Область техники

Изобретение относится к системам, которые обеспечивают комплексную термомодернизацию зданий или сооружений путем одновременного объединения технических и технологических решений по утеплению фасада термомодернизируемого здания или сооружения и замены (реконструкции) его системы отопления.

Детерминации

Ниже в описании приняты следующие детерминации.

Комплексная термомодернизация - комплекс технических и технологических мероприятий, направленный на утепление модернизуемого здания (сооружения) с одновременным совершенствованием используемой системы отопления этого здания (сооружения).

Слой эквивалентной фасадной теплоизоляции - слой теплоизоляционного материала, обладающего коэффициентом сопротивления теплопередаче R от 0,03 м ² К/Вт до 0,05 м ² К/Вт.

Новые транзитные трубопроводы - новые трубопроводы двухтрубной системы центрального водяного отопления, прокладываемые в новых штробах, выполненных в существующей (внешней) стене термомодернизируемого здания, или в новых штробах, выполненных в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции. По новым транзитным трубопроводам циркулирует теплоноситель, от которого передается тепло от источников тепла к потребителям (их отопительным приборам).

Двухтрубная система центрального водяного отопления - система, предназначенная для отопления группы помещений от единственного источника тепла, который размещается непосредственно в отапливаемом помещении или за его пределами. Теплоносителем такой системы отопления является вода, которая циркулирует по трубопроводам и охлаждается в отопительных приборах, после чего возвращается к источнику тепла для повторного нагрева. По методу присоединения отопительных приборов система является двухтрубной, что дает возможность осуществлять учет и регулирование количества поступающего теплоносителя.

Вентилируемый фасад - это навесные фасадные системы утепления с воздушным зазором, которые представляют собой конструкцию, в которой слой теплоизоляционного материала выполнен в форме плит из различных теплоизоляционных материалов, которые, в свою очередь, закрепляются на поверхности фасада. Для защиты утеплителя от атмосферных воздействий служат облицовочные элементы (облицовка), устанавливаемые на металлическую подконструкцию. Облицовка устанавливается на расстоянии от слоя теплоизоляционного материала, благодаря чему создается вентилируемый слой, обеспечивающий удаление влаги из слоя теплоизоляционного материала строительной конструкции.

Фасад в виде многослойной конструкции утеплителя - фасад, выполненный в виде стены, изготовленной из однородного основного материала, который определяет прочность стены, и состоит из одного или более дополнительных слоев, каждый из которых в отдельности влияет на теплофизические характеристики всей стены.

«Мокрый» фасад - это внешняя фасадная система утепления под штукатурку. Утепление осуществляется с помощью теплоизоляционных плит, выполненных в основном из минеральной ваты или пенопласта. Армирование «мокрого» фасада обеспечивает сцепление утеплителя и декоративного слоя. Для выполнения декоративной поверхности «мокрого» фасада используется штукатурка и лакокрасочные средства.

Отопительный прибор - устройство для обогрева помещения путем передачи теплоты от теплоносителя, поступающего от источника тепла, воздуху, который находится внутри отапливаемого помещения.

ГСН - сокращение от начальных букв слов «Государственные Строительные Нормы».

ВИЭ - возобновляемые источники энергии. К ВИЭ относят солнце, ветер, воду (кроме крупных ГЭС), геотермальные источники, биотопливо, то есть все источники, энергия которых априори считается неисчерпаемой.

Сопротивление внешней ограждающей конструкции существующей внешней стены термомодернизируемого здания R^., м ² -К/Вт - это отношение разности температур по обе стороны теплоизоляционного материала к величине теплового потока, проходящего через теплоизоляционный материал. Значение коэффициента Rcyiu. выражает общее сопротивление существующей внешней стены термомодернизируемого здания.

Коэффициент сопротивления внешней ограждающей конструкции (стены) R _TepM , м ² -К/Вт - это отношение разности температур по обе стороны теплоизоляционного материала к величине теплового потока, проходящего через теплоизоляционный материал. Значение коэффициента R _TepM . означает разницу, которую необходимо «покрыть» при выполнении термомодернизации здания.

Минимальная толщина эквивалентной фасадной теплоизоляции B _min - минимально необходимая толщина теплоизоляционного слоя, которая совместно с существующей внешней стеной характеризуется коэффициентом сопротивления теплопередачи R _TepM., который выше, чем значение коэффициента сопротивления теплопередачи R _min

Разводка системы отопления - это схема расположения нагревательных приборов и соединяющих их труб. От вида разводки существенно зависит эффективность работы отопительной системы, ее экономичность и эстетичность. Основные виды разводки системы отопления следующие: однотрубные и двухтрубные; горизонтальные и вертикальные; тупиковые и со встречным движением теплоносителя; отопление с верхней и нижней разводкой.

Система водяного отопления - система отопления помещений, которая реализуется с помощью жидкого теплоносителя (воды или антифриза на водной основе). Передача тепла в помещение происходит за счет конвективного теплообмена от отопительных приборов (радиаторов, конвекторов, регистров из гладких труб).

Зависимая (открытая) схема подключения - схема присоединения системы отопления к тепловой сети, при которой теплоноситель (вода) из тепловой сети поступает непосредственно в систему отопления.

Независимая (закрытая) схема подключения - схема присоединения системы отопления к тепловой сети, при которой теплоноситель (перегретая вода или пар), поступающий из тепловой сети, проходит через теплообменник, установленный в тепловом пункте потребителя, где происходит нагрев вторичного теплоносителя, используемого в дальнейшем в системе отопления.

Однотрубная схема подключения - схема, при которой отопительные приборы одного стояка подключены последовательно. То есть теплоноситель, постепенно охлаждаясь, проходит через стояк из отопительного прибора в отопительный прибор. Разница температур отопительных приборов в начале и в конце магистрали компенсируется разной площадью поверхности теплоотдачи приборов - меньше в начале и больше в конце стояка. Также при однотрубной схеме подключения может быть предусмотрена обвязка отопительных приборов с использованием байпаса, или короткозамыкающего участка. Стояк - это трубопровод, соединяющий элементы системы и обеспечивающий заданную циркуляцию теплоносителя в отопительных приборах.

Двухтрубная схема подключения - схема, при которой отопительные приборы подключены к стояку параллельно, что позволяет осуществлять учет и регулирование потребляемого тепла, а также позволяет выравнивать температуру теплоносителя на входе в каждый отопительный прибор. Такие системы более материалоемки и требуют отдельной балансировки каждого отопительного прибора, если не предусмотрено индивидуальное регулирование последнего.

Распределительная гребенка - это устройство, предназначенное для равномерного распределения температуры теплоносителя по всем элементам системы отопления. Он состоит из двух частей: подающего и обратного коллекторов.

Балансировочный клапан - трубопроводная арматура, которая позволяет настроить показатели системы согласно проведенным техническим расчетам.

Термостатический кран - это специализированное устройство, обеспечивающее равномерную и плавную подачу теплоносителя к радиатору.

Штроба (новая) - канавка (углубление) в бетоне, кирпиче, штукатурном слое или в слое теплоизоляции, выполненная (предназначенная) для прокладки или проводки коммуникаций (новых трубопроводов).

Коэффициент сопротивления внешней ограждающей конструкции - это коэффициент, который определяет отношение разности температур по обе стороны теплоизоляционного материала к величине теплового потока, проходящего через этот теплоизоляционный материал.

Коэффициент сопротивления внешней ограждающей конструкции R _TepM .uA - это коэффициент, используемый в Украине, и который определяет отношение разности температур по обе стороны теплоизоляционного материала к величине теплового потока, проходящего через этот теплоизоляционный материал.

Коэффициент сопротивления внешней ограждающей конструкции R _Te p _M .Eu - это коэффициент, который используется для стран ЕС, и который определяет отношение разности температур по обе стороны теплоизоляционного материала к величине теплового потока, проходящего через этот теплоизоляционный материал.

Коэффициент сопротивления внешней ограждающей конструкции R _Te p _M .cHr - это коэффициент, используемый для стран СНГ, и который определяет отношение разности температур по обе стороны теплоизоляционного материала к величине теплового потока, проходящего через этот теплоизоляционный материал. Минимальная толщина эквивалентной фасадной теплоизоляции для Украины Bmin.uA ~ минимально необходимая толщина теплоизоляционного слоя, которая совместно с существующей внешней стеной характеризуется коэффициентом сопротивления теплопередачи R _Te p _M .UA, котрорый выше, чем значение коэффициента сопротивления теплопередачи R _m j _n .uA-

Минимальная толщина эквивалентной фасадной теплоизоляции для стран СНГ Bmin _. cHr - минимально необходимая толщина теплоизоляционного слоя, которая совместно с существующей внешней стеной характеризуется коэффициентом сопротивления теплопередачи R _Te p _M. cHr _> который выше, чем значение коэффициента сопротивления теплопередачи Rmm _. cHr-

Минимальная толщина эквивалентной фасадной теплоизоляции для стран Европейского Союза B _{min EU} - минимально необходимая толщина теплоизоляционного слоя, которая совместно с существующей внешней стеной характеризуется коэффициентом сопротивления теплопередачи R _TepM .Eu _> который выше, чем значение коэффициента сопротивления теплопередачи R _{min Еи} .

Обозначение t ₅₀ - показатель времени, при котором измеряется температура теплоносителя в трубопроводе, покрытом слоем эквивалентной трубной теплоизоляции и эквивалентной фасадной теплоизоляции толщиной B _min — 50 мм через 16 часов при полном прекращении движения теплоносителя по трубопроводам.

Обозначение t ₁₀ o - показатель времени, при котором измеряется температура теплоносителя в трубопроводе, покрытом слоем эквивалентной трубной теплоизоляции и эквивалентной фасадной теплоизоляции толщиной B _min = 100 мм через 16 часов при полном прекращении движения теплоносителя по трубопроводам.

Энергоэффективность здания (сооружения) - комплекс технических и технологических мероприятий, направленных на эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов. Это предполагает, например, использование меньшего количества энергии для того же уровня энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве, а также достижение экономически оправданной эффективности использования при существующем уровне развития техники и технологии при соблюдении требований к охране окружающей среды.

Плотность (герметичность) строительной конструкции - величина, характеризующая наличие герметичности строительной конструкции. Из-за недостаточно герметичных строительных конструкций под действием разности плотности воздушной массы или ветровой нагрузки нагретый системой отопления воздух может выходить из дома наружу. Это, в свою очередь, может привести к высоким тепловым потерям здания и к обильному выпадению конденсата на холодных участках конструкций здания. Это также является причиной возникновения большей части повреждений строительных конструкций здания.

Предшествующий уровень техники

Известна (однотрубная) система теплоснабжения, которая повсеместно применяется в старых многоквартирных домах, и которая содержит как минимум один подающий и обратный стояки трубопровода, которые выполнены с возможностью подключения к подземным или наземным трубопроводам центрального теплоснабжения, и постоянно подключены к этим трубопроводам, и квартирные отопительные приборы, которые подключеные к соответствующим стоякам [RU N° 12155U 1 , МПК Е03 С 1 /04, опубл. 16.12.1999] .

Недостатком вышеуказанной системы теплоснабжения многоквартирного дома является недостаточная ее эффективность и ограниченная функциональность при проведении комплексной термомодернизации указанного дома из-за отсутствия оптимальных геометрических параметров и размещения элементов системы теплоснабжения относительно фасадной стены. Также недостатком указанного технического решения является необходимость проведения полной реконструкции здания с вмешательством в существующие ремонты, предварительно сделанные внутри помещений, а также сложность ее реализации.

