ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ В КРУПНОПАНЕЛЬНОМ ДОМОСТРОЕНИИ

«ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ В КРУПНОПАНЕЛЬНОМ ДОМОСТРОЕНИИ» Студент : СФ 13 -02 м Татарникова Марина Олеговна Научный руководитель: к. т. н. доц. каф. ПЗи. ЭН Михеев Денис Александрович г. Красноярск 2014 г.

Цель диссертационного исследования Разработка технических решений ограждающих конструкций и узлов их сопряжений, повышающих уровень энергоэффективности жилых домов с соблюдением требований санитарной гигиены. Задачи курсового проекта 1. 2. 3. 4. 5. Изучить основные теоретические аспекты проблемы возникновения дефектов и тепловых потерь в строительных конструкциях крупнопанельных домов. Установить влияние факторов воздействия на возможность возникновения повреждений и дефектов в наружных ограждающих конструкциях. Изучить дефекты в наружных ограждающих конструкциях крупнопанельного домостроения на основе результатов натурных тепловизионных обследований На основании системного подхода предложить комплекс мер для предотвращения возникновения и развития повреждений на всех стадиях жизненного цикла здания. Разработать эффективные технические решения ограждающих конструкций.

Объект исследований Наружные многослойные ограждающие конструкции крупнопанельных жилых домов Предмет исследований Изменение теплотехнических параметров ограждающих конструкций и уровня тепловой защиты в зависимости от их конструктивных особенностей

Актуальность диссертационного исследования Практически во всех городах России основная масса жилых домов построена крупнопанельным способом из трехслойных конструкций. Эти наружные трехслойные стены, как правило, имеют следующие проблемы: • недостаточное сопротивление теплопередачи; • наличие трещин с раскрытием, превышающим нормативное при прогибах стеновых панелей; • неудовлетворительное состояние швов между стеновыми панелями; • коррозионные повреждения, проявляющиеся при возникновении и раскрытии трещин несилового характера; • разрушения анкерной зоны закладных деталей; • разрушения материала стен (легкий или ноздреватый, а также тяжелый бетон) под влиянием увлажнения и попеременного воздействия положительных и отрицательных температур.

Предпосылки возникновения теплопотерь и промерзаний в ограждающих конструкциях • Внешние факторы (природные) • Технологические факторы • Проектирование, изготовление, строительство • Режим эксплуатации Анализ дефектов конструкций Ошибки проектных решений 4 качество изготовления деталей 17. 6 27. 8 5 8 41. 6 транспортировка низкое качество монтажа неудовлетворительная эксплуатация зданий прочее

Системный анализ дефектов ограждающих конструкций и их влияние на функционирование здания

Системный анализ дефектов ограждающих конструкций и их влияние на функционирование здания

Исследование дефектов в ограждающих конструкциях на основе результатов натурных тепловизионных обследований Квартира № 24 а tint = +22, 9 о. С φint = 71, 2 % td = 17, 4 о. С б tint = +22, 7 о. С φint = 47, 8 % td = 11, 1 о. С Анализ помещений гостинных в Дефекты: выявлены многочисленные зоны с плесенью Рис. 1. Левый стеновых панелей Н-106 и Н-103, так черного оттенка угол в помещении гостиной квартиры № 24: а – общая термограмма обследуемого угла; б – же в верхнем углу на плите перекрытия зафиксирован фотография; в – фрагменты общей термограммы налет темно-коричневого оттенка (рис. 1). В нижней части зафиксировано отслаивание (отставание) обоев от поверхности стены. а б Квартира № 42 в Дефекты: - в нижнем левом углу, образованном наружными Рис. 2. Левый угол в помещении гостиной квартиры № 42: а – стеновыми панелями Н-106, Н-103 и перекрытием, участок с общая термограмма обследуемого угла; б – фотография; в – плесенью серо-черного оттенка. На перекрытии в верхнем фрагменты общей термограммы левом углу видны следы подтеков желтого оттенка, свидетельствующие о выпадении конденсата.

Исследование дефектов в ограждающих конструкциях на основе результатов натурных тепловизионных обследований Квартира № 24 а tint = +22, 9 о. С φint = 71, 2 % td = 17, 4 о. С б Анализ помещений спален в Рис. Дефекты: многочисленные зоны образования грибка 2. Угол, образованный наружной стеновой панелью Н-111 и примыкающими внутренними (плесени) в горизонтальных углах, образованных примыканием перекрытий к наружной стеновой панели Н-116. конструкциями, в помещении кухни квартиры № 24: Образование плесени и а – общая термограммаотставание обоев в угла; б – обследуемого месте расположения дискретной связи (шпонки) и закладных фотография; в – фрагменты общей термограммы монтажных элементов (арматура петель). а б tint = +22, 7 о. С φint = 47, 8 % td = 11, 1 о. С Квартира № 42 в Дефекты: Наружное стеновое ограждениестенового в Рис. 3. На внутренней поверхности наружного (Н-116) ограждения (панель Н-116) в помещении спальни по верхнему углу, помещении спальни квартиры № 42: а – общая образованному плитой перекрытия и стеновой панелью выявлен термограмма подтеков желто-коричневого оттенка, участок со следамиограждения; б – фотография; в – свидетельствующий о выпадении конденсата. фрагменты термограммы

