Балалар құрылысының энергиялық тиімділігі

Жылу өткізгіштік көпірлерін жою және қоршауын герметиктеу

Жылу өткізгіштік көпірлері неге болат құрылымды салу кезінде маңызды?

Балқытқыш болаттың жылу өткізгіштігі өте жоғары болғандықтан, ол табиғи түрде «жылулық көпірлер» деп аталатын құбылысты туғызады — бұл жылу изоляциядан өтіп, ғимараттың конструкциялық бөліктері арқылы шығып кететін орындар. Бұл мәселе бақыланбаса, қабырға изоляциясының тиімділігін 40-60 пайызға дейін төмендетеді, ал ғимараттың жалпы энергиялық тиімділігін шамамен 30 пайызға азайтады. Бұл көрсеткіштер ASHRAE 90.1 және IECC нұсқаулықтарында сілтемелері келтірілген әртүрлі жылулық өнімділік зерттеулерінен алынған. Болат каркасты ғимараттар үшін бұл жылулық көпірлер тек энергияны ғана шығындайды, сонымен қатар ішкі қабырғаларда конденсация түзілу ықтималдығын көтереді және ЖЖЖ (жылу, желдету және кондиционерлеу) жүйелерін қажеттіліктен артық өлшемде жасауға мәжбүр етеді. Каркас пен сыртқы қабырға немесе фундаментке қосылатын маңызды түйінді орындарға жылулық үзілістерді орнату қазіргі заманғы энергия кодтарына сай келу үшін және уақыт өте келе ғимараттың конструкциялық бүтіндігін сақтау үшін қарапайым жақсы тәжірибе емес, негізінен міндетті шарт болып табылады.

Құрылымдық болат және CFS үшін үздіксіз изоляциялау мен жылулық үзіліс стратегиялары

Үздіксіз сыртқы изоляция, қысқаша айтқанда CI, болат рамалар арқылы жылу өткізгіштігі арқылы жоғалатын жылу шығынын азайту үшін қазіргі уақытта қол жетімді ең тиімді әдіс болып табылады. Біз құрылымның барлық сыртқы қабығын — осы қиындық туғызатын элементтерді, мысалы, қабырға тіректерін, аркаларды және барлық қосылу нүктелерін қамтып, орамын жасаған кезде, изоляция дұрыс істемейтін сол саңылаулар толығымен жойылады. Құрылымдық болат компоненттері жылу өткізгіштігі төмен материалдардан, мысалы, полиамид немесе құрылымдық көпіршік материалдардан жасалған жылулық үзілістерден қатты пайда көреді. Бұл үзілістер ішкі және сыртқы температураларды бөліп тұрады, бірақ қажетті жүктеме көтергіштігін сақтайды. Ал нақтырақ айтқанда, суық түрлендірілген болат құрылымдармен жұмыс істеген кезде жақсы нәтижелерге қол жеткізу практикада орнатудың қаншалықты мұқият жүргізілуіне байланысты.

• Толық байланысты сақтайтын және сығылу саңылауларынан аулақ болатын оқшаулау жамылғыларымен қаптама қуыстарын орау
• Сыртқы қаптаманы ішкі қоршаудан ажырату үшін жылумен сынған клиптер немесе тұрақтарды пайдалану
• Тұтастықты сақтау үшін бүркітпе көбік немесе алдын ала сығылған тығыздау жүйелерімен бекітпе қызметі

Төмендегі кестеде іс жүзінде расталған өнімділік салыстырулары көрсетілген:

Ауамен бекітудің үздік әдістері: Болат конструкцияларды салудағы буындар, тесіктер және интерфейстер

Зерттеулер көрсеткендей, ASTM E779 және RESNET 380 сияқты стандартты желдеткіш есік сынақтары арқылы жиналған қабықша өнімділігінің деректерін қарастырғанда, коммерциялық болат ғимараттарда ауа сорылуы энергияның 25-40 пайызын шығындауы мүмкін. Бұл проблемалар әдетте қай жерлерде пайда болады? Панельдер бір-бірімен қосылатын жерлерді, құбырлар мен сымдар қабырғалар арқылы өтетін жерлерді, терезелер мен есіктердің айналасын, сонымен қатар көшеттер мен қабырғалар мен фундаменттердің қосылатын күрделі аймақтарды елестетіңіз. Сапалы герметиктерді таңдау ғана емес, нағыз тиімділік барлық құрылыс процесі бойына дұрыс детальдау арқылы қамтамасыз етіледі — бұл барлығы дұрыс орналасуын қамтамасыз ету, ал герметиктерге кейіннен сүйенбеу дегенді білдіреді.

