ISSN 2541-9110 |
Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. № 2(13). 2020 |
|
|
УДК 692:69.003
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИ ВАРИАНТНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ЗДАНИЯ ГОСТИНИЦЫ В ГОРОДЕ ТАМБОВЕ
И. Г. Елагина, К. О. Сучков, О. В. Умнова
Елагина Ирина Геннадьевна, магистрант кафедры «Конструкции зданий и сооружений», ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет», Тамбов, Российская Федерация, тел.: +7(920)178-38- 04; e-mail: romechta@mail.ru
Сучков Кирилл Олегович, магистрант кафедры «Конструкции зданий и сооружений», ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет», Тамбов, Российская Федерация, тел.: +7(953)715-42-93; e- mail: kirillsuchkv@rambler.ru
Умнова Ольга Владимировна, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Конструкции зданий и сооружений», ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет», Тамбов, Российская Федерация, тел.: +7(4752) 63-03-80; e-mail: kzis@nnn.tstu.ru
Рассмотрено по три варианта энергоэффективного решения ограждающих конструкций здания гостиницы с принятым в соответствии с функциональным процессом объемнопланировочным решением: кровли, стены и пола. На первом этапе технико-экономиче- ского сравнения вариантов был выполнен теплотехнический расчет каждого варианта по программе «Технониколь». Анализ полученных результатов позволил подобрать толщины утеплителей и составить на базе существующих нормативных и регулирующих документов сметный расчет для реализации каждого из вариантов в текущих ценах первого квартала 2020 года. Основные технико-экономические показатели рассмотренных вариантов сведены в таблицы и для наглядности представлены в виде сравнительных диаграмм. Установлены наиболеезатратныеи экономичныекомбинации конструктивного решения в каждом сегменте ограждения для г. Тамбова, а также факторы, влияющие на стоимость.
Ключевые слова: строительство; конструктивные решения; теплотехнический расчет; энергоэффективность; ограждающие конструкции; сметный расчет; экономическая эффективность.
Стоимость строительства определяется сметами, которые представляют собой расчет общественно необходимых затрат на возведение объектов, т. е. цену строительной продукции. Требования экономической эффективности, предъявляемые как к зданию в целом, так и к его отдельным элементам, ставят задачу анализа принимаемых решений в процессе проектирования, нетолькос функциональной и технической стороны, нои с точки зрения целесообразности материальных затрат [1], т.е. технико-экономическое сравнение нескольких наиболее приемлемых вариантов на каждом этапе проектирования [2].
Для вариантного проектирования ограждающих конструкций кровли, стены и пола рассмотрено здание гостиницы в г. Тамбове с принятым объемно-планировочным решением в соответствии с функциональным процессом. Здания восьмиэтажное с высотой этажа – 4 м, с размерами в осях: 79 × 19 м. Площадь оконных проёмов принята 35 % от площади стен. План типового этажа и фасад здания показаны соответственно на рис. 1 и 2.
При проектировании ограждающих конструкций кровли (покрытия), стены и пола здания гостиницы были выбраны по три варианта каждой конструкции [3,4]:
Варианты кровли: Покрытие 1 – ТН-КРОВЛЯ Инверс; Покрытие 2 – ТН-КРОВЛЯ Проф; Покрытие 3 - ТН-КРОВЛЯ Стандарт КВ.
Варианты наружной стены: Стена 1 – ТН Фасад Стандарт; Стена 2 – ТН Фасад Профи; Стена 3 - ТН Фасад Вент.
Варианты конструкций пола: Полы 1- ТН-ПОЛ Стандарт; Полы 2-ТН-ПОЛ Проф; Полы 3- ТНПОЛ Проф Акустик.
© Елагина И. Г., Сучков К. О., Умнова О. В., 2020
- 105 -
ISSN 2541-9110 |
Housing andutilities infrastructure. No. 2(13). 2020 |
|
|
Рис.1. План типового этажа
Рис. 2. Фасад здания
Для оценки экономической и энергетической эффективности на первом этапе тех- нико-экономического сравнения вариантов был выполнен теплотехнический расчет Всех конструкций по программе ТЕХНОНИКОЛЬ, по результатам которого установлена оптимальная толщина утеплителя.
Конструкции рассматриваемых вариантов покрытий приведены на рис. 3 - 5.