Исследование дефектов в ограждающих конструкциях на основе результатов натурных тепловизионных обследований Квартира № 24 а tint = +22, 9 о. С φint = 71, 2 % td = 17, 4 о. С б Анализ помещений кухонь в Дефекты: в нижнем и верхнем углах (рис. 5), в местах Рис. 5. Угол, образованный наружной стеновой панелью примыкания внутренних железобетонных конструкций Н-111 и примыкающими внутренними конструкциями, (перекрытие и стена) к стеновой панели Н-111 выявлены зоны в помещении кухни следы выпадения конденсата (желтообразования грибка и квартиры № 24: а – общая термограмма. По всей длине горизонтального угла, серые пятна). обследуемого угла; б – фотография; в – фрагменты общей термограммы панелями и плитами образованного наружными стеновыми перекрытий выявлена плесень желто-черного цвета. а tint = +22, 7 о. С φint = 47, 8 % td = 11, 1 о. С б Квартира № 42 в Рис. 6. Верхний участок наружного стенового Дефекты: анализ распределения тепловых полей по ограждения (Н-111) в помещении кухни квартиры № 42: внутренней поверхности наружной стеновой панели Н-111 а – общая термограмма ограждения; б – фотография; в помещении кухни выявил зоны с пониженными в – фрагменты термограммы температурами в левом углу, образованном примыканием внутренней стены к наружной (рис. 6).

Существующее техническое решение горизонтального стыка наружных ограждающих конструкций применяемых в массовом строительстве в г. Красноярск Горизонтальный стык Распределение изотерм Линия промерзания Расчетная схема Условные обозначения характеристик материалов 1. Керамзитобетон, ρ=1500 кг/м 3; λ=0, 615 Вт/(м о. С) 4. Полиуретановая (монтажная) пена, λ=0, 04 Вт/(м о. С). 2. Пенополистирол, ρ = 40 кг/м 3; λ=0, 041 Вт/(м о. С) 5. Оконный блок, λ=0, 17 Вт/(м о. С). 3. Раствор цем. -песчаный, ρ=1800 кг/м 3; λ=0, 76 Вт/(м о. С) 6. Железобетонная плита перекрытия, ρ=2500 кг/м 3; λ=1, 92 Вт/(м о. С)

Вариантное проектирование эффективных технических решений стыка строительных конструкций 1 вариант 2 вариант 3 вариант 1. Керамзитобетон, ρ=1500 кг/м 3; λ=0, 56 Вт/(м о. С) 2. Пенополистирол, ρ = 40 кг/м 3; λ=0, 041 Вт/(м о. С) 3. Раствор цем. -песчаный, ρ=1800 кг/м 3; λ=0, 76 Вт/(м о. С) 4. Полиуретановая (монтажная) пена, λ=0, 04 Вт/(м о. С). 5. Оконный блок, λ=0, 17 Вт/(м о. С). 6. Железобетонная плита перекрытия, ρ=2500 кг/м 3; λ=1, 92 Вт/(м о. С)

Сравнительный анализ показателей существующего и разработанных вариантов решения стыка наружных ограждающих конструкций Наи мен ован ие Эскиз, техническое решение узла Распределение изотерм R 0, 2 · о. С / м Вт Теплово й поток, Вт /м 2 Наи мено вани е Аналог Сущ еств ующ ий вари ант Эскиз, техническое решение узла Распределение изотерм R 0, 2 · о. С м / Вт Теплов ой поток, Вт /м 2 Варианты изменения 1, 66 243, 8 2 3, 14 119, 0 2, 39 160, 1 3 2, 91 128, 0 Варианты изменения 1

Эффективное техническое решение стыка строительных конструкций Выбран 2 вариант Распределение изотерм Rо=3, 14 м 2 · о. С / Вт

Эффективное техническое решение стыка строительных конструкций Потребность в тепловой энергии панельной конструкции к. Дж 0 1000 2000 3000 Существующая панель 4000 5000 6000 7000 Предлагаемая панель Гистограмма 2. Потребность в тепловой энергии панельной конструкции в к. Дж. Гистограмма 2 показывает, что потребность в тепловой энергии новой разработанной панели уменьшается на 2965, 25 к. Дж.