• Панель қосылыстарына қолданылатын сұйық герметиктер алдын ала қабырға қабырғасын орнату монолитті, тұрақты герметиктерді құрады
• Терезелердің болатпен қосылатын жерлеріндегі қысу сақиналары қозғалысқа икемділік береді және ауасыз болуды сақтайды
• Құбырлар, кабельдер және желілер айналасындағы алдын ала пішілген боттар мен орамалы мембраналар қосымша жолдардың пайда болуын болдырмауға көмектеседі
• Булыттың өтуіне рұқсат ететін, ультракүлгінге төзімді герметиктер шатырдан қабырғаға өту аймағында ылғалдың сыртқа шығуына мүмкіндік береді, бірақ ауа бақылауын бұзбайды

Орындалу реті маңызды: ауа кедергісін орнату келесі мамандардың жұмысы басталғанға дейін тексерілуі және қорғалуы үшін жеткілікті ерте орындалуы керек. Құрылыс сатысында және сыртқы қабырға қаптамасы орнатылғаннан кейін «сопырғыш есік» сынағы (blower door test) ішкі қабырға қаптамасы орнатылғанға дейін құрылымның сапасын растайды

Болат құрылымды ғимараттар үшін жоғары өнімділікті изоляция және фасад жүйелері

Изоляцияланған металл панельдер (IMP): R-мәні, интеграция және қызмет ету өмірінің артықшылықтары

Изоляциялық металл панельдері (қысқаша IMP) үш негізгі қызметті бір зауыттық бірлікте ұсынады: құрылымдық беріктік, ауа-райы әсерлерінен қорғау және жақсы жылу өткізгіштік қасиеттері. Бұл панельдердің R-мәндері дюймда R-6 пен R-8 арасында болады, бұл стандартты қалыңдығы кемітілген шыны талшықты изоляциядан алынатын көрсеткішке қарағанда екі есе жоғары. Бұл оның салдарында ғимараттар қыста жылы, жазда салқын ұстайды, ал көпқабатты изоляциялық жүйелерде пайда болатын саңылаулар мен сығылулар сияқты проблемалар болмайды. IMP-тердің жұмыс істеу принципі өте ақылды. Себебі изоляция үздіксіз металл қабатының ішінде орналасқандықтан, каркас нүктелерінде жылу өткізгіштігінің тұрақты қосылуы (thermal bridging) болмайды. Құрылыс мамандары IMP-терді қолданған кезде ЖЖК (жылу, желдету және кондиционерлеу) жүйесінің энергия шығынын шамамен 40% қысқартуға болатынын хабарлайды; бұл ASHRAE стандарттары бойынша жүргізілген зерттеулермен расталған. Тағы бір үлкен артықшылығы — зауытта орындалатын герметикамен жабылу су кіруін тоқтатады және уақыт өте келе қабырғаларды бұзып жіберетін конденсация мәселелерін болдырмауға көмектеседі. Ұзақ мерзімді тұрғыдан қарағанда, көптеген ғимараттар орнатылғаннан кейін 10–15 жыл ішінде тиімді инвестиция қайтарымын бақылайды. Тіпті одан да жақсысы — бұл панельдер коррозияға төзімді арнайы цинк-алюминий қаптамалары арқасында қиын шарттарда, мысалы, теңіз жағалауында шамамен 30 жыл қызмет етеді.