Рис. 3. Схема покрытия ТН-КРОВЛЯ Инверс: (Покрытие 1):
1 – праймер битумный ТЕХНОНИКОЛЬ № 01, расход 0,25…0,35 л/м²; 2 – техноэласт ЭПП, 4 мм; 3 – техноэласт ЭПП, 4 мм; 4 – иглопробивной геотекстиль ТехноНИКОЛЬ 300 г/м2, 2 мм;
5 – экструзионный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF, 200 мм; 6 – дренажная мембрана PLANTER geo, 8 мм; 7 – балласт (галька или гранитный щебень, фракцией 20…40 мм), 100 мм;
8 – уклонообразующий слой из керамзитового гравия, 50…100 мм; 9 – армированная цементно-песчаная стяжка, 50 мм
- 106 -
ISSN 2541-9110 |
Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. № 2(13). 2020 |
|
|
Рис. 4. Схема покрытия ТН-КРОВЛЯ Проф (Покрытие 2):
1 – биполь ЭПП, 3 мм; 2 – экструзионный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF, 200 мм; 3 – экструзионный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF SLOPE, 190 мм;
4 – стеклохолст, 0,8 мм; 5 – телескопический крепеж ТехноНИКОЛЬ; 6 – полимерная мембрана LOGICROOF V-RP, 1,2 мм
Рис. 5. Схема покрытия ТН-КРОВЛЯ Стандарт КВ (Покрытие 3):
1 – биполь ЭПП, 3 мм; 2 – минераловатный утеплитель ТЕХНОРУФ Н ПРОФ, 250 мм; 3 – рубероид, 3 мм; 4 – уклонообразующий слой из керамзитового гравия, 100 мм; 5 – армированная цементно-песчаная стяжка толщиной не менее 50 мм, 50 мм;
6 – праймер битумный ТЕХНОНИКОЛЬ № 01, расход 0,25…0,35 л/м²; 7 – унифлекс ВЕНТ, 3 мм; 8 – техноэласт ПЛАМЯ СТОП, 4 мм
Результаты теплотехнического расчета для рассматриваемых вариантов покрытий приведены в табл. 1 - 3.
|
Теплотехнический расчет (Покрытия 1) |
Таблица 1 |
|||||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
Удельный поток теплоты, |
Доля общего |
||||
Элемент |
Удельные потери |
потока теплоты |
|||||||
обусловленный элементом |
|||||||||
конструкции |
теплоты, Вт/(м²·°С) |
через элемент |
|||||||
конструкции, Вт/(м²·°С) |
|||||||||
|
|
|
|
конструкции, % |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Плоский элемент 1 |
= 0,155 |
|
|
U |
= 0,155 |
75,3 |
|||
Линейный элемент 1 |
|
|
|||||||
Покрытие по глади |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Парапет |
Ψ = 0,388 |
|
Ψ 1 |
= 0,0508 |
24,7 |
||||
|
|
|
|
|
|
пр |
= 0,206 |
|
|
Итого |
|
|
|
|
|
1 |
|
100 |
|
Приведенное сопротивление теплопередаче покрытия 1 по формуле (Е.1) [СП |
|||||||||
50.13330.2012]: |
1 |
|
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||||
|
пр = |
0,155+0,0508 |
|
= |
0,206 |
= 4,85 м ∙ /Вт |
|
||
- 107 -
ISSN 2541-9110 Housing andutilities infrastructure. No. 2(13). 2020
|
Теплотехнический расчет (Покрытия 2) |
Таблица 2 |
|||
|
|
||||
|
|
Удельный поток теплоты, |
Доля общего потока |
||
Элемент |
Удельные потери теп- |
теплоты через |
|||
обусловленный элементом |
|||||
конструкции |
лоты, Вт/(м²·°С) |
элемент |
|||
конструкции, Вт/(м²·°С) |
|||||
|
|
конструкции, % |
|||
|
|
|
|
||
Плоский элемент. |
= 0,155 |
|
= 0,155 |
75,3 |
|
Линейный элемент |
|
||||
Покрытие 2 |
|
|
|
|
|
Парапет |
Ψ = 0,388 |
Ψ 1 |
= 0,0508 |
24,7 |
|
|
|
пр |
= 0,206 |
|
|
Итого |
|
1 |
|
100 |
|
Приведенное сопротивление теплопередаче покрытия 1 по формуле (Е.1) [СП
50.13330.2012]: |
пр = |
1 |
|
= |
1 |
|
= 4,85 м ∙ /Вт |
|
|||||
|
|
|
|
||||||||||
|
0,155+0,0508 |
|
|
0,206 |
Таблица 3 |
||||||||
|
|
|
|
Теплотехнический расчет (Покрытия 3) |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Удельный поток теплоты, |
Доля общего |
||||
Элемент |
|
Удельные потери теп- |
|
|
потока теплоты |
||||||||
|
|
|
обусловленный элементом |
||||||||||
конструкции |
|
|
лоты, Вт/(м²·°С) |
|
|
через элемент кон- |
|||||||
|
|
|
|
конструкции, Вт/(м²·°С) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
струкции, % |
|||||
|
|
|
= 0,155 |
|
|
|
|
|
|
|
= 0,155 |
||
Парапет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24,7 |
|||
Покрытие по глади |
|
|
|
Ψ = 0,388 |
|
|
|
|
Ψ 1 |
= 0,0508 |
75,3 |
||
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
= 0,206 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пр |
|
|
Приведенное сопротивление теплопередаче: |
|
|
|||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
пр = |
0,155 +0,0508 |
= |
0,206 |
|
= 4,85м ∙ /Вт |
|
|||||
Все рассматриваемые конструкции покрытий обеспечивают требуемое сопротивление теплопередаче, таккакихзначение, превышает требуемое сопротивлениетеплопередач
.норм = 4,78 м ∙ /Вт.
