АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Эффективность теплозащиты ограждающих конструкций в условиях жаркого климата (на примере Палестины)
Специальность: 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения
На правах рукописи
Тайех Джехад
Москва - 2009
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете (ГОУ ВПО МГСУ).
Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор Соловьев Алексей Кириллович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Савин Владимир Константинович
кандидат технических наук, профессор Захаров Аркадий Васильевич
Ведущая организация: Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений ОАО «ЦНИИПромзданий» (г. Москва)
Защита состоится “___” _________ 2009 г. в _____ час. на заседании диссертационного совета Д 212.138.04 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: Москва, Ярославское шоссе, дом 26, зал заседаний Ученого совета (1 этаж административного здания).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, 26.
Автореферат разослан “____” _______________ 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., доц. Каган П.Б.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
стена прессованный пустотный кирпич
Актуальность: определяется необходимостью решения одной из важнейших задач гражданского строительства в современном Палестине - исследование и выбор наиболее эффективных решений ограждающих конструкций гражданских зданий, то есть стен и покрытий, обеспечивающих необходимые условия комфорта в помещениях при грамотном выборе толщины и типа стены и плиты покрытия, выборе теплозащитного слоя и взаимного расположения слоев в условиях жаркого климата Палестины, с учетом экономии энергии на отопление и охлаждение.
Палестина представляет собой территорию в восточном Средиземноморье. Сегодняшняя Палестина состоит из двух отдельных частей: Западного берега Реки Иордан и Сектора Газа.
Территория сегодняшней Палестины ограничена. В секторе Газа (375 км?) живет более 1,5 миллиона людей, и на западном берегу реки Иордан (5640 км?) живет более 2,4 миллиона людей.
Западный берег граничит на севере, западе и юге с Израилем (протяженность границы - 307 км.), на востоке - с Иорданией (протяженность границы - 97 км.). Газа омывается с запада Средиземным морем (протяженность береговой полосы - 40 км.), на юге граничит с Египтом (протяженность границы - 11 км.), на востоке - с Израилем (протяженность границы - 51 км.).
Западный берег Иордана представляет собой преимущественно сильно пересеченное плоскогорье, которое полого понижается на западе и круто обрывается на востоке к долине реки Иордан. Наиболее низкая точка - поверхность Мертвого моря (- 408 м.), наиболее высокая - гора Таль-Асур (1022 м.). Полоса Газа - ровная или холмистая прибрежная равнина, покрытая песками и дюнами; высшая точка - Абу-Ауда (105 м.).
Крупнейшие города Палестины - Восточный Иерусалим (прим. 370 тыс. жителей, включая израильских поселенцев), Газа (свыше 350 тыс. жителей), Хан-Юнус (свыше 120 тыс. жителей), Аль-Халиль (Хеврон, около 120 тыс. жителей), Джабалья (около 114 тыс. жителей), Наблус (свыше 100 тыс. жителей), Туль-Карм (около 34 тыс. жителей). Палестинская администрация размещена в Рамаллахе.
Традиционное жилищное строительство в Палестине простое и ограничено стихийной застройкой.
Проектирование и строительство жилых зданий развивается, но развивается произвольно и не базируется на современных научных методических основах.
В целом, Палестина представляет собой небольшое государство, экономика которого только начинает развиваться. Основой экономики Западного берега и Газы является сельское хозяйство.
Промышленность представлена, преимущественно, небольшими предприятиями.
Особую остроту ситуации придают бедность энергетических ресурсов, необходимость использования местных строительных материалов и слабое развитие индустриальной базы строительства во всех регионах страны.
Экономия энергии на отопление и охлаждение является актуальной и ее нужно учитывать при строительстве уже сегодня.
Научная гипотеза состоит в возможности улучшения состояний ограждающих конструкции жилых зданий Палестины с использованием эффективного утеплителя и местных строительных материалов для достижения максимального комфорта внутри зданий.
Цель работы: предложить методику и граничные условия для теплотехнического расчета ограждающих конструкций для условий Палестины, предложить мероприятия по повышению энергоэффективности жилых зданий в условиях Палестины и предложить наиболее рациональные ограждающие конструкции для условий Палестины (с учетом местных климатических условий).
Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:
1. Проанализировать климатические особенности различных районов Палестины.
2. Провести анализ современного и традиционного состояния проектирования и строительства жилых зданий в Палестине и в арабских странах.
3. Сделать обзор жилищного строительства в жарких районах бывшего СССР с анализом ограждающих конструкций
4. Исследовать и предложить наиболее рациональные ограждающие конструкции стен и покрытий, обеспечивающие минимальные затраты энергии на отопление и на охлаждение зданий.