Известна система теплоснабжения многоэтажного дома, включающая подающий и обратный магистральные коллекторы теплоносителя, по крайней мере одну пару подающего и обратного стояков, соединенных с магистральными коллекторами, а также квартирные отопительные приборы, при этом в каждой подъездной секции установлена как минимум одна подъездная пара подающего и обратного стояков, а в любой данной квартире установлены прямой и обратный коллекторы внутриквартирной разводки, к которым присоединены все квартирные отопительные приборы только данной квартиры, а также установлен квартирный узел учета, с помощью которого коллекторы внутриквартирной разводки данной квартиры соединены с прилегающей к данной квартиры подъездной парой подающего и обратного стояков [RU JVS 105720U1 , МПК E24D3/00, опубл. 20.06.201 1 , Бюл. JY° 17].

Недостатком вышеуказанной системы является ее ограниченная функциональность, то есть невозможность ее применения при комплексной термомодернизации зданий с учетом того, что нет возможности прокладки трубопроводов внутри помещений с уже выполненным ремонтом. Также недостатком вышеуказанной системы теплоснабжения многоэтажного дома является недостаточная ее эффективность при проведении комплексной термомодернизации указанного дома из-за отсутствия оптимальных геометрических параметров, состава и размещения элементов системы теплоснабжения относительно фасадной стены.

Известна система теплоснабжения многоквартирного дома, которая содержит как минимум один подающий и обратный стояки, квартирные отопительные приборы, подключенные к соответствующим стоякам, трубопроводы центрального теплоснабжения, два запорных элемента, предназначенных для подключения подающего и обратного стояков к трубопроводам центрального теплоснабжения, контроллер, предназначенный для автоматического управления процессом теплоснабжения, два дополнительных запорных элемента и как минимум одну кровельную или отдельно стоящую газовую отопительную котельную установку, мощность которой не превышает 3 МВт, и которая содержит газовый котел, циркуляционный насос, расширительный бак и регулирующий клапан, предназначенный для управляемой контроллером подачи газа в котел, при этом выход газового котла через один дополнительный запорный элемент подключен к подающему стояку, выход циркуляционного насоса соединен с входом газового котла, вход циркуляционного насоса соединен с расширительным баком и через другой дополнительный запорный элемент с обратной стойкой, а упомянутый котроллер выполнен с возможностью автоматического закрывания дополнительных запорных элементов, отключения циркуляционного насоса и открывания запорных элементов, предназначенных для подключения подающего и обратного стояков к трубопроводам центрального теплоснабжения [RU IS 1295 U1, МП E24D3/02, опубл. 27.03.2015, Бюл. JV° 9].

Недостатком вышеуказанной системы теплоснабжения многоквартирного дома является недостаточная ее эффективность при проведении комплексной термомодернизации указанного дома из-за отсутствия оптимальных геометрических параметров и размещения элементов системы теплоснабжения относительно фасадной стены.

Известен способ энергообеспечения здания с замкнутым циклом терморегуляции в процессе отопления здания [RU N°2301944 С1, МПК F24D15 / 00, 27.06.2007, Бюл. N°18], включающий получение тепла от низкопотенциального источника, от которого передают тепло циркулирующему теплоносителю в объемные радиаторные системы каналов, расположенные в η-слойной стене. Кроме этого предусмотрено, что получение тепла от низкопотенциального источника является дополнительным, а основным источником получения тепла является высокопотенциальный источник, установленный внутри здания. Для этого температуру теплоносителя объемной радиаторной системы регулируют производительностью циркуляционного насоса в зависимости от заданной температуры внутри здания и колебания температур наружного воздуха.

Недостатком известного способа является его ограниченная функциональность, а также недостаточная эффективность из-за отсутствия оптимальных геометрических параметров и размещения элементов системы теплоснабжения относительно фасадной стены при проведении комплексной термомодернизации указанного здания вследствие отсутствия оптимальных геометрических параметров и размещения элементов системы теплоснабжения относительно фасадной стены, а также эффективных процедур реализации термомодернизации.

Как аналог выбрана система и реалюующий ее способ термомод низации жилого дома, которые описаны в каталоге фирмы Данфосс, и которые и основаны на однотрубной системе отопления жилых помещений, в соответствии с электронной ссылкой на источник

Недостатком вышеуказанной системы и реализующего ее способа термомодернизации жилого дома является недостаточная их эффективность при проведении комплексной термомодернизации указанного дома в результате невозможности регулирования и реконструкции системы и ее отдельных элементов, невозможности учета количества потребленного тепла одним потребителем, отсутствия спектра используемых эффективных материалов, из которого изготовлены трубопроводы, а также их геометрических параметров.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбрана система и реализующий ее способ термомодернизации жилого дома, которые описаны в каталоге фирмы Данфосс, и которые основаны на двухтрубной системе отопления жилых помещений [http://teplydim.com.ua/static/storage/filesfiles /Danfoss_manual_Thermal_Moderniz_2014_Rus.pdf]. Указанная система термомодернизации состоит из системы фасадного утепления наружных стен зданий и сооружений, выполненной в виде вентилируемого фасада, или одно- или многослойной конструкции утеплителя, или в виде «мокрого» фасада, при этом фасад выполнен, например, в форме плит или рулонов, которые прикреплены при помощи полиуретановых пен или клеевых смесей и дюбелей к существующей наружной стене и покрыты слоем штукатурки по армирующей сетке, изготовленной из высокопрочного и одновременно инертного материала, например, стекловолокна, системы отопления помещений зданий или сооружений в составе источников тепла, выполненных, например, в виде автономной котельной, индивидуального теплового пункта, теплоэлектроцентрали или возобновляемых источников энергии, системы центрального водяного отопления, в которой вертикально и последовательно по стояку через запорно-регулирующую арматуру подключены отопительные приборы, выполненные в виде регистров из гладких труб или радиаторов, расположенных в отапливаемых помещениях, и подключенных к системе центрального водяного отопления через термостатические к раны. При этом вертикальная система центрального водяного отопления подключена с верхней или нижней разводкой к источнику тепла, который подключен к местной или центральной тепловой сети по зависимой или независимой схеме.

В свою очередь, в процессе реализации процедур вышеуказанного способа термомодернизации жилого дома в соответствии с электронной ссылкой |bttp://teplydim.rom.ua/^^

осуществляют анализ технического состояния термомодернизируемого здания на основании совокупности предварительно собранных технических параметров, после этого осуществляют энергетический аудит термомодернизируемого здания, например, путем использования тепловизионного обследования, выявляя места негерметичности строительной конструкции, и, как следствие, повышенные, по сравнению с нормативными показателями, тепловые потери из отапливаемых помещений термомодернизируемого здания наружу, а также значение температуры строительной конструкции, далее осуществляют проектирование отдельных элементов и всей системы комплексной термомодернизации зданий или сооружений в составе системы фасадного утепления наружных стен зданий и сооружений, системы центрального водяного отопления помещений зданий и сооружений, при этом при проектировании устанавливают оптимальные параметры и эффективные материалы выполнения конструктивных элементов системы с учетом проектного или заранее заданного температурного режима эксплуатации термомодернизируемого здания, включая расчетные температуры, которые используются для расчета нагрузки системы центрального водяного отопления в исследуемом регионе, а также теплотехнического параметра состояния, материала и толщины стен термомодернизируемого реконструируемого здания, далее устанавливают конструктивно технологическую взаимосвязь между отдельными элементами системы и осуществляют компоновку всей системы комплексной термомодернизации зданий или сооружений в целом, после чего осуществляют комплексную термомодернизацию зданий или сооружений путем осуществления монтажа на существующем здании элементов системы комплексной термомодернизации с определенными на предыдущем этапе проектирования оптимальными параметрами и эффективными материалами выполнения составляющих конструктивных элементов системы.

Недостатком вышеуказанной системы и реализующего ее способа термомодернизации жилого дома наиболее близкого аналога (прототипа) является недостаточная их эффективность при проведении комплексной термомодернизации указанного дома из-за отсутствия оптимального состава, оптимальных геометрических параметров и неэффективного размещения существующих элементов системы теплоснабжения относительно фасадной стены, а также сложность реализации модернизации трубопроводов системы центрального водяного отопления, в частности, из-за отсутствия эффективних процедур реализации способа. Кроме того, вышеуказанная система трудно применима на практике, так как требует в процессе ее монтажа и дальнейшего функционирования «грубого» вмешательства в уже существующие ремонты, выполненные внутри зданий.

В основу изобретения поставлена техническая задача оптимизации состава и взаимного расположения элементов системы комплексной термомодернизации, а также оптимизации конструктивных параметров и материала выполнения элементной базы системы комплексной термомодернизации, путем применения новых технических и конструктивных решений, предусматривающих введение в состав системы комплексной термомодернизации новых элементов в виде новых транзитных трубопроводов (поз. 6), оптимизацию конструктивных параметров новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, материала выполнения эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5), а также толщины и материала выполнения эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), оптимальное размещение новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления с конструктивно-технологической привязкой к местам размещения существующих отопительных приборов (поз. 7, 7') в зависимости от геометрических параметров размещения существующих оконных проемов (поз. 11), наличия декоративных элементов и ливнестоков на внешней стене фасада, от заданного температурного режима эксплуатации, материала выполнения и толщины существующих внешних стен (поз. 1) термомодернизируемого здания, а также их теплотехнических параметров, что позволит повысить энергоэффективность системы комплексной термомодернизации и улучшит функционирование предложенной системы центрального водяного отопления, входящей в состав системы комплексной термомодернизации, а также обеспечит возможность регулирования и учета потребления тепла потребителями с учетом эксплуатационных факторов поддержания заранее заданного температурного режима внутри отапливаемых помещений, а также обеспечит возможность глушения существующих труб системы центрального водяного отопления и несложную замену отопительных приборов (поз. 7, V) в случае технической необходимости, причем без потери работоспособности предложенной системы центрального водяного отопления, что позволит улучшить гидравлический режим движения теплоносителя (поз. 4) и возможность применения как высоко-, так и низкотемпературного теплоносителя (поз. 4), обеспечит предотвращение замерзания теплоносителя (поз. 4) даже при полном прекращении движения теплоносителя (поз. 4) в течение заданного времени, повысит эффективность использования тепловой энергии в предложенной системе центрального водяного отопления помещений и снизит расходы тепловой энергии на поддержание в жилом помещении оптимальных температурных условий для жизни, и, в конечном итоге, будет способствовать повышению эффективности функционирования системы комплексной термомодернизации при несложности ее конструктивного выполнения и функционирования без нарушения существующего ремонта в помещениях, причем практически во всех климатических зонах, где возникает необходимость в комплексной термомодернизации, особенно жилищного фонда, преимущественно периода постройки до 90-х годов минувшего века.

Раскрытие изобретения

Указанная техническая задача достигается тем, что в системе комплексной термомодернизации зданий или сооружений в составе системы фасадного утепления наружных стен зданий и сооружений, которая выполнена в виде вентилируемого фасада, или одно- или многослойной конструкции теплоизоляции, или в виде «мокрого» фасада, при этом утепление выполнено, например, в форме плит или рулонов, которые прикреплены с помощью полиуретановых пен или клеевых смесей и дюбелей к существующей наружной стене и покрыты слоем штукатурки по армирующей сетке, изготовленной из высокопрочного и одновременно инертного материала, например, стекловолокна, системы центрального водяного отопления, в которой вертикально и последовательно по стояку через запорно-регулирующую арматуру подключены отопительные приборы, выполненные в виде регистров из гладких труб или радиаторов, расположенных в отапливаемых помещениях, и подключенных к системе центрального водяного отопления через термостатические краны, причем система также содержит трубопроводы однотрубной системы центрального водяного отопления, при этом вертикальная система центрального водяного отопления подключена с верхней или нижней розводкой к источнику тепла, который подключен к местной или центральной тепловой сети по зависимой или независимой схеме, новым является то, что, система комплексной термомодернизации содержит новые транзитные трубопроводы системы центрального водяного отопления, которые смонтированы по двухтрубных схеме подключения, размещены с внешней стороны существующей стены термомодернизируемого здания в новых штробах, выполненных с внешней стороны и в существующей внешней стене термомодернизируемого здания, или в новых штробах, выполненных в эквивалентной фасадной теплоизоляции со стороны ее крепления к существующей наружной стене, новые транзитные трубопроводы двухтрубной системы центрального водяного отопления покрыты слоем эквивалентной трубной теплоизоляции, новые транзитные трубопроводы двухтрубной системы центрального водяного отопления с слоем эквивалентной трубной теплоизоляции вместе со всеми внешними стенами термомодернизируемого здания полностью покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции, при этом внешний диаметр новых транзитных трубопроводов двухтрубной системы центрального водяного отопления D изменяется в пределах (10 - 90) мм, толщина стенки δ новых транзитных трубопроводов двухтрубной систем и центрального водяного отопления изменяется в пределах (0,5 - 30) мм, толщина слоя эквивалентной трубной теплоизоляции новых транзитных трубопроводов двухтрубной системы центрального водяного отопления δ _τ изменяется в пределах (3 - 25) мм, а толщина слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции B _min изменяется в пределах (50 - 250) мм.

