Влияние структуры микрорайона на особенности внешнего теплообмена и теплопотребление однотипных зданий

Аннотация

Предметом исследования стал сопряженный теплообмен между зданием и внешней средой, параметры которой (температура и скорость) определяются особенностями городской среды. Объект исследования — два однотипных здания, расположенные в двух разных микрорайонах Москвы, имеющих разную плотность и структуру городской застройки. Представлен краткий обзор теплопотребления зданий по действующим нормам и нормам, актуальным на момент их возведения. Определено, что величина тепловых потерь через наружные ограждения, вычисленная по действующим нормам, а также величина соответствующих денежных затрат на отопление для углового помещения, может в 1,5 — 2 раза превышать аналогичные величины для центрального помещения. Приведены результаты математического моделирования внешнего теплообмена однотипных зданий в разных районах Москвы с учетом близлежащих конструкций и сооружений. Получены поля скоростей ветра, распределения температуры и наружного коэффициента теплоотдачи по внешней поверхности зданий. Доказано, что наибольшая неравномерность распределения температуры и коэффициента теплоотдачи по наружной поверхности зданий наблюдается в горизонтальном направлении. Это означает, что для поддержания комфортных условий в помещениях, расположенных на одном и том же этаже здания, потребуется разное количество теплоты. Таким образом, стоимость проживания в квартирах определяется не только стоимостью тепловой энергии, а и топологией городской застройки. Отмечено, что поквартирный учет потребления тепловой энергии в здании позволяет выявить разницу в оплате за отопление одинаковых помещений, наружные стены которых находятся под разным воздействием внешней среды, формируемой городской застройкой. Дана оценка средств, необходимых для поддержания комфортных условий для разных помещений двух зданий одинаковой серии, но находящихся в различных условиях городской застройки. Отмечено, что в рамках проведенных исследований влияние городской застройки на теплопотребление здания в целом незначительно, однако наблюдается её локальное воздействие на теплопотребление отдельных помещений в рассмотренных зданиях. Так, разница в теплопотреблении угловых помещений зданий, расположенных в разных микрорайонах Москвы, может достигать 15 — 18%, а у центральных помещений, находящихся на одинаковых этажах рассматриваемых зданий, она составляет 10 — 12%.