Объект исследования: теплозащита ограждающих конструкций в условиях жаркого климата Палестины.
Предмет исследования: ограждающие конструкции в условиях жаркого климата Палестины.
Методология исследования: анализ теории и практики теплозащиты ограждающих конструкций в условиях жаркого климата, научные исследований в области проектирования ограждающих конструкций здании с использованием эффективного утеплителя, работ и опыта российских и зарубежных ученых и специалистов (например, Шевцов К.К., Богословский В.Н., Фокин К. Ф., Фирсанов В. М., Оболенский Н.В., Малявина Е. Г., Маклакова Т.Г. , Лицкевич В.К. Зоколей С.В., Соловьев А. К., Харкнесс Е., Мехта М. и другие).
Научная новизна выполненной работы заключается:
1. В систематизации климатических факторов Палестины и их обобщении с целью создания системы справочных данных для теплотехнических расчетов и расчетов энергической эффективности зданий. Эта система может быть положена в основу создания нормативного документа для Палестины по строительной климатологии, или по теплозащите зданий.
2. В обобщении современной практики проектирования ограждающих конструкций жилых зданий в условиях жаркого климата и в создании методики обоснования предложений по таким конструкциям для Палестины.
3. В проектировании ограждающих конструкций жилых зданий в условиях Палестины с учетом особенностей климата.
4. В определении номенклатуры и состава ограждающих конструкций с учетом теплоустойчивости и запаздывания амплитуды температурных колебаний, в условиях жаркого климата.
5. В определении параметров, которые оказывают основное влияние на энергоэффективность здания в условиях Палестины, и в определении эффективности предлагаемых решений.
Практическая значимость: состоит в:
1. В разработке методики проектирования энергоэффективных ограждающих конструкций гражданских зданий.
2. В том, что в результате работы показана энергетическая эффективность использования утеплителя в ограждающих конструкциях в условиях климата Палестины.
3. В том, что доказана энергетическая эффективность перехода к двухслойному остеклению и стеклопакетам в странах с жарким климатом.
4. В рекомендациях по правильному использованию местных строительных материалов.
Полученные результаты теплозащитных свойств различных конструктивных решений ограждающих конструкций могут быть использованы при проектировании жилых домов в условиях Палестины.
Внедрение результатов: результаты могут быть использованы в учебном процессе подготовки специалистов в университетах Палестины.
Достоверность полученных научных результатов:
Расчеты ограждающих конструкции на зимние условия и на теплоустойчивость и затраты условного топлива на отопление и охлаждение выполнены на основе существующих методов, апробированных в России и СССР.
Апробация работы: Содержание и результаты представленной диссертации многократно докладывались, обсуждались и одобрены на заседаниях кафедры Архитектура гражданских и промощенных зданий (2006-2008гг.) МГСУ, а также доложены на III международной студенческой конференции «Образование, наука и производство» в г. Белгороде, 2006 г. (награждение дипломом за лучший доклад и активное участие), и на Всероссийском смотре научных и творческих работ иностранных студентов и аспирантов» в г. Томске, 2007 г. (награждение дипломом за актуальность и практическую значимость в сфере технических наук).
Публикации: Основные результаты диссертации опубликованы в трех научных работах, одна работа опубликована в ведущем рецензируемом научном журнале, определенном ВАК России.
Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Объем работы составляет 223 листов машинописного текста, в том числе 63 таблиц и 66 рисунков, список литературы включает 80 наименований.
На защиту выносятся:
- Анализ климата Палестины и комплекс климатических данных для расчета теплозащиты зданий.
- Результаты исследования теплоустойчивости конструкций стен и покрытия.
- Системный подход к учету климатических особенностей Палестины при проектировании ограждающих конструкций гражданских зданий по критерию минимума энергозатрат.
- Рекомендации по выбору конструктивных решений ограждающих конструкций, обеспечивающих комфортный режим в помещениях гражданских зданий.
- Результаты анализа традиционных и предлагаемых конструкций с точки зрения экономии энергии на отопление и охлаждение.
Они включают:
- Таблицы климатических данных для теплотехнических расчетов ограждающих конструкций для различных районов Палестины.
- Конструкции стен и покрытия, используемые в практике строительства Палестины.
- Предложения по расчету ограждающих конструкций в условиях Палестины. Расчет на зимние и на летние условия.
- Материалы и конструкции стен и покрытий и их расчеты.
- Таблицы и графики расчета экономии энергии в результате применения предлагаемых конструкций по сравнению с конструкциями, применяемыми в настоящее время.
- Целесообразные конструкции стен и покрытий, рекомендуемые для современного строительства Палестины с определенной массивностью и временем задержки амплитуды колебаний температуры на основе местных строительных материалов.