Система центрального водяного отопления здания с вертикальной и горизонтальной разводкой выполнена с возможностью тупикового или попутного движения теплоносителя от этажных распределительных гребенок до отопительных приборов, расположенных в отапливаемых помещениях, отопительные приборы выполнены с возможностью подключения к новым транзитным трубопроводам двухтрубной системы центрального водяного отопления с боковым или нижним подключением, причем вертикальная разводка стояков двухтрубной системы центрального водяного отопления выполнена открыто или скрыто внутри здания, в том числе в местах общего пользования, новые транзитные трубопроводы двухтрубной системы центрального водяного отопления размещаются с внешней стороны существующей стены термомодернизируемого здания в новой штробе, выполненной в существующей внешней стене термомодернизируемого здания, или в новой штробе, выполненной в эквивалентной фасадной теплоизоляции со стороны ее крепления к существующей внешней стене, которая вместе со всеми существующими внешними стенами покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции, автоматические балансировочные клапаны размещены на новых транзитных трубопроводах двухтрубной системы центрального водяного отопления, подключенных к отопительным приборам от этажных распределительных гребенок, а после автоматических балансировочных клапанов установлены поквартирные счетчики тепла, при этом стойки двухтрубной системы центрального водяного отопления подключены с верхней или нижней разводкой к общедомовому узлу учета или индивидуальному тепловому пункту, подключенного к местной или центральной тепловой сети по зависимой или независимой схеме, в местах размещения отопительных приборов новые транзитные трубопроводы двухтрубной системы центрального водяного отопления присоединены сквозным подключением через внешнюю стену к ктермостатическим кранам, которые присоединены к отопительным приборам.

Новые транзитные трубопроводы системы центрального водяного отопления размещены внутри строительной конструкции, на стыке существующей стены и слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции в горизонтальной и/или в вертикальной плоскости.

Новые транзитные трубопроводы двухтрубной системы центрального водяного отопления размещены с внешней стороны существующей стены термомодернизируемого здания в новой штробе, выполненной в существующей внешней стене термомодернизируемого здания, или в новых штробах, выполненных в эквивалентной фасадной теплоизоляции со стороны ее крепления к существующей наружной стене и полностью покрыты со всеми существующими внешними стенами термомодернизируемого здания слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции.

Новые транзитные трубопроводы двухтрубной системы центрального водяного отопления выполнены из поперечно сшитого полиэтилена под натяжное кольцо (PUSH), с поперечно сшитого полиэтилена под обжимной фитинг (PRESS), полипропилена, металлопластика под обжимной фитинг, металлопластика под фитинг, который скручивается, из меди, стали, из нержавеющей стали или черного металла, эквивалентная трубная изоляция новых транзитных трубопроводов двухтрубной системы центрального водяного отопления выполнена из вспененного полиэтилена, вспененного каучука, каменной ваты, минеральной ваты, базальтовой ваты, стекловаты или пенопластовой скорлупы, а эквивалентная фасадная теплоизоляция выполнена из пенопласта (ПСБ, ПСБ-С), неопора, резольнофенолформальдегидного пенопласта, пеноизола, целлюлозы, вспененного перлита, вспененного вермикулита, пенополистирола, экструдированного пенополистирола, пеностекла, газостекла, газобетона, пенополиуретана, минеральной ваты, базальтовой ваты, каменной ваты, стекловаты, древесных опилок.

Новые штробы выполнены прямоугольной или треугольной или круглой, или полукруглой формы, либо в виде двух участков прямоугольников, или в виде комбинации вышеуказанных форм.

Геометрические параметры размещения новых транзитных трубопроводов двухтрубной системы центрального водяного отопления, покрытых слоем эквивалентной трубной теплоизоляции, а именно внешний диаметр D, толщина стенки δ, толщина слоя эквивалентной трубной теплоизоляции δ _τ , трассы прокладки новых транзитных трубопроводов двухтрубной системы центрального водяного отопления на внешней стороне термомодернизируемого здания выполнены с привязкой к местам установки существующих отопительных приборов, геометрических параметров размещения оконных проемов, наличию декоративных элементов и ливнестоков на внешней стене фасада, заданному температурному режиму эксплуатации термомодернизируемого здания, включая расчетные температуры, которые используются для расчета нагрузки системы отопления в исследуемом регионе, к материалу выполнения существующих стен термомодернизируемого здания, их толщины и к коэффициенту сопротивления внешней ограждающей конструкции R _min , а также к заранее заданной максимальной разности температур теплоносителя AT в подающем и обратном трубопроводах. Перечисленные признаки составляют суть технического решения.

Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков технического решения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

На современном этапе развития общества наиболее энергоемким сектором большинства промышленно развитых государств являются системы обеспечения комфортной жизнедеятельности человека. Одной из основных задач стало создание условий их эффективной работы в стационарном и переменном эксплуатационных режимах. Данный подход заставляет рассматривать здание в комплексе и во взаимосвязи с окружением, то есть проводить системный анализ. По заключению Всемирной энергетической комиссии «....современнные здания обладают огромными резервами повышения их тепловой эффективности, но исследователи недостаточно изучили особенности теплового режима, а проектировщики не научились оптимизировать теплоту и массу ограждающих конструкций» [Пырков В. В. Гидравлическое регулирование систем отопления и охлаждения: теория и практика. - К.: «Таю справи», 2010. - С. 5].

Стоимость (в денежном эквиваленте) услуг отопления и горячего водоснабжения стала «тяжелой ношей» для бюджета большинства семей. Большие коммунальные платежи за эти услуги являются результатом чрезмерного потребления энергии (как тепловой, так и электрической). Причина - существующие здания были построены без должного внимания к экономии энергии, поскольку когда-то эта энергия была относительно дешевой. Сегодня же ее стоимость высока и дальнейший рост ее стоимости неизбежен.

Сущность комплексной термомодернизации многоэтажной или частной малоэтажной постройки заключается в разработке и применении энергоэффективных технических и технологических средств (способов и устройств), которые приводят к значительному сокращению энергопотребления. В результате при неизбежном повышении стоимости энергоносителей оплата за коммунальные услуги уменьшается, а их качество улучшается.

Реализуют комплексную термомодернизацию путем дополнительного утепления здания с обязательным модернизацией системы отопления. Утепление дома без модернизации системы отопления часто не дает положительного результата в экономии энергии и нередко приводит даже к отрицательному результату - увеличению энергопотребления. С одной стороны, комплексная термомодернизация требует больших финансовых и материальных затрат. Но, при полном выявлении всех проблем здания и выборе правильного метода их устранения, комплексная термомодернизация приводит к итоговому уменьшению оплаты за коммунальные услуги, и эта экономия впоследствии перекрывает начальные финансовые затраты на комплексную термомодернизацию.

Главной причиной значительного теплопотребления при отоплении зданий, как указано выше, являются чрезмерные теплопотери через наружные ограждающие конструкции здания. Подавляющее большинство существующих зданий изначально имеют низкие показатели тепловой изоляции строительных конструкций, что приводит к значительным потерям теплоты через них. Теплозащитные требования (соответствующие им коэффициенты) в старых (до 1991г.) строительных нормах, предъявляемых к стенам, чердачным перекрытиям и т.д., были в несколько раз ниже современных требований (соответствующих им коэффициентов). Поэтому через строительные конструкции старых зданий теплоты теряется в несколько раз больше, чем в современных зданиях.

Другой не менее важной причиной высокого теплопотребления является низкая энергоэффективность старых систем отопления. Они сначала были запроектированы с избыточным (в несколько раз) теплопотреблением. Морально и технически устаревшие тепловые пункты, гидравлически рассогласование системы теплоснабжения в результате несанкционированного вмешательства пользователей (самостоятельная замена радиаторов, трубопроводов и т.д.), засоренные трубопроводы, отсутствующая их теплоизоляция в неотапливаемых подвалах - это далеко не полный перечень недостатков старых систем отопления. С такими системами, даже утеплив дом, невозможно экономить энергию и создать комфортные условия для проживания.

Единственным методом сокращения материальных и финансовых затрат на отопление сегодня и в ближайшем будущем является уменьшение количества потребляемой тепловой энергии. Этого можно достичь, оптимизировав систему комплексной термомодернизации здания. Так, например, в многочисленных случаях плохо изолированные внешние стены в квартире остаются холодными.

Большое потребление тепловой энергии в некоторой степени также вызвано отсутствием его учета у каждого потребителя (квартиры/пользователя), что не стимулирует индивидуальное экономное использование тепла. Индивидуальный учет теплопотребления, в свою очередь, требует предоставления пользователю возможности индивидуального регулирования работы каждого отопительного прибора (применения автоматических терморегуляторов на радиаторах), то есть возможности влияния на уменьшение потребления тепловой энергии.

Отопительные приборы старых систем отопления жилых домов такую возможность функционально не реализуют. Только здание, теплоизолированное должным образом, а также оборудованное автоматическими терморегуляторами отопительных приборов и средствами индивидуального учета, в полной мере обеспечивает максимальный результат в виде снижения коммунальных платежей. Частичное применение энергоэффективных мероприятий дает частичный результат, и то только в том случае, если модернизирована система отопления, которая смогла адекватно «отреагировать» на эти технические решения.

Таким образом, комплексная термомодернизация включает разработку и реализацию технических и технологических решений, которые снижают энергопотребление и, в конечном итоге, «уменьшают» размер коммунальных платежей.

Особенно необходимо выделить необходимость технической модернизации системы отопления, что обусловлено следующими факторами. Многоквартирные жилые дома и общественные здания в подавляющем большинстве оснащены системами центрального водяного отопления - однотрубными, с нижней или верхней разводкой и с элеватором, расположенным в тепловом пункте. Наиболее часто эти здания присоединены к теплосети. Причем существующие системы отопления старых (до 1991 года постройки) зданий имеют ряд конструктивных недостатков, которые изначально не позволяют экономить тепловую энергию и обеспечивать тепловой комфорт в помещениях в течение всего отопительного периода.

Существующие и до сих пор используемые системы центрального отопления изготовлены из стальных труб, исчерпавших свой срок эксплуатации (что составляет примерно 25 лет). Поэтому в зданиях, построенных до 80-х годов прошлого века, рекомендуется полная замена существующих трубопроводов. При этом в наиболее распространенных системах отопления - с нижней разводкой (П-образных) - рекомендуется поменять схему разводки системы отопления. Морально устаревшие отопительные приборы - конвекторы и стальные штампованные радиаторы - рекомендуется заменить на более современные отопительные приборы.

