ОПТИМІЗАЦІЯ ПЕРЕРОЗПОДІЛУ УТЕПЛЮВАЧА ПО ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНІЙ ОБОЛОНЦІ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНИХ ЗЕЛЕНИХ БУДІВЕЛЬ

Анотація

Сьогодні в Україні особливої гостроти набувають завдання підвищення енергоефективності нових будівель та термомодернізації наявного житлового фонду з метою створення енергоефективних зелених житлових будинків. Вирішення цих завдань можливе шляхом раціонального утеплення зовнішніх огороджувальних конструкцій та оптимального розподілення теплоізоляційного шару за фасадами будівлі з урахуванням нерівномірного теплоенергетичного впливу довкілля, який суттєво різниться залежно від орієнтації будівлі за сторонами світу, інтенсивності сонячного опромінення та вітрового режиму конкретної місцевості.

Варто зазначити, що чинні нормативні документи встановлюють лише мінімально допустимий рівень опору теплопередачі огороджувальних конструкцій, однак не беруть до уваги такі важливі фактори теплоенергетичного впливу навколишнього середовища, як інтенсивність сонячної радіації, та температурні коливання протягом опалювального періоду. Це призводить до того, що проєктні рішення часто є уніфікованими для всіх фасадів, хоча фактичні тепловтрати через північну та південну стіни однієї будівлі можуть відрізнятися на 20–30 відсотків. Тому залишається відкритим науково-прикладне питання щодо оптимального перерозподілу нормативної товщини утеплювача між різними гранями теплоізоляційної оболонки будівлі з урахуванням зазначених впливів. Для розв'язання окресленої проблеми в роботі запропоновано метод оптимізації опору теплопередачі як для світлопрозорих (віконних блоків, скління фасадів), так і для непрозорих огороджувальних конструкцій (зовнішніх стін, покриттів) за різних кліматичних та експлуатаційних умов, а також розроблено структуру оптимізації розподілу теплоізоляційного матеріалу між окремими фасадами, що дозволяє диференційовано підходити до утеплення сторін будівлі різної орієнтації.

Отримані результати мають безпосереднє практичне значення та можуть бути ефективно використані в ході архітектурного проєктування енергоефективних зелених будівель уже на ранніх передпроєктних стадіях, коли визначаються об'ємно-планувальні рішення та вибираються конструктивні системи. Запропонований підхід надає архітекторам та проєктувальникам інструментарій для обґрунтованого призначення товщини теплоізоляційного шару для кожної фасадної площини окремо, що дає змогу уникати як надмірного матеріалоспоживання на менш навантажених тепловтратами ділянках, так і недостатньої теплоізоляції на найбільш вразливих ділянках, а також формувати архітектурні рішення, що гармонійно поєднують естетичну виразність із високими теплотехнічними показниками. Крім того, використання результатів дослідження дозволяє виконувати техніко-економічне обґрунтування вибору теплоізоляційних матеріалів та їх розподілу за фасадами, оцінювати ефективність різних сценаріїв утеплення та приймати зважені проєктні рішення, що враховують як енергозберігаючий потенціал, так і вартісні обмеження. Таким чином, упровадження результатів дослідження в архітектурну практику забезпечує перехід від усереднених нормативних рішень до індивідуалізованих, кліматично адаптованих стратегій теплоізоляції, що є ключовою передумовою для досягнення цілей сталого розвитку та створення по-справжньому зелених, енергоефективних будівель в Україні.