Конструкции рассматриваемых вариантов стен приведены на рис. 6 - 7.
Результаты теплотехнического расчетассматриваемых конструкций стеновых ограждений приведены в табл. 4 - 6.
Рис. 6. Схема стенового ограждения ТН Фасад Стандарт (Стена 1):
1 – несущая / самонесущая часть стен, 380 мм; 2 – опорное перекрытие с системой «термовкладышей»; 3 – экструзионный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF 300; 4 – Гидроизоляционная отсечка БИКРОЭЛАСТ ТПП; 5 – плиты из каменной ваты ТЕХНОБЛОК
ПРОФ, 120 мм; 6 – облицовочный кирпич, 120 мм; 7 – гибкие базальтопластиковые связи с фиксатором зазора; 8 – приточно-вытяжные отверстия (вертикальные швы)
- 108 -
ISSN 2541-9110 |
Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. № 2(13). 2020 |
|
|
Рис. 7. Схема стенового ограждения ТН Фасад Профи (Стена 2):
1 –наружная стена, 380 мм; 2 – грунтовка фасадная универсальная ТЕХНОНИКОЛЬ 010; 3 – клеевая смесь для плит из минеральной ваты ТЕХНОНИКОЛЬ 110; 4 – утеплитель ТЕХНОФАС,
120 мм; 5 – тарельчатый фасадный дюбель EJOT H4/H5; 6 – штукатурно-клеевая смесь для плит из мин. ваты ТЕХНОНИКОЛЬ 210, 5 мм; 7 – сетка фасадная ТЕХНОНИКОЛЬ 2000;
8 – грунтовка фасадная универсальная ТЕХНОНИКОЛЬ 010; 9 – декоративная минеральная штукатурка ТЕХНОНИКОЛЬ 301 «короед», 3 мм;
10 – краска фасадная силиконовая ТЕХНОНИКОЛЬ 901; 11 – профиль пластиковый угловой; 12 – пена монтажная профессиональная ТЕХНОНИКОЛЬ 65 MAXIMUM
Рис. 8. Схема стенового ограждения ТН-ФАСАД Вент (Стена 3): 1 – несущая/самонесущая часть стен, 380 мм; 2 – несущая подсистема;
3 – ТЕХНОВЕНТ СТАНДАРТ, 110 мм; 4 – дюбель для изоляции со стальным/пластиковым гвоздем; 5 – керамогранит, 10 мм; 6 – пена монтажная профессиональная ТЕХНОНИКОЛЬ 65 MAXIMUM
|
|
Теплотехнический расчет (Стены 1) |
Таблица 4 |
|||||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
Удельный поток теплоты, |
Доля общего |
|||||
Элемент |
|
Удельные потери |
потока теплоты |
|||||||
|
обусловленный элементом |
|||||||||
конструкции |
|
теплоты, Вт/(м²·°С) |
через элемент |
|||||||
|
конструкции, Вт/(м²·°С) |
|||||||||
|
|
|
|
конструкции, % |
||||||
|
|
|
= 0,267 |
|
|
|
= 0,267 |
|||
Балконная плита |
|
|
|
|
|
6,6 |
||||
Стена по глади |
|
Ψ |
= 0,61 |
Ψ 1 |
= 0,0195 |
90,9 |
||||
Углы здания |
|
-0,1 |
||||||||
Оконный блок |
|
Ψ |
= −0,049 |
Ψ 1 |
= −0,0002 |
2,6 |
||||
Итого |
|
Ψ |
= 0,092 |
Ψ 1 |
= 0,0075 |
100 |
||||
|
|
|
|
1 |
= 0,294 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
пр |
|
|||
Приведенное сопротивление теплопередаче Стены 1 в соответствии с [СП |
||||||||||
50.13330.2012]: |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
пр = |
0,267+0,0195−0,0002+0,0075 |
= |
0,294 |
= 3,4 м |
∙ /Вт |
|||||
- 109 -