Базовые технические решения по модернизации системы отопления следующие: 1) установление автоматических терморегуляторов на каждом отопительном приборе. Эти устройства уменьшают потребление тепловой энергии системой отопления за счет внутренних теплопритоков в помещения, автоматически поддерживая установленную жителем комфортную температуру воздуха. Включен телевизор, утюг, компьютер, лампочка, пригрело солнце и т.д. - регулятор реагирует на поступление теплоты от них и уменьшает количество теплоносителя в отопительном приборе, снижая его мощность;

2) установка автоматических балансировочных клапанов на стояках с ограничением температуры уходящего теплоносителя. Некоторые жители самостоятельно меняют изначально установленные отопительные приборы, что полностью разбалансирует систему отопления: в одних квартирах становится чрезмерно тепло, а в других - холодно. Автоматические балансировочные клапаны исправляют эту ситуацию, равномерно распределяя теплоноситель по всем стоякам системы. Ограничение температуры уходящего теплоносителя в этих клапанов позволяет не «выбрасывать» теплоту в неотапливаемые подвалы и не перегревать здание, особенно весной;

3) замена элеватора в тепловом пункте здания на насос и регулятор теплового потока из-за погодных условий с регулятором перепада давления. Такая замена обеспечивает потребление из теплосети ровно столько тепловой энергии, сколько необходимо при конкретной температуре наружного воздуха.

В то же время на практике выполнить реконструкцию системы отопления с заменой труб и радиаторов оказывается довольно сложно. Это обусловлено тем, что трубопроводы системы отопления обычно прокладывают открыто со стороны обслуживаемого помещения (рядом с его внутренними стенами), или скрыто в толщине наружных стен, так как это самые простые методы монтажа трубопроводов системы отопления (теплоснабжения).

Впоследствии декоративный ремонт внутри помещения может неоднократно измениться. Однако при этом трубы системы теплоснабжения остаются в том же месте, где и были изначально (то есть внутри стен при втором методе прокладки). Именно поэтому практически невозможно (без существенного нарушения существующего ремонта владельцев квартир) в этом случае выполнить замену трубопроводов системы отопления.

Львиная доля зданий, построенных до 1991г., строилась по принципу использования максимально дешевых ресурсов. Поэтому и регулировать температуру в помещениях, а также проводить измерения того, кто и сколько потребил тепла, не было необходимости. Для такого принципа оптимально подходила однотрубная система отопления, так, что немаловажно - труб нужно было в два раза меньше, а значит, и стоила такая система в разы меньше.

Но однотрубная система обладала двумя существенными недостатками - ее невозможно было регулировать, и практически невозможно посчитать количество потребленного тепла одним потребителем (квартирой). И до тех пор, пока стоимость гигакалории тепла была низкой (и чаще отпускалась потребителям существенно ниже ее себестоимости), не было необходимости проводить техническую модернизацию существующей однотрубной системы.

Как показали проведенные исследования, для более точного учета потребленного тепла и регулирования системы отопления необходимо использовать двухтрубную систему отопления. Однако при такой модернизации (переход с однотрубной на двухтрубную систему отопления) возникает серьезная проблема, связанная с нарушением существующего (сделанного) ремонта внутри квартир (помещений), которые на момент проведения термомодернизации были приватизированы жильцами и получили статус частной собственности.

Данное техническое решение предлагает вариант решения этой проблемы в соответствии с задекларированной технической задачей. При этом только совокупность вышеуказанных и взаимосвязанных заявленных существенных отличий приводит к достижению задекларированной технической задачи.

Совокупность заявленных существенных отличий в виде оптимальных размеров, геометрической формы, материалов выполнения, состав и взаимосвязи элементов системы комплексной термомодернизации (новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5), эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 4), формы выполнения новых штроб (поз. 9) и других элементов системы, входящие в формулу) была установлена как экспериментальным, так и экспериментально-расчетным путем (см. табл. 1).

Таблица 1. Исходные данные для проведения технических решений по комплексной термомодернизации зданий, основные геометрические параметры, состав и материал выполнения составляющих конструктивных элементов системы.

В табл.1 в колонках N°N°2-13, которые одновременно являются номерами примеров (соответственно ΝοΝ° 1-11) реализации разработанного технического решения, приведены основные параметры и материал выполнения конструктивных элементов системы, установленные экспериментальным и экспериментально- расчетным путем.

Было установлено, что отклонение от заявленных оптимальных размеров и эффективных материалов выполнения приводит к ухудшению параметров элементов системы комплексной термомодернизации (высоким тепловым потерям, нарушению несущей способности существующих стен) термомодернизируемого здания, высокому гидравлическому сопротивлению в новых транзитных трубопроводах (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, возможности замерзания теплоносителя (поз. 4), негативному влиянию термического расширения новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления на целостность слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) (примеры реализации Ν° 1 , Ne 12 в табл.1 ).

Например, экспериментально было установлено, что уменьшение толщины B _min слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) меньше оптимального значения приводит к уменьшению коэффициента _min . При B _min = 50 мм коэффициент R _min = 1 ,32 (м ² -К)/Вт, а при B _min - 150 мм коэффициент R _min = 3,65 (м ² -К)/Вт, что в свою очередь, увеличивает в 2,7 раза тепловые потери термомодернизируемого здания и новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления. Это, в свою очередь, приводит к снижению температуры теплоносителя (поз. 4), который поступает к потребителям. А отсутствие движения теплоносителя (поз. 4) в новых транзитных трубопроводах (поз. 6) может привести к его замерзанию и к нарушению целостности новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления.

В то же время увеличение толщины B _min эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) более оптимального значения для первой и второй температурной зоны Украины приводит к повышению коэффициента сопротивления R _min сверх минимально необходимых значений коэффициента сопротивления R _m i _n .uA _> установленных согласно ГСН для различных температурных зон Украины, что не является нарушением ГСН. Однако применение эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min более 150 мм повышает стоимость материалов и монтажных работ не пропорционально увеличению коэффициента сопротивления R _min . Также экспериментально было установлено, что уменьшение диаметров D новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления и расчетной разности температур ΔΤ между подающими и обратными новыми транзитными трубопроводами (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления приводит к увеличению скорости движения теплоносителя (поз. 4). Как следствие, происходит повышение гидравлического сопротивления в новых транзитных трубопроводах (поз. 6) двухтрубной системы отопления термомодернизируемого здания. Это, в свою очередь, приводит к необходимости использования насосов с повышенными мощностными характеристиками, а также увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, необходимые для стабильной работы двухтрубной системы центрального водяного отопления.

В то же время увеличение диаметров D и расчетной разности температур ΔΤ между подающим и обратным новыми транзитными трубопроводами (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления приводит к уменьшению скорости движения теплоносителя (поз. 4), что может привести к увеличению глубины В _г штробы (поз. 9), то есть может негативно отразиться на несущей способности термомодернизируемого здания.

Замена существующей (однотрубной) системы трубопроводов на новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления с оптимальными параметрами и радиаторов системы отопления (поз. 7, поз. 7') дает возможность осуществлять при проектировании двухтрубной системы центрального водяного отопления выбор между высоко- и низкотемпературным источником тепла. Это, в свою очередь, расширяет возможности применения различных источников тепла, таких, как тепловые насосы и возобновляемые источники энергии, то есть диверсифицировать используемые источники тепла.

Также применение двухтрубной системы отопления в составе заявляемой системы комплексной термомодернизации позволяет осуществлять учет и регулирование потребленного тепла каждым из потребителей.

Было установлено, что уменьшение толщины δ _τ эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) приводит к повышению тепловых потерь в существующую строительную конструкцию (стену термомодернизируемого здания) и, соответственно, к уменьшению температуры теплоносителя (поз. 4), который поступает к потребителям. В то же время увеличение толщины δ _τ эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) приводит к увеличению необходимой глубины В _г выполнения штробы (поз. 9), что может негативно отразиться на несущей способности существующей стены (поз. 1) термомодернизируемого здания.

Размещение новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в новых штробах (поз. 9), которые выполняются в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), создает риски того, что при термическом расширении новых транзитных трубопроводов (поз. 6) происходит удлинение прямых участков новых транзитных трубопроводов (поз. 6), и, как следствие, повышается напряжение внутри строительной конструкции. Это может привести к потере герметичности слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) и, как следствие, к ухудшению теплотехнических характеристик термомодернизируемого здания.

Размещение же новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в новых штробах (поз. 9), выполненных в существующей внешней стене (поз. 1), позволяет перераспределять нагрузки, возникающие от термического удлинения новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, на существующую строительную конструкцию. Это, в свою очередь, позволяет повысить энергоэффективность и плотность строительной конструкции, а также избежать нарушения целостности слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) термомодернизируемого здания.

Из табл.1 также видно, что в примерах Ν°2 - N°l l одновременно выполняется следующий комплекс условий: обеспечиваются технические процедуры по эффективной модернизации системы центрального водяного отопления без существенного вмешательства во внутренний ремонт здания, обеспечивается возможность регулирования и учета потребления тепла, повышается тепловая эффективность системы отопления, достигается диверсификация используемых источников тепла, сохраняется несущая способность здания, сохраняется целостность эквивалентной фасадной теплоизоляции, повышается герметичность строительной конструкции и происходит повышение энергоэффективности термомодернизируемого здания, то есть повышается эффективность функционирования системы в соответствии с задекларированной задачи технического решения.

В то же время в примерах l и N°12 вышеуказанный комплекс условий одновременно не выполняется, что и определяет пределы оптимального диапазона заявленных параметров, состава, геометрии и материала выполнения составляющих конструктивных элементов системы.

Что касается заявленных оптимальных параметров и материала выполнения новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, их эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) и эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) в зависимости от параметров используемого теплоносителя (поз. 4) и климатического региона, необходимо отметить следующее.

Коэффициент сопротивления внешней ограждающей конструкции существующей внешней стены (поз. 1) термомодернизируемого здания R _cyni ., согласно разработанного технического решения, изменяется в пределах R _cyni = (0,75 - 5,5) Μ ² ·Κ/ΒΤ. Было установлено, что отклонение от нижнего значения этого оптимального параметра приводит к снижению эффективности системы комплексной термомодернизации зданий, так как существующие внешние стены (поз. 1) зданий с более низким коэффициентом сопротивления теплопроводности R _min , чем 0,75 м ² -К/Вт, целесообразнее полностью заменить, чем выполнять их термомодернизацию. В то же время отклонение от верхнего значения оптимального параметра R^ приводит к снижению эффективности системы комплексной термомодернизации зданий, так как существующие стены (поз. 1) зданий уже обладают минимально необходимым коэффициентом теплопроводности _m j _n .uA Для конкретно указанного региона, и поэтому не требуют дополнительного утепления.

Коэффициент необходимого сопротивления внешней ограждающей конструкции R .uA Для комплексной термомодернизации здания, согласно разработанного технического решения, рассчитывается так: Rmin U _A - ^и изменяется в пределах R .uA ⁼ (0,5 - 2,8) м ² К/Вт. Применяя вышеуказанное выражение, получают диапазон значений от 0,5 м ² К/Вт до 2,8 м ² К/Вт, обуславливающих минимально необходимые значения коэффициента R^ _UA .

