книги / Светопрозрачные конструкции. (Результаты исследований)
.pdfРис. 7. Эксплуатационные расходы на санитарно-техническое обслуживание зданий (а), электроосвещение (б) и общие приведенные (в) затраты при различном числе часов работы предприятия в сутки
изменения общих приведенных затрат — у зданий со све тоаэрационными фонарями, у бесфонарных зданий и зда ний с зенитными фонарями этот показатель примерно одинаков. Наиболее дорогими во всем диапазоне измене ния рассматриваемых параметров являются бесфонарные здания и здания со светоаэрационными фонарями, лучшие показатели — у зданий с зенитными фонарями.
Как уже отмечалось выше, расходы на электроэнер гию (и в частности на электроосвещение) составляют значительную часть общих эксплуатационных затрат на здание. На рис. 8 приводятся эксплуатационные и приве денные расходы на санитарно-техническое обслуживание и электроосвещение зданий в зависимости от стоимости электроэнергии. Из приведенных графиков видно, что эксплуатационные расходы на санитарно-техническое об служивание зданий и электроосвещение изменяются про порционально изменению стоимости электроэнергии. Рас ходы на электроосвещение с увеличением стоимости электроэнергии в бесфонарных зданиях растут значи тельно быстрее, чем в фонарных. Так, при общем искус ственном освещении увеличение стоимости электроэнер гии с 0,01 до 0,04 руб. (в 4 раза) увеличивает эксплуата ционные затраты на электроэнергию в бесфонарных зданиях на 4 руб/м2 в год (в 3 раза), а в фонарных зда ниях на 1,2 руб/м2в год (в 1,9 раза).
При рассмотрении изменения общих приведенных за трат на здание в зависимости от стоимости электроэнер
гии |
(рис. 8, в) можно выделить три семейства кривых: |
а) |
для бесфонарных зданий; б) для зданий со светоаэра |
ционными фонарями; в) для зданий с зенитными фона рями.
Наиболее крутые кривые — для бесфонарных зданий, пологие — для зданий со светоаэрационными фонарями. Мы уже отмечали, что в большинстве климатических районов наиболее дорогими по приведенным затратам являются здания со светоаэрационными фонарями. Это верно лишь при стоимости электроэнергии 0,01 руб/квт-ч и ниже. При стоимости электроэнергии выше 0,025 руб/квт • ч общие приведенные затраты на здания со светоаэрационными фонарями становятся наименьши ми как при общей, так и комбинированной системе искус ственного освещения.
Несколько по-другому обстоит дело с бесфонарными зданиями. При снижении стоимости электроэнергии до
192
6)
|
t<ч> |
|
|
I общ. |
|
Ч> |
|
|
|
1%; |
|
|
|
|
I |
^ |
|
У |
IIVH общ. |
|
|
|
Уу — |
|
I |
I |
|
I к |
|
|
|
U -VUK |
||
Э’в |
|
|
||
5 §. |
|
о т о.ог |
о,оз 0,04 |
|
S |
|
' |
||
*=Сз- $ |
|
|
Стоимость электроэнергии 6 руб/кВт-ч
Система одного общего |
электроосвещения |
Система комбинирован- |
ного электроосвещения |
Стоимость электро
энергии д руб/кВт-ч
Рис. 8. Затраты на саиитарно-техническое обслуживание (а), электроосвещение (б) и приведен ные затраты на здание (в) при различной стоимости электроэнергии
0,01 руб/квт-ч общие приведенные затраты на бесфонарные здания резко снижаются (в 1,5—2 раза быстрее, чем в зданиях с зенитными фонарями). Однако в даль нейшем темп снижения этих расходов постепенно умень шается и только при стоимости электроэнергии менее чем 0,005 руб/квт-ч бесфонарные здания становятся эффек тивнее зданий с зенитными фонарями.
Расчетные темперотуры наружного воздуха 5 град.
Рис. 9. Максимальные теплопотери (а), теплопоступления (б) и стоимость вентиляции (в) в различных климатических райо нах
Рис. 9, а и б помогает сравнить теплопотери и теплопо ступления от солнечной радиации бесфонарных зданий и зданий с различными типами фонарей. Наименьшие теплопотери (как и следовало ожидать) в бесфонарных зданиях, и с увеличением зимней расчетной температуры наиболее холодной пятидневки теплопотери в этих зда ниях растут несколько медленнее (на 3—5%), чем в зда ниях с зенитными фонарями, и значительно медленнее (примерно в 2 раза), чем в зданиях со светоаэрацион ными фонарями.
