ЗМІСТ
|
Вступ …………………………………………………………….………………… |
4 |
|
|
1 |
Літературний огляд……………………………………… ….………………… |
6 |
|
|
|
6 |
|
|
|
9 |
|
|
|
12 |
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Обчислення …………………………………….....….……… |
|
|
|
2.1 …………………………………………………………… |
|
|
|
2.2 ………………………………………………………………………… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Економічна частина…………………………………………………………….. |
|
|
|
|
5.1 Практичне застосування…………………………………………………… |
|
|
|
5.2 Розрахунок кошторису витрат на проведення дипломної роботи………. |
|
|
Висновки…………………………………………………………………………… |
|
|
|
Список джерел інформації…………………………………………………….….. |
|
|
ВСТУП
Нестабільна ситуація у сфері енергопостачання та обмеженість запасів викопних видів палива змушують європейські країни дедалі більше уваги приділяти альтернативним джерелам енергіі та енергозберігаючим технологіям. Максимальне втілення вони знайшли у концепції пасивного будинку.
Пасивний будинок, енергозберігаючий будинок або екобудинок (нім. Passivhaus, англ. Passive house) – це енергоефективний будівельний стандарт, який створює комфортні умови проживання, одночасно є економічним і надає мінімальний негативний вплив на навколишнє середовище.;це будинок, в якому можливо досягти комфортного мікроклімату (ISO 7730), як у зимовий період без окремої системи опалення (або використовуючи малопотужну компактну систему опалення), так і в літній період без системи кондиціонування. У більшості розвинених країн існують власні вимоги до стандарту пасивного будинку.
До найважливіших показників такої споруди відносять:
-
високий рівень теплоізоляції;
-
ізольовані віконні рами з потрійним низькоенергетичним склом;
-
герметична оболонка будівлі;
-
комфортна вентиляція з високою ефективною рекуперацією тепла.
Для будівництва обирають екологічно чисті матеріали, такі як дерево, камінь, цегла та інші.
В Україні головною перешкодою на шляху створення подібних проектів є великі початкові витрати порівняно із традиційним будівництвом. Витрати на побудову пасивного будинку в 10 разів перевищують затрати на побудову звичайного дому, тому перш ніж почати будівництво, необхідно детально розрахувати всі показники енергоефективності.
Енергозабезпечення пасивного будинку здійснюється за допомогою нетрадиційних джерел енергії, у нашому випадку це гібридна схема установки, що включає вітрогенератор, сонячні батареї та генератор Росі. В даній дипломній роботі саме на питанні енергозабезпечення буде зроблено головний акцент.
1 Літературний огляд
-
Загальні відомості про пасивний будинок
Місцем «народження» концепції пасивного будинку стала Німеччина. У травні 1988 року доктор Вольфганг Файст, засновник «Інституту пасивного будинку» в Дармштадті (Німеччина, 1996), і професор Бо Адамсон із Лундського університету (Швеція) запропонували цікаву схему обладнання пасивного будинку. Вольфганг Файст, фізик-будівельник за спеціальністю, розраховував енергетичні баланси до тих пір, доки йому не вдалось вирахувати показники такої будівлі, яка при правильному будівництві взагалі більше не потребувала б спеціальної системи опалення, і будівля такого типу отримала назву «пасивний будинок».
Енергетична концепція такого будинку спрямована на зниження витрат енергії в нових будівлях до 8-10 разів. Таким чином, в той час, як звичайна будівля в Німеччині споживає від 150 до 250 кВт·год/м в рік, пасивному будинку достатньо всього 10-15 кВт·год/м в рік. У реальному житті таких результатів вдається домогтися в небагатьох випадках. Однак, пасивні будинки яким потрібно лише близько 10% звичайного енергоспоживання, вже знайшли доволі масове впровадження.
Грандіозним практичним досвідом здійснення проектів пасивних будинків володіють країни Західної Європи, і в першу чергу, Німеччина. Тут був споруджений перший в Європі пасивний будинок (рис. 1), характерними прикметами якого були:
- суцільна ізолююча оболонка будівлі з високоефективних теплоізоляційних матеріалів
- інноваційні віконні системи;
- механічна припливно-витяжна система вентиляції з рекуперацією тепла, яке відводиться з приміщень разом з повітрям;
- грунтовий теплообмінник для попереднього обігріву повітря, що надходить до будинку.
Рисунок 1.1 – Приклад енергопасивного будинку
В нашій державі перший пасивний будинок був побудований у 2008 році. На сьогоднішній день в Києві, Чернігові і Василькові (Київська обл..) побудовано 3 пасивних будинки. Будівництво цих трьох об’єктів здійснювалось по проектам архітектора-художника Тетяни Ернст. Проектування здійснювалось протягом 2005-2007 років, а будівництво – протягом 2007-2008 років в районі Сирець (м.Київ). «Пасивний будинок» Тетяни Ернст отримав назву «Будинок Сонця» (Sunshine Home) і був внесений в базу даних Інституту пасивного будинку в Дармштадті. «Будинок Сонця» в Києві спроектований з врахуванням основних вимог до енергетично-вигідної форми будинку і з врахуванням орієнтації по сторонам світу.