Коэффициент сопротивления теплопроводности R _min .uA применяется в Украине и зависит от применяемой температурной зоны согласно ГСН В.2.6-31 :2016 [http://dbn.at.Ua/dbri/DBN_V.2.6-31-2016_Teplova_izolyatsiya _budively.pdf]. Так, для первой температурной зоны коэффициент R _m i„.uA ⁼ 3,3 м ² -К/Вт, для второй температурной зоны коэффициент R _min .uA = 2,8 м ² КУВт. В табл. 1 указаны значения Rmin.UA Дл первой и второй зоны через знак дроби "/". Коэффициент необходимого сопротивления внешней ограждающей конструкции для стран ЕС R _TepM. Eu Для комплексной термомодернизации здания рассчитывается по следующей формуле: R _TepM. Eu ⁼ Rmin EU - Ксущ., и изменяется в пределах R _TepM .Eu ⁼ (0 _> 2 - 5,1) м ² К/Вт. Применяя выше указанное выражение, получают диапазон значений от 0,2 м ² КУВт до 5,1 м ² -К/Вт, обуславливающих минимально необходимые значения коэффициента R _m j _n .Eu-

Коэффициент необходимого сопротивления внешней ограждающей конструкции R _m in.Eu зависит от климатических условий разных стран. Так, для теплых стран (Италия, Венгрия и т.д.) коэффициент R _m i _n .Eu — 2,0 м ² -К/Вт, для холодных стран (Норвегия, Швеция, Финляндия) коэффициент R _m i _n .Eu ⁼ 5,9 м ² КУВт. В табл. 1 указаны значения R _m i _n .Eu через знак дроби "/".

Коэффициент необходимого сопротивления внешней ограждающей конструкции R _TepM. cHr Для комплексной термомодернизации здания рассчитывается так: R _TepM .cHr = Rmin снг - Rcym.,, и изменяется в пределах (0,2 - 5,1) м ² -К/Вт. Применяя вышеуказанную формулу, получают диапазон значений R _TepM .cHr от 0,2 м ² -К/Вт до 5,1 м ² -К/Вт, обуславливающих минимально необходимые значения коэффициента R _min.C Hr-

Коэффициент необходимого сопротивления внешней ограждающей конструкции R _m in.cHn который применяется в странах СНГ, зависит от климатических условий различных стран и/или регионов. Так, для теплых регионов, таких как Краснодарский Край РФ, коэффициент R _m j _n. cHr ⁼ 2,0 м К/Вт, для холодных регионов, таких как Крайний Север, коэффициент R _m j _n .c _H r ⁼ 5,9 м ² К/Вт. В табл. 1 указаны значения R _m j _n .cHr и их производные через знак дроби "/".

Согласно разработанного технического решения, минимальная толщина слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции B _{min UA} (поз. 2), коэффициент сопротивления которой больше или равен значению Rrep _M .UA» изменяется (для Украины) в пределах B _min .u _A = (50 - 150) мм.

Было экспериментально установлено, что отклонение от нижнего значения этого оптимального параметра B _{min UA} приводит к недостаточной толщине эквивалентной фасадной теплоизоляции B _min (поз. 2), возможности замерзания (достижение Т = 0 °С) теплоносителя (поз. 4) и, соответственно, получению достаточно малого коэффициента сопротивления R _min . В то же время отклонение от верхнего значения оптимального параметра B _{min UA} приводит к получению повышенной толщины эквивалентного фасадного утеплителя B _min (поз. 2) и чрезмерно большому значению коэффициента сопротивления R _m j _n. , что приводит к перерасходу материала эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2).

Согласно разработанного технического решения, минимальная толщина эквивалентного утеплителя B _{min EU} , коэффициент сопротивления которой больше или равна значению R _TeP M.Eib изменяется в пределах (50 - 250) мм. Было экспериментально установлено, что отклонение от нижнего значения этого оптимального параметра приводит к недостаточной толщине B _min эквивалентного фасадного утеплителя (поз. 2), и соответственно, к получению достаточно малого коэффициента сопротивления R _min . В то же время отклонение от верхнего значения оптимального параметра B _{min Еи} приводит к получению завышенной толщины B _min эквивалентного фасадного утеплителя (поз. 2) и повышенного коэффициента сопротивления R _m j _n ., что приводит к перерасходу материала эквивалентного фасадного утеплителя (поз. 2).

Внешний диаметр D новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, согласно разработанного технического решения, выполнен в следующих интервальных размерах D = (7 - 1 14) мм и с толщиной стенки соответственно δ = (0,7 - 22,1 ) мм. Было установлено, что отклонение от нижних значений этих оптимальных параметров (диаметров D новых транзитных трубопроводов (поз. 6)) приводит к увеличению скорости движения теплоносителя (поз. 4), что при постоянном его расходе вызывает высокие потери давления в новых транзитных трубопроводах (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления.

В то же время отклонение от верхнего значения этого оптимального параметра приводит к уменьшению скорости движения теплоносителя (поз. 4), что может привести к чрезмерному охлаждению теплоносителя (поз. 4), увеличению глубины новых штроб (поз. 9), которые выполняют в эквивалентном фасадной утеплители (поз. 2) или в существующей стене (поз. 1). Это также приводит к снижению эффективности системы комплексной термомодернизации в целом.

Дополнительно в табл.1 представлены диаметры D промышленно выпускаемых трубопроводов для более точного определения глубины необходимого штробления (поз. 9) в существующей стене (поз. 1) или в материале эквивалентного фасадного утеплителя (поз. 2). Соотношение диаметров D применяемых новых транзитных трубопроводов двухтрубной (поз. 6) системы отопления до толщины δ _τ эквивалентной трубной изоляции (поз. 5) и до глубины В _г выполняемого штробления (поз. 9) позволяет разделить их на несколько расчетных случаев.

В табл. 1 в колонках для значений диаметров трубопроводов D для различных материалов указаны значения «внешний диаметр» х «толщина», после чего указаны значения практически всех типоразмеров, применяемых в наше время. А для значений диаметров новых транзитных трубопроводов D (поз. 6), которые указаны в виде диапазона, границы диапазонов обозначают минимальные и максимальные величины значений.

Согласно разработанного технического решения, материал выполнения новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выбирается в зависимости от гидравлического режима работы двухтрубной системы центрального водяного отопления с учетом представленных на рынке производителей. Было установлено, что заявленные материалы являются наиболее эффективными и способствуют достижению задекларированной технической задачи.

Материал выполнения эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления вибирают зависимости от значений теплотехнических характеристик и возможности эффективного применения при утеплении фасадов здания, а также для покрытия новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления. Для эквивалентной трубной изоляции (поз. 5) применяются следующие материалы: вспененный полиэтилен/каучук, гофрированная теплоизоляция. Для эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) ее тип определяется расчетом и подтверждается экспериментом в каждом отдельном случае.

Было экспериментально установлено, что указанные в формуле материалы эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления являются наиболее эффективными и способствуют достижению задекларированной технической задачи. В табл. 1 через знак дроби "/" указаны возможные материалы, составляющие слой эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5).

Согласно разработанного технического решения, толщина слоя δ _τ эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы отопления изменяется в пределах (4 - 50) мм, и увеличивается по мере увеличения диаметра D новых транзитных трубопроводов. Было экспериментально установлено, что отклонение от нижнего значения этого оптимального параметра δ _τ приводит к увеличению тепловых потерь внутри строительной конструкции, и, как следствие, к охлаждению теплоносителя (поз. 4). В то же время отклонение от верхнего значения этого оптимального параметра δ _τ приводит к увеличению глубины В _г новых штроб (поз. 9), которые выполняются в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) или в существующей внешней стене (поз. 1), что может привести к ухудшению несущей способности термомодернизируемого здания.

Отклонение от предельных значений границ указанного диапазона δ _τ приводит к снижению эффективности системы комплексной термомодернизации, несмотря на увеличение тепловых потерь внутри строительной конструкции, а также перерасходу материалов эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5).

Согласно разработанного технического решения, разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах Δ Т изменяется в пределах (10 - 25) °С. Это дает техническую возможность изменять разницу температур в широком диапазоне при выполнении проектных работ, и определять гидравлический режим работы оборудования, а также оптимизировать расходы теплоносителя (поз. 4), поддерживать заданный температурный режим, и тем самым диверсифицировать выбор источника тепла, повышая эффективность комплексной термомодернизации здания.

Количество времени t ₅₀ , необходимое для охлаждения температуры теплоносителя (поз. 4) от расчетной температуры Т = + 80° С до Т = 0 °С при заранее заданной толщине B _min эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 50 мм, определяется расчетно-экспериментальным путем из анализа экспериментально полученного графика, показанного на фиг. 19.

Так, было установлено, что в зависимости от диаметра D новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления пропорционально изменяется время охлаждения теплоносителя (поз. 4) при полном прекращении его движения по новым транзитным трубопроводам (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления. Однако через некоторое время происходит замерзание теплоносителя (поз. 4). Это означает, что толщина B _min = 50 мм эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) не может быть применима в системах отопления, в которых возможна полная остановка движения теплоносителя (поз. 4).

Значение параметра t ₅₀ колеблется от 8 ч до 19 ч, что в общем является неприемлемым показателем, так как теплоноситель за это время может технологически замерзнуть. В то же время увеличение толщины эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) до B _min = 100 мм приводит к 100% -й защите от замерзания новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления даже при полной остановке движения теплоносителя (поз. 4).

Что касается формы выполнения новых штроб (поз. 9), то новые штробы (поз. 9) в существующей внешней стене (поз. 1) или в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) могут быть выполнены прямоугольной или треугольной или арочной формы, либо в виде двух участков прямоугольников, или в виде любой комбинации вышеуказанных форм.

Выбор конкретной формы выполнения новых штроб (поз. 9) определяется конструктивными особенностями существующей внешней стены (поз. 1) термомодернизируемого здания в месте ее присоединения к отопительным приборам (поз. 7, поз. 7'). К вышеуказанным конструктивным особенностям в существующей внешней стене (поз. 1) относят наличие связей с существующими инженерными сетями (системы кондиционирования, стоки, слаботочную и силовую разводку, подключение осветительного оборудования), конструктивные элементы фасада здания, ограничения по глубине В _г возможного штробления (поз. 9) во избежание нарушения несущей способности термомодернизируемого здания (при недостаточной ширине существующих стен).

Формы выполняемых новых штроб (поз. 9) могут быть всех выше перечисленных форм. В то же на выбор формы новой штробы (поз. 9) дополнительно влияет выбор оборудования, которым осуществляют штробильные работы (штроборез, шлифовальная машина по бетону, применение механизмов, в которых режущей кромкой является алмазный трос).

Обозначения в табл. 1 «в штробе, выполненной в существующей стене/(штробе, выполненной в эквивалентном фасадном утеплителе» обозначает прокладку новых транзитных трубопроводов (поз. 6) или в новой штробе (поз. 9), или непосредственно в существующей внешней стене (поз. 1), или в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2). Формы выполнения новых штроб (поз. 9) указаны в табл.1 через знак дроби "/", а именно она может быть «прямоугольная/треугольная/ арочная» .

Согласно разработанного технического решения, максимальная глубина В _г новой штробы (поз. 9) в существующей внешней стене (поз. 1) изменяется в пределах B _r = (25 - 155) мм. Эта величина В _г выбирается в зависимости от размеров диаметров D новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, которые будут прокладываться в новой штробе (поз. 9), и толщины δ _τ слоя эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5), которые совместно должны полностью поместиться в выполненной новой штробе (поз. 9).