Сыртқы үздіксіз жылыту (суықта қалыпталған болат каркас үстіне)

Суық түрлендірілген болат (CFS) каркасымен жұмыс істеген кезде үздіксіз сыртқы изоляцияны дұрыс орнату міндетті түрде қажет. Болат бағаналар өздері бойынша қуыс изоляциясын толығымен бұзып жібереді, егер олар толығымен бөлінбесе. Қабырға қаптамасының үстіне қатты минералдық мақта немесе полиизо тақталарын орнату — барлығы дұрыс таспаланып, герметиктеліп және су ағызу жүйесіне қосылған кезде ең тиімді әдіс болып табылады. 2021 жылғы соңғы ғимараттық нормативтік модельдерге сәйкес, бұл әдіс болат бағаналар арқылы жылу жоғалтуын шамамен 60% қысқартады. Сондай-ақ, қосылатын бөліктерді герметиктеу де өте маңызды. Сұйық қолданылатын мембраналар немесе өте жоғары сапалы таспалар қосылатын бөліктер мен әртүрлі материалдардың қосылатын жерлерінде изоляцияның бүтіндігін сақтауға көмектеседі. Бұдан басқа, энергия үнемдеуден басқа тағы бір артықшылығы бар. Үздіксіз изоляция қуыс температурасын жыл мезгілдері бойынша тұрақты ұстайды, ол қабырғалар ішінде конденсация пайда болуын тоқтатады. Бұл коррозия мен плесеньнің пайда болу қаупін болдырмайды, бұл ылғалдылығы жоғары немесе ауа-райы болжанбайтын аймақтарда өте маңызды.

Пассивтік дизайнның болат құрылымды ғимараттың геометриясымен синергиясы

Климатқа арналған энергияны азайту үшін күн сәулесінің бағытын және көлеңкелендіруді оптималдау

Басқа материалдарға қарағанда болаттың өлшемдік дәлдігі мен ұзын аралық қабілеті пассивті күн энергиясын пайдалану принциптеріне сәйкес ғимараттарды салуға әлдеқайда көмектеседі. Ғимараттардың ең ұзын қабырғасы шығыс-батыс бағытында орналасатындай етіп архитекторлар орналастырса, олар оңтүстік қабырғасында (немесе Оңтүстік жарты шарда — солтүстік қабырғасында) максималды күн сәулесіне ұшырайды. Бұл орналасу тәсілі терең қозғалмайтын көлеңке тастары немесе жазда қатты күн сәулесін тоқтатып, қыста жұмсақ сәулелерді өткізетін болат рамалы жалпақ қанаттар арқылы күн сәулесінен туындайтын жылулық түсуін тиімді басқаруға мүмкіндік береді. Тынық аймақтарда осы бағыттағы ғимараттар жылыту мен салқындату шығындарын жылына шамамен 25% қысқартады. Финиксте сияқты ыстық құрғақ климатты аймақтарда ақылды терезелердің орналасуын және ашық бетон едендер сияқты жылулық массасы бар материалдарды қолдану арқылы салқындату қажеттілігін 40%-ға дейін азайтуға болады. Солтүстік Еуропада болатын жағдайлар да басқаша: ондағы жобалар негізінен жылу ұстау үшін жоғары сапалы шыныларды, жіңішке рамаларды және терезелер арасындағы жылулық изоляцияланған аймақтарды қолдануды қамтиды; бұл болаттың жылулық көпірлерін үзетін үлкен күрделі қабырғаларды қолдау қабілетін пайдалануға негізделген.

Балқыту кезінде болаттың ұзын аралығы мен икемділігі арқылы қамтамасыз етілетін күндізгі жарықты пайдалану және табиғи желдету стратегиялары

Балалық кезіндегі қабылдау қабілетін дамыту үшін арналған ойыншықтар мен ойындар. Бұл ойыншықтар баланың қол қимылын, көру қабілетін, есту қабілетін және тілдік дағдыларын дамытады. Ойыншықтардың кейбіреулері әртүрлі дыбыстар шығарады, ал басқалары – түстер мен пішіндерді тануға көмектеседі. Балалар өзінің қозғалысын бақылауға үйренеді, сондай-ақ қоршаған ортаны зерттеуге тырысады. Бұл ойыншықтар әдетте қауіпсіз материалдардан жасалған және балалардың даму кезеңіне сәйкес келеді.