Теплопоступления от солнечной радиации в зданиях
сзенитными фонарями примерно в 1,5 раза выше чем в зданиях со светоаэрационными фонарями, и в 2—2,5 раза выше, чем в зданиях бесфонарных. Этим можно объяс нить высокую стоимость затрат на вентиляцию в зданиях
сзенитными фонарями. При понижении расчетной тем пературы наиболее холодной пятидневки ниже ■—30°С расходы на вентиляцию в зданиях с зенитными фонаря ми (при технологических тепловыделениях 10 ккал/м3-ч) заметно снижаются, а в бесфонарных зданиях и зданиях со светоаэрационными фонарями продолжают расти.
194
1U>
Расчетные температуры наружного во зд уха в град.
Рис. 10. Затраты на |
санитарно-техническое обслуживание зданий с различными тепловыделения |
ми |
при нормируемом к. е. о. = 3% (а) и к. е. о.=5% (б) |
Рассмотрим влияние технологических тепловыделе ний на закономерности распределения капитальных и экс плуатационных затрат на санитарно-техническое обслу живание зданий (рис. 10).
При тепловыделениях до 5 ккал[м3 • ч капитальные за траты на санитарно-техническое обслуживание бесфонарных зданий и зданий со светоаэрационными фонарями практически равны. В южных районах капитальные за траты в бесфонарных зданиях с увеличением расчетных температур уменьшаются, в зданиях со светоаэрацион ными фонарями несколько увеличиваются, а в зданиях с зенитными фонарями остаются примерно на одном уровне. При рассмотрении аналогичных затрат для зданий с тре буемым к. е. о.=5% выявленные закономерности сохра няются, но при расчетных температурах от —30 до —40° С во всех зданиях с тепловыделениями от 15 до 20 ккал/м3• ч наблюдается снижение капитальных затрат с уменьшением расчетной температуры наиболее холод ной пятидневки (при к. е. о.=3% в аналогичных интерва лах температур наблюдается незначительное повы шение).
По эксплуатационным затратам на санитарно-техни ческое обслуживание при технологических тепловыделе ниях до 5 ккал/м3 • ч наиболее дешевым является бесфонарное здание, а свыше 10 ккал/м3 - ч — здания со свето аэрационными фонарями. С увеличением технологиче ских теплопоступлений быстрее растут эксплуатационные расходы у бесфонарных зданий, наиболее медлен но — у зданий со светоаэрационными фонарями. При теп ловыделениях 20 ккал/м3-ч эксплуатационные расходы на санитарно-техническое обслуживание бесфонарных зданий и зданий с зенитными фонарями практически рав ны и превышают аналогичные затраты в зданих со свето аэрационными фонарями от 1 до 0,7 руб/м2 в год.
Приведенные затраты на санитрано-техническое об
служивание |
при технологических тепловыделениях до |
7 ккал/м3 • ч |
наиболее низкие в бесфонарных зданиях, |
а при тепловыделениях свыше 10 ккал/м3 -ч — в зданиях со светоаэрационными фонарями (табл. 4).
Таким образом, анализ полученных результатов тех нико-экономических исследований позволяет сделать вы вод о конкурентоспособности фонарных зданий. Капи тальные затраты на фонарные здания, как правило, вы ше, чем на бесфонарные, закономерность изменения ка-
196
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
4 |
||
Приведенные затраты на санитарно-техническое обслуж ивание |
|
||||||||||||
|
|
|
|
зданий в |
руб/м2 в год |
|
|
|
|
|
|||
|
|
Расчетная температура самой холодной пятидневки |
|
|
|||||||||
Тип |
|
—10 »С |
|
—20 °С |
|
—30 °с |
|
|
—40 вС |
|
|
||
здания |
|
|
|
Теплопоступления в ккал/м* ч |
|
|
|
|
|||||
|
5 |
10 |
20 |
5 |
10 |
20 |
5 |
10 |
20 |
5 |
10 |
|
20 |
I |
1,11 |
1,44 |
2,33 |
1,04 |
