Сотовый поликарбонат в энергоактивных ограждающих конструкциях

В связи со значительным ростом цен на энергоносители, экологическими проблемами, которые обострились в последнее время, и осознанной необходимостью энергосбережения все больше внимания уделяется использованию солнечной энергии. Учитывая это, большой интерес представляет использование излучения Солнца, которое и при низких температурах окружающей среды нагревает фасад здания до значительных температур. Это количество теплоты может превышать даже 2,0 кВт * ч/м2 в день, и при нормированных ночных потерях около 0,2 кВт/м2 обеспечивает очень положительный энергетический баланс.

Сейчас в большинстве развитых стран мира существуют технические и законодательные нормы, требующие проведения строительство домов с эффективным использованием энергии. Задачу проектирования и строительства можно успешно решить при осуществлении такой конструкции оболочки здания, из-за которой в любое время в период эксплуатации здания и при любых погодных (климатических) условиях осуществляются устойчивые процессы перетока тепла, влажности и воздуха (инфильтрация, эксфильтрация). Эта задача решается облицовкой наружных стен здания в форме вентилируемых фасадов.

Данное предложение является аналогом хорошо знакомой специалистам вентилируемой стены Тромп и так называемых дабл-фасадов. Здесь сотовый поликарбонат находит еще одно применение. Принципиальным отличием является то, что в данном случае предлагается выполнить ее из навесных панелей, например, из сотового поликарбоната с дополнительным покрытием внутренней поверхности специальными селективными красками и приливной естественной или принудительной вентиляции огороженного объема. Таким образом, фасадная система выполняет функции как дополнительного нагрева / охлаждения стены, так и ее вентиляции на термосифонного принципы работы.

Вентилируемый навесной фасад закрепляется на стене здания и представляет из себя конструкцию, состоящую из направляющих элементов для крепления облицовки и внутренних каналов, по которым проходит воздух. Между воздушными каналами и облицовкой имеется воздушный зазор. Внутренняя поверхность каналов покрыта селективной краской. Понятно, что дополнительное использование геотермального воздуховода, расположенного под пятном застройки и воздухопровода расположенного в кровельном помещении здания позволяет соединить, например, Северный и Южный фасады здания, которое обеспечивает движение воздуха в аверсном - реверсном режимах в теплое и холодное время года.

В энергоактивных фасадах используется, как правило, специальное стекло, которое пропускает максимальное количество солнечного излучения, и металло-керамические селективно окрашенные покрытия, что бесспорно влияет на рост разности температур на входе и на выходе из воздушного коллектора. Технология проста и не требует дополнительных энергоресурсов.

Возможно также использование воздушной энергоактивной ограждающей оболочки с вынужденной циркуляцией. Работа всей конструкции в этом случае основывается на принципе принудительной циркуляции, которая стимулируется вентилятором, работающим например от фотовольтажного блока или от электросети. Эта технология позволяет существенно повысить теплопроизводительность и КПД воздушного энергоактивного фасада. Использование принудительной вентиляции фасада увеличивает его теплопроизводительность почти в четыре раза.

Расчеты тепломассообмена в вентилируемой воздушной ограждающий конструкции - это нелинейное взаимодействие:

• Радиационного теплообмена, который протекает между стеклом и селективной поверхностью;
• Конвективным теплообменом в воздушном зазоре и геотермальном и кровельном контурах;
• Скорости движения воздуха;
• Температуры;
• Теплопередаче конструктивных элементов;
• Конденсации водяных паров и др.

Поэтому решение задач тепломассообмена в вентилируемых фасадных системах с дополнительным потреблением солнечной энергии имеет большой практический интерес и потенциал для энергосбережения.

Эксплуатация энергоактивных ограждающих конструкций позволяет снизить затраты на отопление, особенно в межсезонный период. Существует возможность использования энергоактивных фасадов в частных домах, многоэтажных, общественных, промышленных и административных зданиях в качестве агрегатов дополнительного отопления и вентиляции, которые не несут значительных затрат на топливо и сервис. Например, возможно их применение для вентиляции технических этажей многоэтажных зданий, вспомогательных и технических помещений и прочее.

Основным преимуществом энергоактивного фасада является его доступная цена по сравнению с другими технологиями тепловой солнечной энергетики, кроме того, существенное уменьшение теплопотерь здания за счет утилизации теплоты через ограждающие конструкции и дополнительную изоляцию фасада, улучшенный архитектурный облик здания и прочее. Среди недостатков стоит отметить существенно низкую тепловую мощность в зимние месяцы и в облачную погоду, и избыток поступления тепла в летние месяцы года, что, однако, характеризует все гелиотехнологии вообще.