Краткое описание чертежей

Разработанное техническое решение объясняется фиг. 1 - фиг. 26, где:

на фиг. 1 показана общая схема системы комплексной термомодернизации здания; на фиг. 2 показано расположение отопительных приборов с нижним подключением (поз. 7') и сквозным подключением (поз. 10) термостатического крана (поз. 12) к новым транзитным трубопроводам (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, покрытых слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5), причем новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагаются в новых штробах (поз. 9), выполненных в существующей внешней стене (поз. 1 ) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2); при этом новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, совместно с существующей внешней стеной (поз. 1) покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min ;

на фиг. 3 показано расположение отопительных приборов с боковым подключением (поз. 7) и сквозным подключением (поз. 10) термостатических кранов (поз. 12) к новым транзитным трубопроводам (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, покрытых слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5), которые располагаются в новых штробах (поз. 9), выполненных в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2); при этом новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления совместно с существующей внешней стеной (поз. 1) покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min ;

на фиг. 4 показано расположение отопительных приборов с нижним подключением (поз. 7') и сквозным подключением (поз. 10) термостатического крана (поз. 12) к новым транзитным трубопроводам (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, покрытых слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5); при этом новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагаются в новых штробах (поз. 9), выполненных в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1); при этом новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления совместно с существующей внешней стеной (поз. 1) покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min ;

на фиг. 5 показано расположение отопительных приборов с боковым подключением (поз. 7) и сквозным подключением (поз. 10) термостатических кранов (поз. 12) к новым транзитным трубопроводам (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, покрытых слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5); при этом новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагаются в новых штробах (поз. 9), которые выполнены в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1); при этом новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления совместно с существующей внешней стеной (поз. 1) покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min ;

на фиг. 6 показан фрагмент разреза проектируемой внешней стены (поз. 1), на котором расположены два новых транзитных трубопровода (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления диаметром D, покрытые слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной δ _τ ; при этом новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагаются в новых штробах (поз. 9), сделанных в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), и выполненных прямоугольной формы с глубиной В _г и шириной В _ш ;

на фиг. 7 показан фрагмент разреза проектируемой внешней стены (поз. 1), на котором расположены два новых транзитных трубопровода (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления диаметром D, покрытые слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной δ _τ ; при этом новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагаются в новых штробах (поз. 9), сделанных в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), и выполненных треугольной формы с высотой (глубиной) В _г и шириной В _ш ;

на фиг. 8 показан фрагмент разреза проектируемой внешней стены (поз. 1), в котором расположены два новых транзитных трубопровода (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления диаметром D, покрытые слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной δ _τ ; при этом новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагаются в новых штробах (поз. 9), сделанных в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), и выполненных арочной формы с глубиной В _г и шириной В _ш ; на фиг. 9 показан фрагмент разреза существующей внешней стены (поз. 1), в котором расположен один новый транзитный трубопровод (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления диаметром D, покрытый слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной δ _τ ; при этом новый транзитный трубопровод (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагается в новой штробе (поз. 9), которая сделана в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), и выполнена прямоугольной формы с глубиной В _г и шириной В _ш ;

на фиг. 10 показан фрагмент разреза проектируемой внешней стены (поз. 1), в котором расположен один новый транзитный трубопровод (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления диаметром D, покрытый слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной δ _τ ; при этом новый транзитный трубопровод (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагается в новой штробе (поз. 9), которая сделана в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), и выполнена треугольной формы с глубиной (высотой) В _г и шириной В _ш ;

на фиг. 11 показан фрагмент разреза проектируемой внешней стены (поз. 1), в котором расположен один новый транзитный трубопровод (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления диаметром D, покрытый слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной δ _τ ; при этом новый транзитный трубопровод (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагается в новой штробе (поз. 9), которая сделана в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), и выполнена арочной формы с глубиной В _г и шириной В _ш ; на фиг. 12 показан фрагмент разреза проектируемой внешней стены (поз. 1), в котором расположены два новых транзитных трубопровода (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления диаметром D, покрытые слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной δ _τ ; при этом новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагаются в новых штробах (поз. 9), сделанных в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1), и выполненных прямоугольной формы с глубиной В _г и шириной В _ш ; на фиг. 13 показан фрагмент разреза проектируемой внешней стены (поз. 1), в котором расположены два новых транзитных трубопровода (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления диаметром D, покрытые слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной ό _τ ; при этом новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагаются в новых штробах (поз. 9), сделанных в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1), и выполненных треугольной формы с глубиной В _г и шириной В _ш ; на фиг. 14 показан фрагмент разреза проектируемой внешней стены (поз. 1), в котором расположены два новых транзитных трубопровода (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления диаметром D, покрытые слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной З _т ; при этом новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагаются в новых штробах (поз. 9), сделанных в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1), и выполненных арочной формы с глубиной В _г и шириной В _ш ;

на фиг. 15 показан фрагмент разреза проектируемой внешней стены (поз. 1), в котором расположен один новый транзитный трубопровод (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления диаметром D, покрытый слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной δ _τ ; при этом новый транзитный трубопровод (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагается в новой штробе (поз. 9), сделанной в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1), и выполненной прямоугольной формы с глубиной В _г и шириной В _ш ; на фиг. 16 показан фрагмент разреза проектируемой внешней стены (поз. 1), в котором расположен один новый транзитный трубопровод (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления диаметром D, покрытый слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной δ _τ ; при этом новый транзитный трубопровод (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагается в новой штробе (поз. 9), сделанной в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1), и выполненной треугольной формы с глубиной В _г и шириной В _ш ;

на фиг. 17 показан фрагмент разреза проектируемой внешней стены (поз. 1), в котором расположен один новый транзитный трубопровод (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления диаметром D, покрытый слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной δ _τ ; при этом новый транзитный трубопровод (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления располагается в новой штробе (поз. 9), сделанной в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1), и выполненной арочной формы с глубиной В _г и шириной В _ш .

На фиг. 1 - фиг. 26 приняты следующие условные обозначения:

на фиг. 1 на общей схеме системы комплексной термомодернизации здания римскими цифрами II - XVII обозначены соответствующие указанным римским цифрам арабские номера фигур JsreJVTs2 - 17, расположенные отдельно, и охарактеризованные выше;

1 - существующая стена термомодернизируемого здания; 2 - слой эквивалентной фасадной теплоизоляции; 3 - клеевой слой, предназначенный для крепления эквивалентной фасадной теплоизоляции существующей наружной стены; 4 - теплоноситель (жидкий) ; 5 - слой эквивалентного трубного утеплителя; 6 - новые транзитные трубопроводы двухтрубной системы центрального водяного отопления; 7 - отопительный прибор с боковым подключением; Т - отопительный прибор с нижним подключением; 8 - распределительная поэтажная гребенка; 9 - новая штроба, сделанная в существующей стене или эквивалентной фасадной теплоизоляции; 10 - сквозное отверстие в существующей стене; 11 - окна или свегопрозрачные конструкции; 12 - радиаторная арматура; 13 - внешний защитный слой, предохраняющий эквивалентную фасадную теплоизоляцию от осадков и/или ультрафиолетового излучения; Т1 - подающий трубопровод системы отопления; Т2 - обратный трубопровод системы отопления.

ИСПРАВЛЕННЫЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 91 ) На фиг. 18 показаны два варианта (А, В) размещения новых транзитных трубопроводов двухтрубной системы центрального водяного отопления (поз. 6):

1- й вариант (А), при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления размещены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) (расчетные случаи N°4, М>5, JY°6);

2- й вариант (В), при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления размещены в новой штробе (поз. 9), которая выполнена в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1) (расчетные случаи jVfil, X22, jVs3);

При этом на фиг. 18 приняты следующие условные обозначения (легенда):

—Лг-~ расчетно-экспериментальный случай N°l , при котором толщина эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 50 мм, а новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1);

-"·— расчетно-экспериментальный случай N°2, при котором толщина эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min - 100 мм, а новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1);

— ·--- расчетно-экспериментальный случай N°3, при котором толщина эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 150 мм, а новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1);

— *— расчетно-экспериментальный случай N°4, при котором толщина эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 50 мм, а новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2);

^* -*— расчетно-экспериментальный случай N°5, при котором толщина эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 100 мм, а новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2);

· : расчетно-экспериментальный случай Ne6, при котором толщина эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 150 мм, а новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2).

Обоснование сущности изобретения

Для обоснования задекларированных существенных отличий технического решения, указанных в формуле, в процессе исследования нижеуказанных расчетно- экспериментальных случаев (N°l - N26) использовались следующие параметры и характеристики, а также условия эксплуатации.

Температура окружающей среды (наружная температура) составляла Т = - 22 °С; температура теплоносителя (поз. 4) составляла Т = + 80 °С.

Применяемые материалы. Материал существующей стены - пенобетон, толщина стены - 250 мм. Характеристики пенобетона в сухом состоянии: плотность - 1000 кг/м ³ ; удельная теплоемкость - 0,84 кДж/(кг-°С);); коэффициент теплопроводности - 0,29 Вт/(м ² -°С); расчетный коэффициент теплопроводности - 0,47 Вт/(м ² -°С).

Эквивалентна фасадная теплоизоляция - пенопласт ПСБ-С-25 с характеристиками: плотность - 25 кг/м ³ ; удельная теплоемкость - 1,26 кДж/(кг-°С); коэффициент теплопроводности - 0,039 Вт/(м ^{2 о} С); расчетный коэффициент теплопроводности - 0,042 Вт/(м ^{2 о} С).

Материал трубопроводов - полипропилен с характеристиками: плотность - 900 кг/м ³ ; удельная теплоемкость - 1,93 кДж/(кг °С); коэффициент теплопроводности -

0,22 Вт/(м-°С); расчетный коэффициент теплопроводности - 0,22 Вт/(м ² -°С). Диаметр трубопроводов составлял 20 мм, толщина стенки - 2,8 мм.

Эквивалентна трубная изоляция - вспененный полиэтилен, который монтируется поверх трубопроводов, с характеристиками: плотность - 40 кг/м ³ ; удельная теплоемкость - 1 ,8 кДж/(кг-°С); коэффициент теплопроводности - 0,37 Вт/(м ² -°С); расчетный коэффициент теплопроводности - 0,037 Вт/(м ² -°С). Толщина утеплителя трубопроводов составляла 13 мм.

Клеевый шов. Для каждого из рассмотренных случаев (N°l - N°6) был добавлен клеевой шов между существующей стеной и эквивалентной фасадной теплоизоляцией. Свойства клеевого шва следующие: плотность р = 1800 кг/м ³ ; удельная теплоемкость с — 0,84 кДж/(кг °С); коэффициент теплопроводности для условий «Б» λ (Б): 0,93 Вт/(м ^{2 о} С).

В расчетно-экспериментальном случае N°l (фиг. 21) новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), которая выполнена в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1); температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) при толщине B _min = 50 мм равна Т = + 41,7 °С.

В расчетно-экспериментальном случае N° 4 (фиг. 24) новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2); температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) при толщине B _min = 50 мм равна Т = - 3,5 °С.

Для расчетно-экспериментальных случаев l и N°4 при одинаковой толщине эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 50 мм существенно уменьшаются тепловые потери в окружающее пространство, так как температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) в случае N°l равна ΔΤ = +41 ,7 °С, а в случае N°4 равна Т = - 3,5 °С, что составляет абсолютное различие в ΔΤ = 45,2 °С между двумя расчетно-экспериментальными случаями N°l и N°4. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению тепловых потерь в окружающее пространство, которое прямо пропорционально влияет на охлаждение теплоносителя (поз. 4) и тепловые потери при расчетной температуре наружного воздуха, которая составляет Т = - 22 °С.

Из вышеописанного также следует, что расположение новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в новых штробах (поз. 9), выполненных в существующих внешних стенах (поз. 1) со стороны их крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), расчетно- экспериментальный случай N°l (фиг. 21), существенно (на 92%) уменьшает тепловые потери по сравнению с расчетно-экспериментальным случаем N° 4 (фиг. 24) при размещении новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в новых штробах (поз. 9), выполненных в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стены (поз. 1).

В расчетно-экспериментальном случае N«2 (фиг. 22) новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), которая выполнена в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1); температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) при толщине B _min = 100 мм равна Т = +24,7 °С.

В расчетно-экспериментальном случае N°5 (фиг. 25) новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2); температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) при толщине B _min = 100 мм равна Т = -10,2 °С.