1,61 |
2,53 |
1,09 |
1,62 |
2,51 |
1,20 |
1,65 |
2,5 6 |
|
|
|
|
При нормируемом к. е. о.=3% |
|
|
|
|
|
|||||
II |
1,24 |
1,27 |
1,75 |
1,06 |
1,23 |
1,59 |
1,22 |
1,34 |
1,69 |
1,38 |
1,52 |
|
|
III |
1,47 |
1,8 |
2,7 |
1,45 |
1.8 |
2,73 |
1,49 |
1,81 |
2,7 |
1,65 |
1,98 |
|
|
IV |
1,65 |
1,85 |
2,76 |
1,52 |
1,98 |
3,58 |
1,57 |
1,99 |
3,54 |
1,72 |
2,03 |
|
|
V |
.1,32 |
1,79 |
2,67 |
1,46 |
1,86 |
3,48 |
1,5 |
1,86 |
3,47 |
1,67 |
1,93 |
|
|
VI |
1,46 |
1,84 |
2,7 |
1,54 |
2,06 |
3,66 |
1,63 |
2,05 |
3,63 |
1,79 |
2,13 |
|
|
VII |
1,32 |
1,72 |
2,64 |
1,43 |
1,84 |
2,71 |
1,48 |
1,84 |
2,69 |
1,53 |
1,87 |
|
|
|
|
|
При нормируемом к. е. о.=5% |
|
|
|
|
||||||
II |
1,36 |
1,31 |
1,79 |
1,22 |
1,32 |
1,65 |
1,53 |
1,51 |
2,13 |
1,62 |
1,71 |
|
|
IV |
1,91 |
2,15 |
2,94 |
1,66 |
2,12 |
3,95 |
1,69 |
2,15 |
4,16 |
1,85 |
2,16 |
|
|
V |
1,55 |
1,91 |
2,79 |
1,61 |
2,09 |
3,9 |
1,67 |
2,08 |
4,12 |
1,85 |
2,17 |
|
|
<3 VI |
1,68 |
2,15 |
2,87 |
1,7 |
2,19 |
4,08 |
1,73 |
2,2 |
4,3 |
1,92 |
2,29 |
|
|
VII |
1,5 |
1,84 |
2,75 |
1,56 |
2 |
3,61 |
1,61 |
2,04 |
3,96 |
1,63 |
1,9 |
|
|
питальных затрат для большинства зданий примерно одинакова. Эксплуатационные расходы в бесфонарных зданиях значительно превышают аналогичные затраты в зданиях с фонарями. Наибольшая разность в эксплуа тационных затратах наблюдается в средней полосе. В южных и северных широтах разница в стоимости экс плуатации фонарных и бесфонарных зданий заметно сни жается. Наименьшие эксплуатационные расходы во всех климатических районах СССР— в зданиях с зенитными фонарями из органического стекла, стеклопакетов и стек лоблоков. При повышении требований к освещенности зданий эксплуатационные расходы бесфонарных зданий растут интенсивнее, чем в зданиях с фонарями.
Закономерности изменения общих приведенных расхо дов с изменением климатических условий района строи:
тельства в зданиях со светоаэрацио.нными |
фонарями |
и бесфонарных зданиях резко отличны. Для |
зданий со |
197
светоаэрационными фонарями темп роста общих приве денных затрат с уменьшением средней температуры са мой холодной пятидневки увеличивается (кривая зави симости положительной кривизны), для бесфонарных зданий при аналогичных обстоятельствах темп роста уменьшается (кривая зависимости отрицательной кри визны). Графики зависимости для зданий с зенитными фонарями имеют также отрицательную кривизну, как правило, несколько меньшую, чем у аналогичных кривых для бесфонарных зданий. При увеличении нормативных требований к освещенности зданий наибольший рост об щих приведенных затрат наблюдается при применении бесфонарных зданий, наименьший — в зданиях с зенит ными фонарями. Чем больше световая активность фона ря, тем медленнее растут общие приведенные расходы при увеличении нормативных требований к освещенности зданий. Наиболее эффективным мероприятием по повы шению экономической эффективности зданий с фонаря ми является увеличение световой активности конструк ций и снижение их стоимости.
Изменение стоимости очистки светопропускающего' заполнения от пыли, снега и наледей незначительно вли яет на общую стоимость эксплуатации зданий. Чем боль ше световая активность применяемой конструкции, тем меньше влияние стоимости очистки светопропускающего> заполнения на стоимость эксплуатации. Изменение стои мости очистки кровли от снега заметно сказывается на об щих приведенных затратах на здание (в 15—30 раз боль ше, чем очистка светопропускающего заполнения).
