Delist.ru

Повышение уровня экологической безопасности и  энергоэффективности зданий на основе интеллектуальных технологий (19.11.2009)

Автор: Пайлеванян Бениамин Спиридонович

Доказано, что в полной мере экологичными можно назвать «экоумные» здания (ecosmart building), в которых достигнуто равновесие между биоклиматической архитектурой, экологически чистыми материалами, энергоэффективными и техническими системами, позволяющими контролировать и минимизировать расход энергии, равно как и увеличивать комфорт внутреннего пространства, способствуя, тем самым, продлению дееспособного срока жизни человека (рис. 5).

Рис. 4. Последовательность этапов применения систем автоматизированного проектирования.

Рис. 5. Технологии «экоумного» здания, основанного на принципе интеграции «зелёных» и «умных» технологий.

Рассмотрение в данной главе вопросов рационального совмещения методов, повышающих уровень экологической безопасности и энергоэффективности зданий, является значительным и актуальным направлением в данной диссертации для последующего развития и внедрения, ибо в этом случае возникает синергетический эффект, характеризующийся тем, что объединённое действие элементов автоматизированного проектирования, «зелёных» зданий и «умных» технологий существенно превосходит эффект каждого отдельно взятого компонента и их суммы.

Также в четвёртой главе представлена структура «интеллектуального» здания (рис. 6), структура поэтапной реализации комплексной интеграции интеллектуальных технологий (рис. 7) и рассмотрены вопросы экономической эффективности инвестиций в теплоснабжение и энергосбережение.

В последней пятой главе представлена практическая реализация результатов исследования путём апробации интеграционной модели на основе экологической реконструкции учебного здания — Корпуса поточных аудиторий Московского государственного строительного университета — основного аудиторного фонда комплекса сооружений МГСУ.

Основные задачи, решаемые при реконструкции — повышение уровня экологической безопасности и энергоэффективности здания, устранение проблемы протечки кровли, добавление новых учебных и производственных помещений, внедрение элементов биоклиматической архитектуры, а также усовершенствование его эксплуатационных характеристик за счёт интеллектуализации систем и процессов.

В ходе исследования были разработаны различные модели реконструкции объекта и выбран среди них, на основе метода экспертных оценок, наиболее рациональный и оправданный с точки зрения защиты окружающей среды и вложенных инвестиций (рис. 8).

Экологическая реконструкция КПА дала возможность существенно снизить затраты энергии на климатизацию и общее негативное воздействие на окружающую среду, а также повысить пространственный, тепловой, акустический и электромагнитный комфорт здания, значительно улучшив качество внутренней среды.

Рис. 6. Основополагающие компоненты в структуре «интеллектуального»

Рис. 7. Поэтапная (с возможностью параллельного ведение нескольких этапов) комплексная интеграция интеллектуальных технологий.

Рис. 8. Авторский проект реконструкции Корпуса поточных аудиторий Московского государственного строительного университета (МГСУ).

Основные выводы

Исходя из структуры потребления энергии (транспорт — 26 %, промышленность — 31 %, эксплуатация зданий — 41 %) а также учитывая, что в процессе эксплуатации зданий до 85 % энергии тратится на его обогрев и охлаждение, а 17—19 % на освещение, необходимо разрабатывать проектные и конструктивные решения, ориентированные на будущие стандарты минимально допустимого расхода энергии.