Для расчетно-экспериментальных случаев N°2 и N°5 при одинаковой толщине эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 100 мм существенно уменьшаются тепловые потери в окружающее пространство, так как температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) в случае N°2 равна Т = +24,7 °С, а в случае N°5 равна Т = -10,2 °С, что составляет абсолютную разницу в ΔΤ = 34,9 °С между двумя расчетно-экспериментальными случаями N°2 и N°5. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению тепловых потерь в окружающее пространство, что прямо пропорционально влияет на охлаждение теплоносителя (поз. 4) и тепловые потери при расчетной температуре наружного воздуха, которая составляет Т = - 22 °С.

Из вышеописанного также следует, что расположение новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в новых штробах (поз. 9), выполненных в существующих внешних стенах (поз. 1) со стороны их крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), расчетно- экспериментальный случай N°2 (фиг. 23), существенно (на 70%) уменьшает тепловые потери по сравнению с расчетно-экспериментальным случаем N°5 (фиг. 25) при размещении новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в новых штробах (поз. 9), выполненных в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1).

В расчетно-экспериментальном случае N°3 (фиг. 23) новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), которая выполнена в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1); температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) при толщине B _min = 150 мм равна Т = + 16 °С.

В расчетно-экспериментальном случае N°6 (фиг. 26) новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2); температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) при толщине B _min = 150 мм равна Т = - 13,4 °С.

Для расчетно-экспериментальных случаев N°3 и N°6 при одинаковой толщине эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 150 мм существенно уменьшаются тепловые потери в окружающее пространство, так как температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) в случае N°3 равна Т = + 16 °С, а в случае б равна Т = - 13,4 °С, что составляет абсолютную разность в ΔΤ = 29,4 °С между двумя расчетно-экспериментальными случаями N°3 и N°6.

Это, в свою очередь, приводит к уменьшению тепловых потерь в окружающее пространство, что прямо пропорционально влияет на охлаждение теплоносителя (поз. 4) и тепловые потери при расчетной температуре наружного воздуха, которая составляет Т = - 22 °С.

Из вышеописанного также следует, что расположение новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в новых штробах (поз. 9), выполненных в существующих внешних стенах (поз. 1) со стороны их крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), расчетно- экспериментальный случай N°3 (фиг. 24), существенно (на 54%) уменьшает тепловые потери по сравнению с расчетно-экспериментальным случаем N° 6 (фиг. 26) размещения новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления новых штробах (поз. 9), выполненных в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1).

Рассматривая вышеперечисленные расчетно-экспериментальные случаи jVeJVol - JSfo6, взяли за основу тот факт, что размещение новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в новых штробах (поз. 9), выполненных в существующих внешних стенах ( поз. 1) со стороны их крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), позволяет существенно (в среднем на 74%) снизить тепловые потери от новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления по сравнению с размещением этих новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в новых штробах (поз. 9), выполненных в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1).

Таким образом, расчетно-экспериментальные случаи J bl - N°6 позволили определить оптимальное размещение новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, которым является размещение новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в новых штробах (поз. 9), выполненных в существующих внешних стенах (поз. 1) со стороны их крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2).

При отсутствии технологической возможности для размещения новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в новых штробах (поз. 9), которые выполняются в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции, минимальная толщина эквивалентного утеплителя B _min (поз. 2) должна составлять не менее 150 мм. Это обусловлено тем, что при толщине эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), которая составляет 150 мм, температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) равна Т = + 16 °С, что является приемлемым значением для допустимых тепловых потерь новых транзитных трубопроводов (поз. 6), которые применяются для внешней прокладки.

При толщине эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), которая составляет менее 150 мм, температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) повышается до Т = + 40 °С, что является неприемлемым значением для допустимых тепловых потерь новых транзитных трубопроводов (поз. 6), которые применяются для внешней прокладки.

В расчетно-экспериментальных случаях N24, N°5, N°6 новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления размещаются в новых штробах (поз. 9), выполненных в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), и покрытых слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min . С увеличением толщины эквивалентной фасадной теплоизоляции B _min . (поз. 2) от 50 мм до 150 мм происходит снижение температуры на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) с Т = - 3,5 °С до Т = - 13,4 °С. Это также обусловливает оптимальный диапазон толщины эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), составляющий (50 - 150) мм (для Украины).

Также экспериментально-расчетным путем исследовали распределение температурного поля Т внутри строительной конструкции термомодернизируемого здания, при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) термомодернизируемого здания.

Было установлено, что при увеличении толщины слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции B _min (поз. 2) также происходит увеличение средней температуры внутри строительной конструкции. Например, при увеличении толщины слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min с 50 мм до 100 мм происходит увеличение средней температуры внутри строительной конструкции с Т— 40 °С до Т = 42 °С, что наблюдается на фиг. 18.

А при увеличении толщины слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз.

2) B _min с 50 мм до 150 мм происходит увеличение средней температуры внутри строительной конструкции с Т = 40 °С до Т = 44 °С. Это также способствует дополнительному осушению строительной конструкции, косвенно повышает эффективность системы комплексной термомодернизации, и, в свою очередь, приводит к улучшению теплотехнических характеристик термомодернизируемого здания.

В расчетно-экспериментальных случаях Ne4, 5, N°6 новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления размещаются в новых штробах (поз. 9), выполненных в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), и покрытых слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min . Для вышеописанных случаев JV , N°5, б был выполнен расчет времени, необходимого для достижения теплоносителем (поз. 4) температуры Т = 0 °С при полном прекращении движения теплоносителя (поз. 4), например, в случае поломки насоса или временных перебоев с электроснабжением.

При этом рассматривались три значения толщины эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2): B _min = 50 мм, B _min = 100 мм, B _min = 150 мм. При B _min = 50 мм через 16 ч происходит охлаждение теплоносителя (поз. 4) с Т = + 80 °С до Т = 0 °С (рис. 19), что может привести к нарушению целостности новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления.

При B _min = 100 мм через 16 ч происходит охлаждение теплоносителя (поз. 4) с температуры Т = + 80 °С до Т = + 8 °С (рис. 20), а через 23 часов температура теплоносителя (поз. 4) стабилизируется на уровне Т = + 5 °С и сохраняется такой в течение 48 часов. Расчеты для толщины эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 150 мм не проводились, так как при толщине эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 100 мм даже через 48 часов не происходит замерзание теплоносителя (поз. 4). Это свидетельствует о том, что и при толщине эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 150 мм замерзания теплоносителя происходить также не будет.

Исходя из вышеприведенного анализа, экспериментально было установлено, что минимальная толщина B _min слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) должна составлять B _min = 100 мм для исследуемого температурного режима и условий эксплуатации (температурной зоны), а также для характеристик используемых материалов, геометрии трубопроводов и эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2). Такая толщина слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) предотвращает разрушение новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в режиме интенсивной эксплуатации.

Из выполненных выше расчетно-экспериментальных случаев следует, что оптимальным размещением новых транзитных трубопроводов (поз. 6) является их расположение в новых штробах (поз. 9), выполненных в существующей внешней стене (поз. 1), и покрытых в дальнейшем слоем эквивалентной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min = 100 мм. Также разработанное техническое решение способствует улучшению гидравлического режима движения теплоносителя (поз. 4) и возможности применения как высоко-, так и низкотемпературного теплоносителя (поз. 4). Это обусловлено тем, что современные источники тепла имеют максимальный КПД при работе в низкотемпературном режиме.

На фиг. 19 показано изменение температуры теплоносителя (поз. 4), который протекает в новых транзитных трубопроводах (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, со временем t ₅₀ = 16 ч при полном прекращении его движения и толщине эквивалентного слоя фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 50 мм.

На фиг. 20 показано изменение температуры теплоносителя (поз. 4), который протекает в новых транзитных трубопроводах (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, со временем t ₁₀₀ = 16 ч при полном прекращении его движения и толщине эквивалентного слоя фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 100 MM.

В расчетно-экспериментальных случаях N°l - N°6 на фиг.18 размещения новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления такое. В расчетно-экспериментальном случае N°l (фиг. 21 ) новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполнены диаметром D _H = 20 мм и расположены в новой штробе прямоугольной формы (поз. 9), выполненной в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min = 50 мм.

В расчетно-экспериментальном случае 2 (фиг. 22) новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполнены диаметром D _H = 20 мм и расположены в новой штробе прямоугольной формы (поз. 9), выполненной в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min = 100 мм. В расчетно-экспериментальном случае N°3 (фиг. 23) новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполнены диаметром D _H = 20 мм и расположены в новой штробе прямоугольной формы (поз. 9), выполненной в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min = 150 мм.

В расчетно-экспериментальном случае Ν°4 (фиг. 24) новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполнены диаметром D _H = 20 мм и расположены в новой штробе прямоугольной формы (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1), а также покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min = 50 мм.

В расчетно-экспериментальном случае N°5 (фиг. 25) новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполнены диаметром D _H = 20 мм, расположены в новой штробе прямоугольной формы (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1), а также покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min = 100 мм. В расчетно- экспериментальном случае N°6 (фиг. 26) новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполнены диаметром D _H = 20 мм и расположены в новой штробе прямоугольной формы (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1), а также покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной В _т ; _п — 150 мм.

На фиг. 21 - фиг. 26 показано полученное экспериментально-расчетным путем распределение температурного поля Т внутри строительной конструкции, где:

на фиг. 21 показано распределение теплового поля внутри строительной конструкции для расчетно-экспериментального случая N°4, при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2). Новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления и существующая внешняя стена (поз. 1) покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min = 50 мм, а температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) равна Т = - 3,5 °С;

на фиг. 22 показано распределение теплового поля внутри строительной конструкции для расчетно-экспериментального случая N°5, при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2). Новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления и существующая внешняя стена (поз. 1) покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min = 100 мм, а температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) равна Т= - 10,2 °С;

на фиг. 23 показано распределение теплового поля внутри строительной конструкции для расчетно-экспериментального случая N°6, при котором новые транзитные трубопроводы двухтрубной (поз. 6) системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2). Новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления и существующая внешняя стена (поз. 1) покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min = 150 мм, а температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) равна Т= - 13,4 °С;

на фиг. 24 показано распределение теплового поля внутри строительной конструкции для расчетно-экспериментального случая N°l, при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1). Новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления и существующая внешняя стена (поз. 1) покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _rain = 50 мм, а температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) равна Т= + 40 °С;

на фиг. 25 показано распределение теплового поля внутри строительной конструкции для расчетно-экспериментального случая N°2, при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1). Новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления и существующая стена (поз. 1) покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной = 100 мм, а температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) равна Т= + 24,7 °С;

на фиг. 26 показано распределение теплового поля внутри строительной конструкции для расчетно-экспериментального случая Ν°3, при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1). Новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления и существующая внешняя стена (поз. 1) покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min = 150 мм, а температура на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) равна Т = + 16 °С. Совпадение некоторых следующих условных обозначений для различных узловых элементов, показанных на фиг. 1 - фиг. 26 означает, что на этих фигурах использованы и описываются подобные конструктивные элементы (или их отдельные/составные части), которые выполнены с одинаковым размером элементной базы (длиной, высотой, диаметром) и одинаковы по форме выполнения.

Проектирование и монтаж, а также последующее использование системы (на базе элементов системы) комплексной термомодернизации осуществляют так.

Систему и реализующий её способ комплексной термомодернизации зданий или сооружений проектируют и выполняют (реализуют) в составе системы фасадного утепления наружных стен зданий и сооружений, а также системы центрального водяного отопления помещений зданий и сооружений.