В цілому, ситуація з будівництвом пасивних будинків в Україні складається не найкращим чином. Про зародження нового ринку говорити поки-що рано. 99% населення України ще навіть не чули про існування даної технології. Однак поширення концепції «пасивного будинку», застосування даної технології у поєднанні з альтернативними джерелами енергії стане ще одним кроком назустріч енергозбереженню і переходу на використання альтернативних джерел енергії.
1.2 Конструктивні особливості пасивного будинку
Для будівництва екобудинку можна використовувати всі не заборонені санітарно-гігієнічними нормами будівельні матеріали. Архітектори можуть проектувати такі будинки відповідно до власних уподобань, застосовуючи монолітні, дерев’яні, збірнощитові чи композитні конструкції.
У разі високої ціни на ділянку землі під будівництво будинку, наприклад, у межах густозаселеного міста, економічно виправданим і пріоритетним є використання легких конструкції, принаймні для зведення зовнішніх стін. У будинках з особливо високим навантаженням опалення слід використовувати переважно масивні будівельні матеріали для запобігання дуже швидкому нагріванню приміщень протягом доби.
З точки зору екологічності для екобудинку найбільш привабливими можна вважати плити, виготовлені з кам'яної вати. Вони володіють наступними перевагами:
• нетоксичні і неканцерогенними на відміну, наприклад, від такого матеріалу, як азбестове волокно;
• базальтове волокно не ламається, не колеться і не сиплеться як скловолокно;
• негігроскопічні (водопоглинання становить не більше 1,5%) при одночасній хорошій паропроникності;
• з плином часу плити з кам'яної вати не стискаються в обсязі на відміну від скловатних або шлаковатних плит;
• матеріал не схильний до дії грибків та комах;
• негорючі і термостійкі - плити з кам'яної вати витримують температуру до 1000 ° С. Найважливіша умова збереження теплового контуру будівлі - наявність припливно-витяжної вентиляції з рекуператором тепла (теплообмінником).
Принцип дії: зовнішній холодне повітря надходить в протиточний теплообмінник, у якому рухається по трубах, омиваних зовні теплим повітрям, що йде з дому в протилежному напрямку. У результаті на виході з теплообмінника вуличне повітря прагне придбати температуру кімнатного, а останнє, навпаки, перед виходом з теплообмінника прагне до вуличної температури. Так вирішується завдання досить інтенсивного повітрообміну в будинку без втрат тепла.
Рисунок 1.2-Вентиляція з рекуперацією тепла
В Росії, де клімат більш суворіший, ніж, наприклад, у країнах Європи, до основного рекуператору слід додати ще й ґрунтовий. Його доцільність доведена тим, що в деяких західних екобудинках застосування ґрунтового рекуператора дозволило відмовитися від кондиціонера. Температура ґрунту на глибині 8 м більш постійна і становить близько 8-12 С. Тому потрібно заглиблювати рекуператор саме на цю глибину, щоб вуличне повітря, проходячи в ґрунті, незалежно від пори року прагнуло прийняти відповідну температуру. На вулиці можуть стояти або липнева спека, або січневий мороз, але в будинок завжди буде надходити свіже повітря, температура якого оптимальна - близько 17 ° С.
Коефіцієнт опору теплопередачі вікон повинен становити не менше 1,5 ° С • м2/Вт - це ще одна необхідна умова теплової герметичності екобудинку.
Вимоги до вікон пред'являються наступні:
• конструкція профілю повинна мати низьку теплопровідність і не мати «містків холоду»; кращі трикамерні або п'ятикамерні профілі товщиною 62-130 мм;
• вікна з великою площею скління повинні виходити на південну сторону;
• для зниження втрат тепла через вікна в зимовий час на ніч їх краще закривати віконницями, роль-ставнями або щільними шторами.
Для екобудинку найкраще підходять дерев'яні вікна з двокамерними склопакетами (три низькоемісійних скла, міжскляні камери заповнені криптоном). Склопакет повинен мати теплоізоляцію з коефіцієнтом опору теплопередачі 2 ° С • м2/Вт.
Дах, як і фундамент, визначає довговічність будинку. Вона захищає стіни і фундамент від опадів, забезпечує теплозахист внутрішніх приміщень. Дах може служити місцем для розміщення елементів сонячної енергетики (сонячні колектори для нагріву повітря, води, сонячні батареї для перетворення сонячної енергії в електричну). З поверхні даху можна зібрати значну кількість води для поливу та інших технічних потреб.Залежно від бажання можна використовувати поєднану покрівлю (утеплена дах, застосовується для мансардного поверху) і холодну, яка традиційно застосовується при будівництві будинків.