По технико-экономическим показателям в большин стве климатических районов СССР наиболее эффективны здания с зенитными фонарями, особенно эффективны та кие здания в средней полосе СССР (расчетная темпера тура наиболее холодной пятидневки от —15 до —30°С). При повышении нормативных требований- к освещенно сти зданий эффективность зданий с зенитными фонаря ми повышается. Технико-экономические показатели здайий со светоаэрационными фонарями, как правило, менее благоприятны, чем зданий с зенитными фонарями. Технико-экономические показатели в бесфонарных зда ниях в значительной степени зависят от климатических условий района строительства и нормативных требований к освещенности зданий. В крайних северных районах для работ разряда Пб и ниже бесфонарные здания являются
108
наиболее эффективной конструкцией при производствен ных тепловыделениях до 10 ккал/м3-ч.
Стоимость электроэнергии является одним из реша ющих факторов при определении эффективности фонар ных и бесфонарных зданий. В средней полосе СССР бесфонарные здания по технико-экономическим показате лям становятся наиболее эффективным типом здания при стоимости электроэнергии менее 0,003 руб1квт•ч (при технологических тепловыделениях менее 10 ккал/м3• ч). При уменьшении производственных тепловыделений тех нико-экономическая эффективность бесфонарных зданий
изданий с зенитными фонарями повышается.
ЛИ Т Е Р А Т У Р А
1.Светопрозрачные ограждающие конструкции промышленных зданий. Под ред. В. А. Дроздова. Стройиздат, 1967.
2. Б а г у з ов |
Н. П., |
Л а н д а у Л. |
Г., |
К а ц м а н |
Д. С., |
Л у п а к о в И. А. |
Область |
применения |
производственных |
зданий |
без фонарей. «Промышленное строительство», 1962, № 4.
3. Строительное проектирование промышленных предприятий. Госстрой СССР. Главпромстройпроект, Информ. выпуск № 3, серия I, 1967.
Капд. техн. наук В. А. ДРОЗДОВ и инж. С. М. ГЛИКИН
ИССЛЕДОВАНИЯ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ ОГРАЖДЕНИИ ИЗ ПРОФИЛЬНОГО СТЕКЛА
Профилированные строительные детали из стекла представляют собой крупногабаритные элементы, изго товляемые методом прокатки. Беспереплетные конструк ции светопрозрачных ограждений с применением такого стекла относятся к наиболее прогрессивным и перспек тивным. Они широко распространены за рубежом, осо бенно в ГДР и Франции. Из всего разнообразия профи лированных стекол в практике зарубежного строительства наибольшее распространение получил стеклопрофи лит швеллерного сечения, который применяется для за полнения световых проемов окон взамен обычного остек ления в одинарных или двойных переплетах. В конструк циях вертикальных ограждений стеклопрофилит устанав ливают в обвязку из профильного металла и опирают на упругую прокладку. Для заполнения световых проемов
199
фонарей используют армированный стеклопрофилит, укладываемый с уклоном не менее 30°. При большой пло щади стеклопрофилит укладывают внахлестку.
В нашей стране на Борском стекольном заводе им. М. Горького (г. Горький) наряду с производством профильного стекла швеллерного сечения освоен выпуск оригинального изделия из профильного стекла — стекло профилита коробчатого сечения, который может приме няться в светопрозрачных конструкциях взамен двойно го остекления. Для изготовления профильного стекла на заводе применяют стекло марки В-13. Появление про фильного стекла вызвало большой интерес у архитекто ров и инженеров-строителей. Наряду с экономией ме талла применение профильного стекла позволяет создать более пластичные фасады и интерьеры здания, практи чески ликвидировать выступающие конструктивные эле менты с наружной стороны светопрозрачных ограждений. Большая архитектурная выразительность огражде ний из профильного стекла, возможность создания пло щадей остекления без горизонтального членения фасада, строгий вертикальный ритм стен— все это дает возмож ность создания интересных архитектурных решений не только промышленных, но и крупных общественных зда ний (рис. 1 ,а,б).
Строительные организации СССР (главным образом тресты Главволговятскстроя Министерства строительства
СССР) начиная с 1965 г. применяют в эксперименталь ном порядке профильное стекло коробчатого сечения при сооружении промышленных и административных зданий. Построен и введен в эксплуатацию ряд крупных объ ектов со светопрозрачными конструкциями из стеклопрофилитов. В ближайшие годы профильное стекло най дет широкое применение в строительстве. Обобщение опыта экспериментального строительства, разработка наиболее рациональных конструктивных решений свето прозрачных конструкций, определение области примене ния профильного стекла в строительстве является важ ной задачей сегодняшнего дня.
В лаборатории светопрозрачных ограждений ЦНИИПромзданий проводятся систематические научноисследовательские работы, ставящие своей целью реше ние указанных выше задач. В настоящей статье излага ются основные результаты этих исследований, выполнен ных в 1965—1966 гг.
200