Суыту үшін арналған көшеттер мен шағылысқыш беттер құрылыс құрылымындағы болат конструкцияларда

Салқын төбелері бар болса, болат ғимараттар көптеген энергия шығындарын үнемдей алады, себебі олар күн сәулесін жұтпайды, ал керісінше оны шағылдырады. Ең жақсы шағылдырғыш жүйелерге зауытта қолданылатын қаптаулар, жарық түсті металл панельдер немесе изоляцияланған композиттік құрылымдар жатады. Бұл материалдар дәл осындай қара төбелермен салыстырғанда төбе температурасын шамамен 50 градус Фаренгейтқа дейін төмендетуге қабілетті. Келесісі қарапайым: ғимарат суық ұстайды, себебі төбеден ішке жылу өтісі азаяды. Бұл ыстық ауа райында желдеткіштің сирек іске қосылуын, сондықтан да салқындату қажеттілігін шамамен 15–25 пайызға азайтады. Сонымен қатар, төбе өзі де ұзақ уақытқа созылады, себебі ол уақыт өте келе температураның көп өзгеруіне байланысты кернеуге ұшырамайды. Болат құрылыстармен жұмыс істеген кезде ASTM E1980 стандарттары бойынша кемінде SRI 82 рейтингіне ие материалдарды іздеңіз. Ақ түсті силиконды немесе акрилды қаптаулар 70–90 пайыздық шағылдыру коэффициентімен жақсы нәтиже береді, немесе қосымша өңдеуге қажеттілік болмайтын табиғи жарық сұр металл панельдерді таңдаңыз. Бұл пайданың ең көріністі болатын жері — күн сәулесі көп түсетін аймақтар болса да, басқа аймақтарда да салқын төбелер жыл бойы ішкі температураны тұрақты ұстайды. Олар сонымен қатар қалалық жылу аралдарына қарсы күреседі, нәтижесінде көршілес аудандар ыңғайлы болады — бұл қосымша қолданысқа арналған даму жобаларының негізін құрайтын болат ғимараттар орналасқан коммерциялық аудандарда өте маңызды.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

1. Неге жылулық тұйықталу болат құрылымдарда маңызды?

Болат құрылымдардағы жылулық тұйықталу маңызды, өйткені болат жылуды тиімді өткізеді, бұл ғимарат ішінде энергия шығынына және потенциалды конденсация мәселелеріне әкеледі, сондықтан энергиялық тиімділік пен құрылымдық бекемдікке әсер етеді.

2. Үздіксіз изоляция болаттан жасалған ғимараттарға қандай пайда әкеледі?

Үздіксіз изоляция ғимараттың сыртқы қабығын орап, изоляциядағы саңылауларды жою арқылы болат рамалар арқылы жылу өткізгіштігінен болатын шығындарды азайтады, энергиялық тиімділікті жақсартады және конденсация қаупін төмендетеді.

3. Изоляцияланған металл панельдерді (IMP) қолданудың артықшылығы қандай?

IMP-тер жоғары деңгейдегі жылу қасиеттерін, құрылымдық беріктікті және ауа-райы әсерлерінен қорғауды қамтамасыз етеді, бұл ЖЖК жүйесіндегі энергия шығынын азайтады және 10–15 жыл ішінде инвестициялардың қайтарылуын қамтамасыз етеді.

4. Болат құрылымдармен жақсы жұмыс істейтін пассивті дизайн стратегиялары қандай?

Бұл болат құрылымдардың өлшемдік дәлдігі мен икемділігіне байланысты күн сәулесінің бағытын оптималдау, көлеңке жасау, табиғи жарықты пайдалану және табиғи желдету сияқты пассивті дизайн стратегияларынан пайда болады.

5. Салқындатқыш төбелер болат ғимараттардағы энергия үнемдеуге қалай ықпал етеді?

Салқындатқыш төбелер күн сәулесін шағылдырады, ол төбе температурасын төмендетеді, ғимараттың салқындату жүктемесін азайтады, нәтижесінде энергия үнемделеді, төбенің қызмет ету мерзімі ұзақаяды және қалалық жылу әсерін жеңілдетеді.