Новости

ЮУрГУ

Ученые ЮУрГУ предложили инновационную программу для энергоэффективных домов

Ученые Южно-Уральского государственного университета провели исследование фрагментов стен с оконной конструкцией и проанализировали возможные потери тепла. В результате была разработана универсальная математическая модель, которая позволит снизить потребление энергии за счет устранения дополнительных теплопотерь.
Ученые ЮУрГУ предложили инновационную программу для энергоэффективных домов

Система будет использована для энергетической классификации строящихся и эксплуатируемых зданий. Результаты исследования были опубликованы в высокорейтинговом научном журнале Magazine of Civil Engineering (Scopus, Q1).

Задача современного строительства – строить надежные и энергоэффективные здания. Но, к сожалению, большое количество теплопотерь происходит через окна и другие «мостики холода» оболочки здания. Следуя современному тренду на общее снижение затрат на отопление зданий, в России выпустили новые строительные нормы, ужесточающие требования к теплосберегающим параметрам конструкций зданий и строительных материалов. Однако использования инноваций в области строительства и энергосбережения бывает недостаточно при создании энергоэффективного дома. Многое зависит от качества исполнения передовых проектных решений. Ученые кафедры строительного производства и теории сооружений Архитектурно-строительного института ЮУрГУ провели натурные исследования, компьютерное моделирование и лабораторные испытания для анализа потерь тепла с учетом особенностей конструкции и производственных дефектов устройства окон, которые влияют на итоговый класс энергоэффективности здания.

«Перед нами стояла задача – проверить, как свойства оконной конструкций и примыканий влияют на изменение теплового потока и температурных полей. В программном обеспечении была создана математическая модель, учитывающая, как различные дефекты влияют на энергоэффективность окна и здания в целом. Для подтверждения адекватности компьютерного расчета наиболее типичные дефекты были смоделированы в лабораторных условиях», – рассказывает один из авторов проекта Альберт Байбурин, доктор технических наук, профессор кафедры строительного производства и теории сооружений ЮУрГУ.

Класс энергоэффективности — показатель, который оценивает, насколько эффективно здание расходует тепловую и электрическую энергию в процессе эксплуатации. Чем выше класс энергоэффективности, тем меньше жильцы будут платить за тепло и электроэнергию.

Наиболее типичные дефекты были смоделированы в лабораторных условиях. Испытания проводились в сертифицированной научно-исследовательской лаборатории кафедры «Строительное производство и теория сооружений» Архитектурно-строительного института ЮУрГУ. Условия стационарного теплового потока создавались с помощью климатической камеры КХТВ-24.0 (климатическая камера холода, тепла и влаги) производства ООО «НПО Спецклимат». Данное оборудование является уникальным для университетских лабораторий и позволяет проводить эксперименты высокой точности.

«Эксперимент проводился в температурных условиях, соответствующих Челябинской области. Температура в лаборатории составляла 21 ° С, в климатической камере - минус 34° С. В ходе эксперимента были проанализированы потери тепла, которые зависят от ряда конструктивных особенностей оконной рамы, таких как геометрические, тепловые и физические свойства стен, окон, перемычек и стыков», – поясняет Альберт Байбурин.

Получив результаты лабораторного эксперимента, ученые ЮУрГУ разработали компьютерную модель и оценили согласованность результатов. Это позволило разработать универсальную математическую модель, которая позволяет оперативно оценить теплопотери через оконную конструкцию на строительных площадках без проведения сложных теплофизических испытаний и может быть использована для строительного контроля и энергетической классификации зданий.