряд батарей от городской электросети (рис. 8).

Рис. 7. Устройство светового колодца

потери. Рекуперативная система вентиляции Zehnder СотйэАк (СА) 350 (рис. 9), использованная в проекте, основана на отборе тепла из отходящих потоков воздуха системы вентиляции. В холодное время года отводимый из дома воздух проходит через теплообменник (рекуператор) и нагревает поступающий в помещения воздух. В летний период приточный воздух идет в обход системы рекуперации. Для этого рекуператор снабжен функцией байпаса, что позволяет подавать в жилые помещения прохладный свежий воздух.

Рис. 9. Рекуператор тепла 1еЬпвег Сош^АГ (СА) 350

У1ТОСЛ1 МО

Рис. 8. Солнечная батарея с фотогальваническими элементами

Наличие сплошной теплоизоляции не позволяет использовать в мультикомфортном доме систему вентиляции с естественным побуждением, т.к. в этом случае невозможно избежать потерь тепла. Решением этой проблемы является система с рекуперацией тепла. Она позволяет обеспечивать необходимый воздухообмен в помещении и минимизировать тепловые

Рис. 10. Тепловой насос Шоса1

Рис. 11. Мультикомфортный дом

Для обеспечения дома горячим водоснабжением используется водоводяной тепловой насос (рис. 10). Он получает тепловую энергию земли в течение всего года с помощью плоского контура, расположенного под основанием дома на глубине 2 м. Расположение контура выбрано с учетом того, что температура земли в данном месте обычно выше на 2-3 градуса Цельсия.

Использование альтернативных источников энергии позволяет сэкономить на эксплуатации дома при

Библиограф

1. Богословский В.Н. Строительная теплофизика (Тепло-физические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха) : учеб. для вузов [по специальности "Тепло-газоснабжение и вентиляция"]. Изд. 3-е. СПб. : АВОК Северо-Запад, 2006. 399 с. (Инженерные системы зданий).

2. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплога-зоснабжение и вентиляция : учеб. для вузов по специальности "Пром. и гражд. стр-во". Изд. 5-е, репр. М.: БАСТЕТ, 2009. 479 с.

3. Габриель И., Ладенер Х. Реконструкция зданий по стандартам энергоэффективного дома = Vom Altbau zum Niedrigenergie und Passivhaus. - СПб.: «БХВ-Петербург», 2011. 478 с.

4. Пассивный дом [Электронный ресурс] // Материал из Википедии — свободной энциклопедии [сайт]. URL:

больших первичных затратах.

На основании выполненного проекта делается вывод о возможности создания мультикомфортного дома с минимальным потреблением энергии 6,09 кВт/м2 для местности Ноттингем, Великобритания (рис. 11).

В дальнейшем авторы проведут исследования применения разработанного проекта для России с учетом особых климатических условий.

ский список

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1 %81 %D1 %81 %D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0 %BE%D0%BC#.D0.9A.D0.BE.D0.BD.D1.81 .D1.82.D1.80.D1.83 .D0.BA.D1.86.D0.B8.D1.8F_.D0.BF.D0.B0.D1.81 .D1.81 .D0.B8. D0.B2.D0.BD.D0.BE.D0.B3.D0.BE_.D0.B4.D0.BE.D0.BC.D0.B0 (дата обращения: 28.03.2012).

5. Продукция ISOVER [Электронный ресурс] // Saint Gobain Территория комфорта [сайт]. URL: http://www.isover.ru/index.php?pid=404 (дата обращения 15.03.2012).

6. Окна для пассивных домов - двойная функция [Электронный ресурс] // Internorm [сайт]. URL: http://www.internorm-okno.ru/Internorm_Tipps_1497.html (дата обращения 12.03.2012).

УДК 54.544;691;691.5

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НА ЭТАПЕ НАЧАЛЬНОГО СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ВЯЖУЩИХ ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ

H.А.Шурыгина1, Л.А.Щербаченко2, Ю.С.Саркисов3, Д.С.Барышников4

I,2,4Иркутский государственный университет, 664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 1.

3Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634003, г. Томск, Соляная пл., 2.

Представлено исследование процесса гидратации полиминеральных вяжущих систем на основе цемента методом термостимулированных токов (ТСТ). Объект исследования - рядовой портландцемент Ангарского цементного завода (ПЦ 400 Д20) при различных значениях величины адсорбции (от 0,1 до 3,5%). Экспериментально получены численные значения электрофизических параметров системы «цемент-вода» на начальном этапе структу-рообразования. Дано теоретическое обоснование наблюдаемых явлений. Обоснована взаимосвязь процесса гидратации дисперсной полиминеральной системы со структурой взаимодействующих фаз. Показана возможность регулирования свойств конечных материалов на основе цементного вяжущего. Табл. 1. Библиогр. 3 назв.

Ключевые слова: вяжущие вещества; энергия активации; время релаксации; гидратация; величина адсорбции.

1Шурыгина Наталья Александровна, старший преподаватель кафедры общей физики, тел.: 89041407213, e-mail: shurygina_n@mail.ru

Shurygina Natalya, Senior Lecturer of the Department of General Physics, tel.: 89041407213, e-mail: shurygina_n@mail.ru

2Щербаченко Лия Авенировна, доктор технических наук, профессор, тел.: 89086429111, e-mail: irk.sherbachenko@mail.ru Shcherbachenko Liya, Doctor of technical sciences, Professor, tel.: 89086429111, e-mail: irk.sherbachenko @ mail.ru

3Саркисов Юрий Сергеевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой химии, тел.: 83822652445, e-mail: yu-s-sarkisov@yandex.ru

Sarkisov Yuri, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Chemistry, tel.: 83822652445, e-mail: yu-s-sarkisov@yandex.ru

"Барышников Дмитрий Сергеевич, аспирант. Baryshnikov Dmitry, Postgraduate.