Установлено, что проектирование и возведение зданий, основанных на интеграции исследуемых в рамках диссертации «зелёных» и «умных» технологий, может существенно повысить уровень их экологической безопасности и уменьшить объём потребления ими ныне энергии. При этом приоритетность в выборе энергосберегающих технологий должны иметь комплексные решения, одновременно способствующие улучшению микроклимата помещений и защите окружающей среды. Современное здание должно представляться как симбиоз экологических архитектурных и инженерных решений. Для такого рода зданий автором вводится термин «экоумное»

На основе системного анализа результатов исследования по тематике диссертации, выведены параметры, положительно влияющие на экологичность и комфортность зданий, в т. ч. на количество энергии, требующейся для их возведения, эксплуатации и технического обслуживания. В частности, к ним относятся:

проектирование с использованием комплекса специализированных САПР;

расположение, габариты, функциональное назначение и биоклиматическая архитектура зданий с учётом климатических особенностей, рельефа местности и существующей застройки в районе строительства;

энергоэффективные мероприятия, конструкции и оболочки зданий;

конструктивная, технологическая и организационная гибкость процессов проектирования, возведения, эксплуатации и реконструкции зданий;

экономное потребление первичной и оптимальное использование нетрадиционных и возобновляемых (условно неисчерпаемых) источников

естественная климатизация и освещение с рациональной интеллектуализацией и автоматизацией систем и процессов эксплуатации зданий;

экологически чистые строительные материалы, применение материалов повторного использования.

Исследовано и обосновано, что наружный климат и водные ресурсы, тепло земли и биомасса — всё это является источником энергии, которую необходимо учесть ещё на стадии проектирования и использовать при эксплуатации зданий в интересах снижения их негативного антропогенного воздействия на природу и человека.

Методология проектирования должна основываться на анализе здания как единой системы c использованием экспертных методов. При этом выявлено, что конечный выбор оптимальной совокупности взаимосвязанных инновационных архитектурно-планировочных и инженерных решений следует отнести к компетенции группы экспертов, на которых будет возложена ответственность за выбор окончательного варианта.

Показано, что результаты исследования, разработанные теоретические положения и практические методы могут быть рекомендованы для использования при проектировании, возведении, эксплуатации и реконструкции зданий, обеспечивая повышение уровня их экологической безопасности и энергоэффективности.

Список публикаций автора, в которых изложены

результаты исследований по теме диссертации

Пайлеванян Б. С.: «Реконструкция Корпуса поточных аудиторий МГСУ». / Научно-практическая конференция «Научно-техническое творчество молодёжи — путь к обществу, основанному на знаниях». Сборник научных докладов. Москва, 2006 г. Стр. 79—81.

Пайлеванян Б. С.: «Экологическая реконструкция городов». / Научно-практическая конференция «Научно-техническое творчество молодёжи — путь к обществу, основанному на знаниях». Сборник научных докладов. Москва, 2007 г. Стр. 34—35 (пленарный доклад).

Пайлеванян Б. С.: «Анализ современных методов повышения уровня экологической безопасности эксплуатируемых и реконструируемых зданий на основе интеллектуальных технологий». / Научно-технический журнал «Вестник МГСУ». Москва, 2008 г. № 3. Стр. 103—106.

Теличенко В. И., Пайлеванян Б. С.: «Интеграция интеллектуальных технологий при проектировании, возведении и реконструкции зданий». / Общественно-научный журнал «Экология урбанизированных территорий». Москва, 2008 г. № 4. Стр. 34—37.

Теличенко В. И., Пайлеванян Б. С.: «Анализ и интеграция концепций построения экологических и интеллектуальных зданий». / Научно-технический и производственный журнал «Промышленное и гражданское строительство». Москва, 2009 г. № 4. Стр. 42—44.

Пайлеванян Б. С.: «Экоумные здания, основанные на принципе интеграции «зелёных» и «умных» технологий». / Научно-практическая конференция «Научно-техническое творчество молодёжи — путь к обществу, основанному на знаниях». Сборник научных докладов. Москва, 2009 г. Стр. 186—187.

Лицензия ЛР № 020675 от 09. 12. 1997 г.

Московский государственный строительный университет

Подписано в печать 14. 10. 2009 г. Формат 60*84 1/16. Печать офсетная.

Отпечатано в Типографии МГСУ. Тираж: 100 шт.

129337, г. Москва, Ярославское ш., д. 26, корп. 8.

Тематика исследования

загрузка...