Анализ производственной себестоимости существующей и предлагаемой панели № Калькуляция расхода материалов в существующей панели Расхо Планово. Статья затрат Ед. изм. Сумма затрат, руб д заготов. цена, руб Материалы № 1 Цемент М 400 тн 0, 5819 3559, 322034 2071, 17 1 2 Песок м 3 0, 8522 820, 3389831 699, 09 2 3 Пенопласт м 3 0, 84 1270, 71 1067, 40 3 4 ЛСТ кг 1, 1347 27, 8 31, 54 4 5 Вода м 3 0, 1718 7, 62 1, 31 5 6 Керамзит м 3 0, 9736 2430 2365, 85 6 7 8 Фиксатор Металл 3, 53 28, 4 63, 54 1371, 72 7671, 62 7 8 кг 18 кг 48, 3 Итого по затратам Теплоэнергия З/п рабочим Отчисления Цеховые расх Общ. завод. расх Амортизация Итого по затратам Производственная себестоимость Калькуляция расхода материалов в предлагаемой панели Расхо Планово. Статья затрат Ед. изм. Сумма затрат, руб д заготов. цена, руб Материалы 0, 546 3559, 322034 1944, 46 Цемент М 400 тн 3 0, 800 820, 3389831 656, 35 Песок м 3 1 0, 922 1270, 71 1171, 59 Пенопласт м 3 1, 065 27, 8 29, 62 ЛСТ кг 3 0, 161 7, 62 1, 23 Вода м 3 3 0, 914 2430 2221, 26 Керамзит м 3 1 18 3, 53 63, 54 Фиксатор кг 70, 9 28, 4 2013, 56 Металл кг 8101, 61 Итого по затратам Теплоэнергия З/п рабочим Отчисления Цеховые расх Общ. завод. расх 9693, 66 17365, 28 Амортизация Итого по затратам Производственная себестоимость 9693, 66 17795, 27

Анализ производственной себестоимости существующей и предлагаемой панели 44. 18 50. 00 Анализ стоимостных характеристик существующей и предлагаемой панели 40. 00 ов Стоимость панельной на 1 м 2 ке р фи кс ат о ит да ра мз во Т ЛС ас т к но пл со пе 20000 15000 10000 конструкции 5000 0 Существующая Предлагаемая Удороджание панель по за тр ат а це м пе нт М 40 0 - ме 7. 90 0. 37 0. 01 иа л 0. 18 ер 10. 00 13. 62 6. 15 ма т 4. 03 та лл 11. 93 20. 00 ма 30. 00 ит ог о 97 серия Рублей Новая панель Разность Гистограмма 3. Анализ стоимостных характеристик Гистограмма 1. Процентное соотношение стоимости существующей и предлагаемой панели 2621. 1 2681. 1 2701. 1 материалов к общей себестоимости существующей 2641. 1 панельной 2661. 1 конструкции 97 серии Существующая панель Предлагаемая панель ов ал (1. 35) ам ма ма те та ри лл р то са ит мз фи к ра да во Т (3. 42) го по за тр ат це ЛС ст ла но п со к пе 0 0. 01 ит о те 0. 00 тр ат ам ма ма та лл р то са ит мз фи к ра да ке во Т ри ал ов Гистограмма 1 показывает, разработанной панели увеличивается на 429, 99 руб. 1. 14 0. 02 ке 0. 36 пе 0. 01 нт 11. 32 ме 0. 17 1. 40 12. 48 ЛС ст ла но п со к пе пе 40 нт М 6. 58 3. 69 ит о го по за це ме Гистограмма конструкции на 1 м 2 10. 93 0 50. 00 40. 00 30. 00 20. 00 10. 00 М 45. 53 1. 00 2. 00 0. 34 1. 00 Стоимость - панельной (1. 00) (0. 44) (2. 00) (3. 00) (4. 00) что стоимость 1 м 2 новой Гистограмма 2. Процентное соотношение стоимости материалов к общей себестоимости предлагаемой панельной конструкции Гистограмма 4. Разность потребления материалов для изготовления существующей и предлагаемой панельной конструкции в процентном соотношении

Эффективность внедрения разработанных технических решений 1600. 00 1400. 00 1200. 00 1420. 20 1174. 88 1000. 00 800. 00 600. 00 400. 00 245. 32 200. 00 Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период (существующая панель) Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период (новая панель) Разность Гистограмма 1. Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период в к. Дж Гистограмма 2. Потребление тепловой энергии на отопление здания за отопительный период в Гкал

Расчет экономической эффективности применения разработанных технических решений в массовом строительстве Расход на потребления тепловой энергии за один отопительный период, руб 1775861. 86 1469104. 74 306757. 12 0. 00 500000. 00 1000000. 00 1500000. 00 2000000. 00 Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период (существующая панель) Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период (новая панель) Разность Гистограмма 10. Расход потребления тепловой энергии здания за один отопительный период Принимая за 1 Гкал равную 1250 рублей 43 копеек, то можно определить экономию потребления тепловой энергии.

Научная новизна Разработка не применяемых ранее в строительстве конструктивных технических решений Публикации 1. Молодежь и наука: сборник материалов Х Юбилейной Всероссийской научно -технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, посвященной 80 -летию образования Красноярского края 2. Современные проблемы архитектуры, градостроительства, дизайна, сборник материалов II международной научно-практической конференции

Отчет готовности магистерской диссертации 1 глава – готовность 85 % 2 глава - готовность 75 % 3 глава - готовность 70 %

Благодарю за внимание!