Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук.
Пенза: ПГУАиС, 2005. — 344 с.
Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Научный консультант: заслуженный деятель науки и техники РФ, член- корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Прошин А.П. Цель исследования: разработка архитектурно-строительных решений, обеспечивающих минимизацию тепловых потерь и формирование комфортных условий микроклимата в помещениях зданий, проектируемых и эксплуатируемых в климатических и региональных условиях Среднего Поволжья и центральных регионов России. В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:
1. Установление фактического уровня тепловой защиты и энергоэффективности эксплуатируемых жилых зданий (на примере жилого фонда г. Пензы и области).
2. Исследование теплофизических свойств эффективных местных строительных материалов, разработанных в Пензенском государственном университете архитектуры и строительства для тепловой защиты зданий.
3. Разработка объемно- планировочных решений, повышающих энергоэффективность зданий как традиционного типа, так и зданий, использующих тепловую энергию альтернативных источников.
4. Выполнение теоретических и экспериментальных исследований комплекса теплотехнических свойств наружных ограждений, изготовленных с использованием разработанных местных строительных материалов, в целях повышения энергоэффективности зданий.
5. Проведение экспериментальных исследований по разработке архитектурно- конструктивных решений наружных ограждений (энергоактивных модулей), обеспечивающих интенсивное поглощение и передачу в помещения тепловой энергии солнечной радиации.
6. Определение тепловой эффективности энергоактивных модулей и рациональной области их применения в зданиях.
7. Разработка концепции единого энергетического цикла создания объектов энергоэффективного типа на основе системного анализа. Границами материала исследования по территориальному признаку являются регионы Среднего Поволжья, а также территории Европейской Части России со схожими климатическими и региональными условиями. По топологическому признаку исследование охватывает объекты жилой среды городских и сельских населенных пунктов. Объектом исследования являются здания селитебной зоны, создаваемые с широким использованием местных строительных материалов. Предметом исследования являются методы и способы архитектурно-строительных решений, обеспечивающие повышение тепловой эффективности зданий, конструкций и требуемые условия микроклимата помещений с учетом региональных условий строительства и эксплуатации. Научная новизна работы состоит в решении научно-технической проблемы повышения энергоэффективности зданий и их конструкций из местных материалов в региональных условиях Среднего Поволжья и центральных регионов России с учетом использования альтернативных источников энергии: в установлении зависимостей тепловой эффективности наружных ограждений, оборудованных энергоактивными модулями, от ширины зданий, их этажности, высоты этажа, площади использования модулей на фасадах; в разработке и испытании конструкции эффективного энергоактивного модуля наружного ограждения для восприятия и передачи в помещения прямого и рассеянного тепла солнечной радиации в климатических условиях изучаемых регионов; в выявлении аналитических зависимостей и критериальной формы представления основной целевой функции энергосистемы единого цикла создания объектов энергоэффективного типа и целевых функций ее подсистем применительно к различным типам зданий традиционной постройки и нового поколения; в установлении аналитических зависимостей, определяющих величину теплоемкости энергоактивной наружной стены, ее коэффициент теплопередачи и коэффициенты светопропускания энергоактивных окон в условиях «критической облученности» (при которых величины теплоемкости такой стены, интенсивности солнечной радиации, температуры наружного воздуха обеспечивают автономный обогрев помещений теплом солнечной радиации).
Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Научный консультант: заслуженный деятель науки и техники РФ, член- корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Прошин А.П. Цель исследования: разработка архитектурно-строительных решений, обеспечивающих минимизацию тепловых потерь и формирование комфортных условий микроклимата в помещениях зданий, проектируемых и эксплуатируемых в климатических и региональных условиях Среднего Поволжья и центральных регионов России. В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:
1. Установление фактического уровня тепловой защиты и энергоэффективности эксплуатируемых жилых зданий (на примере жилого фонда г. Пензы и области).
2. Исследование теплофизических свойств эффективных местных строительных материалов, разработанных в Пензенском государственном университете архитектуры и строительства для тепловой защиты зданий.
3. Разработка объемно- планировочных решений, повышающих энергоэффективность зданий как традиционного типа, так и зданий, использующих тепловую энергию альтернативных источников.
4. Выполнение теоретических и экспериментальных исследований комплекса теплотехнических свойств наружных ограждений, изготовленных с использованием разработанных местных строительных материалов, в целях повышения энергоэффективности зданий.
5. Проведение экспериментальных исследований по разработке архитектурно- конструктивных решений наружных ограждений (энергоактивных модулей), обеспечивающих интенсивное поглощение и передачу в помещения тепловой энергии солнечной радиации.
6. Определение тепловой эффективности энергоактивных модулей и рациональной области их применения в зданиях.
7. Разработка концепции единого энергетического цикла создания объектов энергоэффективного типа на основе системного анализа. Границами материала исследования по территориальному признаку являются регионы Среднего Поволжья, а также территории Европейской Части России со схожими климатическими и региональными условиями. По топологическому признаку исследование охватывает объекты жилой среды городских и сельских населенных пунктов. Объектом исследования являются здания селитебной зоны, создаваемые с широким использованием местных строительных материалов. Предметом исследования являются методы и способы архитектурно-строительных решений, обеспечивающие повышение тепловой эффективности зданий, конструкций и требуемые условия микроклимата помещений с учетом региональных условий строительства и эксплуатации. Научная новизна работы состоит в решении научно-технической проблемы повышения энергоэффективности зданий и их конструкций из местных материалов в региональных условиях Среднего Поволжья и центральных регионов России с учетом использования альтернативных источников энергии: в установлении зависимостей тепловой эффективности наружных ограждений, оборудованных энергоактивными модулями, от ширины зданий, их этажности, высоты этажа, площади использования модулей на фасадах; в разработке и испытании конструкции эффективного энергоактивного модуля наружного ограждения для восприятия и передачи в помещения прямого и рассеянного тепла солнечной радиации в климатических условиях изучаемых регионов; в выявлении аналитических зависимостей и критериальной формы представления основной целевой функции энергосистемы единого цикла создания объектов энергоэффективного типа и целевых функций ее подсистем применительно к различным типам зданий традиционной постройки и нового поколения; в установлении аналитических зависимостей, определяющих величину теплоемкости энергоактивной наружной стены, ее коэффициент теплопередачи и коэффициенты светопропускания энергоактивных окон в условиях «критической облученности» (при которых величины теплоемкости такой стены, интенсивности солнечной радиации, температуры наружного воздуха обеспечивают автономный обогрев помещений теплом солнечной радиации).