Осуществление комплексной термомодернизации здания начинают с анализа его технического состояния, включая сбор технических параметров, характеризующих: инженерно-геологические условия площадки, на которой размещено термомодернизуемое здание; химический состав грунтовых вод; конструкции и сооружения, защищающие здания (сооружения) от опасных геологических процессов; отмостки и элементы благоустройства; основания и фундаменты; вводы и выпуски инженерных сетей; подземные несущие, ограждающие и гидроизоляционные конструкции; состояние воздушной среды в здании (сооружении) и вокруг него (температура, влажность, воздухообмен, химический состав воздуха); надземные несущие и ограждающие конструкции; покрытия и кровли; антикоррозийная защита конструкций, полов, внешняя и внутренняя отделка; теплотехнические, сантехнические и вентиляционные системы и оборудование; изоляционные покрытия; другие элементы зданий (сооружений) и их систем, проектирование и устройство которых регламентируется ГСН.

Процедура сбора, характеристика и методика определения технических параметров, характеризующих техническое состояние термомодернизируемого здания, здесь не рассматривается, так как не является предметом изобретения.

После этого проводят энергетический аудит термомодернизируемого здания, например, путем использования тепловизионного обследования, проявляя места негерметичности строительной конструкции, и, как следствие, повышенные тепловые потери из отапливаемых помещений термомодернизируемого здания. После этого осуществляют анализ исправности и технического состояния существующей системы отопления здания на основании соответствующих измеренных технических параметров (что также подробно описывается, так как не является предметом изобретения).

Далее выполняют проектирование отдельных элементов системы, установление взаимосвязи между ними и компоновку всей комплексной системы термомодернизации в целом. При этом учитывают коэффициент сопротивления внешней ограждающей конструкции существующей внешней стены (поз. 1) термомодернизируемого здания и минимально допустимый для исследуемой температурной зоны коэффициент сопротивления внешней ограждающей

КОНСТРУКЦИИ R _TepM .UA- Далее определяют оптимальные параметры и материал выполнения конструктивных элементов системы путем проведения исследований, результаты которых показаны на фигурах Ν°18 - N°26. В частности, для оптимизации границ толщины эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) исследуют два варианта размещения новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления: вариант l, при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления размещены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2); вариант N°2, при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления размещены в новой штробе (поз. 9), которая выполнена в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1) термомодернизируемого здания. При этом варианты JVel и Ns2 исследуются при вариации толщины эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min термомодернизируемого здания.

Также предварительно экспериментально-расчетным путем исследуют распределение температурного поля внутри строительной конструкции, при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления расположены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) термомодернизируемого здания.

При исследовании тепловой задачи предполагают, что новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления и существующая внешняя стена (поз. 1) покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) с переменной толщиной B _min . При этом также варьируется температура T на поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) от минимального до максимального значения, определяемого в соответствии с ГСН.

Также для прогнозирования работоспособности системы водяного отопления при комплексной термомодернизации исследуют предельное падение температуры теплоносителя (поз. 4) в случае прекращения его подачи в новых транзитных трубопроводах (поз. 6) двухтрубной системы отопления, что нередко происходит вследствие наступления форс-мажорных обстоятельств в виде поломки снабжающего насоса или перебоев с электроснабжением, при переменной толщине слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции B _min . (поз. 6).

Вышеуказанные исследования позволяют определить эффективный диапазон оптимальных параметров и материал выполнения конструктивных элементов системы комплексной термомодернизации. При этом в зависимости от исходных условий эксплуатации новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполняют с наружным диаметром D, который изменяется в пределах (7 - 1 14) мм, и с толщиной стенки δ, которая изменяется в пределах (0,7 - 22,1) мм.

Что касается материала выполнения конструктивных элементов системы, то новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполняют из поперечно сшитого полиэтилена под натяжное кольцо (PUSH), либо из поперечно сшитого полиэтилена под обжимной фитинг (PRESS), или из полипропилена, или из металлопластика под обжимной фитинг, или из металлопластика под фитинг, который скручивается, или из меди, или из стали, или из нержавеющей стали, или из черного металла.

Новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления покрывают слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной З _т , которая изменяется в пределах (6 - 50) мм. Эквивалентную трубную теплоизоляцию (поз. 5) новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполняют из вспененного полиэтилена, или из вспененного каучука, или из каменной ваты, или из минеральной ваты, или из базальтовой ваты, или из стекловаты, или пенопластовой скорлупы.

При этом геометрические параметры и параметры взаимного расположения новых транзитных трубопроводов (поз. 6), а именно внешний диаметр D, толщину стенки δ, толщину слоя эквивалентной трубной теплоизоляции δ _τ (поз. 5), места размещения новых транзитных трубопроводов (поз. 6) центральной системы водяного отопления на внешней стороне термомодернизируемого здания определяют и выполняют с привязкой к местам размещения отопительных приборов (поз. 7, 7 '), к геометрическим параметрам размещения оконных проемов, наличию декоративных элементов и ливнестоков на внешней стене фасада, заданного температурного режима эксплуатации термомодернизируемого здания, к материалу выполнения стен термомодернизируемого здания, их толщины, и с коэффициентом сопротивления внешней ограждающей конструкции R _min двухтрубной системы центрального водяного отопления, возможности тупикового движения теплоносителя (поз. 4) от этажных распределительных гребенок (поз. 8) до отопительных приборов (поз. 7, 7'), расположенных в отапливаемых помещениях, и выполненных с возможностью присоединения к новым транзитным трубопроводам (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления с боковым подключением, а также к заранее заданной максимальной разности температур теплоносителя AT в подающем и обратном новых транзитных трубопроводах (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления.

Трассы прокладки новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполняют с учетом технической возможности штробления (поз. 9) в существующих внешних стенах (поз. 1) со стороны их крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) без нарушения несущей способности здания.

Как вариант, новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления размещают в новых штробах (поз. 9), выполненных на существующей наружной стене (поз. 1) со стороны фасада или в углублениях, выполненных в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции со стороны крепления к существующей внешней стене (поз. 1). Для этого предварительно в слое эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) в определенных местах расположения новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполняют новые штробы (поз. 9).

В результате выполнения вышеуказанных процедур также определяют оптимальные трассы прокладки новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления с привязкой к размещению существующих отопительных приборов (поз. 7, 7'), а также места размещения распределительных гребенок (поз. 8). После этого осуществляют монтаж системы центрального водяного отопления. Определяют места, в которых делают штробление определенной формы (или в стене, или в слое эквивалентной фасадной изоляции), в которые в дальнейшем размещают новые транзитные трубопроводы. В местах размещения отопительных приборов (поз. 7, 7') новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления присоединяют сквозным подключением (поз. 10) через существующую внешнюю стену (поз. 1) к термостатическим кранам (поз. 12), присоединенным к отопительным приборам (поз. 7, 7').

Автоматические балансировочные клапаны размещают на новых транзитных трубопроводах (поз. 6) системы центрального водяного отопления, которые подключают к отопительным приборам (поз. 7, 7') для каждого отапливаемого помещения от этажных распределительных гребенок (поз. 8), а после автоматических балансировочных клапанов устанавливают поквартирные счетчики тепла.

Причем вертикальную разводку стояков двухтрубной системы центрального водяного отопления выполняют открыто или скрыто внутри здания, в том числе в местах общего пользования. Стойки двухтрубной системы центрального водяного отопления подключаются от источников тепла к распределительным гребенкам с верхней или нижней разводкой к узлу учета или индивидуального теплового пункта, который подключают к местной или центральной тепловой сети по зависимой или независимой схеме.

Новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления покрывают слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной δ _τ , которая изменяется в пределах (6 - 50) мм. Эквивалентную трубную теплоизоляцию (поз. 5) новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполняют из вспененного полиэтилена или из вспененного каучука, или из каменной ваты, или из минеральной ваты, или из базальтовой ваты, или из стекловаты, или пенопластовой скорлупы.

После этого осуществляют гидравлические испытания новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, что позволяет определить места возможных утечек и устранить негерметичность новых транзитных трубопроводов (поз. 6) системы центрального водяного отопления.

После завершения гидравлических испытаний новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления вместе с существующими внешними стенами (поз. 1) термомодернизируемого здания покрывают слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной B _min , которая (для Украины) изменяется в пределах (50 - 150) мм.

В свою очередь, фасадный утеплитель (эквивалентную фасадную теплоизоляцию) выполняют из пенопласта (ПСБ, ПСБ-С), или из неопора, или резольнофенолформальдегидного пенопласта, или пеноизола, или из целлюлозы или из вспученного перлита, или из вспученного вермикулита, или из пенополистирола или из экструдированного пенополистирола, или из пеностекла, или газостекла, или из газобетона, или пенополиуретана, или из минеральной ваты, или из базальтовой ваты, или каменной ваты, или стекловаты, или из древесных опилок.

Систему эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) существующих внешних стен (поз. 1) зданий или сооружений выполняют в виде вентилируемого фасада, или одно- или многослойной конструкции утеплителя, или в виде мокрого фасада. При этом утепление выполняют, например, в форме плит или рулонов, которые прикреплены с помощью полиуретановых пен или клеевых смесей и дюбелей к существующей внешней стене, и покрыты слоем штукатурки по армирующей сетке, изготовленной из высокопрочного и одновременно инертного материала, например, стекловолокна.

Лучший вариант осуществления изобретения

После проведения анализа технического состояния термомодернизируемого здания, включая проведение энергетического аудита здания и анализа исправности и технического состояния существующей системы отопления здания, выполняют проектирование отдельных элементов и затем всей системы комплексной термомодернизации в целом.

В частности, при исследовании распределения температурного поля внутри строительной конструкции, то есть при рассмотрении тепловой задачи предполагают, что новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления и существующая внешняя стена (поз. 1) покрыты слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) с переменной толщиной B _min ., результатом чего является изменение температуры Т на (внешний) поверхности эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) от минимального до максимального значения, определяемого в соответствии с ГСН.

Также для прогнозирования работоспособности проектируемой системы отопления при комплексной термомодернизации исследуют предельное падение температуры теплоносителя (поз. 4) со временем в случае прекращения движения теплоносителя (поз. 4) в новых транзитных трубопроводах (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления при переменной толщине слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции B _min .

Было установлено, что в примере N°4 табл. 1 (г. Киев, расчетная температура - 22 °С) время для достижения температуры теплоносителя (поз. 4) значение 0 °С при толщине слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min — 50 мм, составляет t ₅₀ - 16 ч, а при толщине слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min = 100 мм замерзания теплоносителя (поз. 4) не происходит.

Вышеуказанные исследования позволили определить оптимальные параметры и материал выполнения конструктивных элементов системы комплексной термомодернизации здания, которые приведены ниже, путем проведения исследований, показанных на фигурах N°18 - N°26, а также с учетом значений, указанных в табл.1 (в данном случае это пример N°4).

Как теплотехнический параметр выбрали коэффициент сопротивления внешней ограждающей конструкции существующей внешней стены (поз. 1) термомодернизируемого здания (поз. 1), который составляет

К _С ущ ⁼ 1 _> (м ² -К)/Вт. Коэффициент сопротивления внешней ограждающей конструкции (стены) R _{TepM UA} = 1,6/2,1 (м ² -К)/Вт (соответственно для первой/второй температурных зон Украины), что определяет толщину B _min эквивалентной фасадной теплоизоляции. Расчетная разность температур теплоносителя (поз. 4) в подающем и обратном новых транзитных трубопроводах (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления в данном примере составляет А Т = 20 ° С.

Для оптимизации толщины слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min также исследовали два варианта размещения новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления:

вариант N°l, при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления размещены в новой штробе (поз. 9), выполненной в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2);

вариант Ne2, при котором новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления размещены в новой штробе (поз. 9), которая выполнена в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1) термомодернизируемого здания. При этом варианты N° 1 и N°2 исследовали при вариации толщины слоя эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) B _min термомодернизируемого здания. Проведенные исследования подтвердили значение B _min - 100 мм.

В данном примере N°4 материал новых транзитных трубопроводов (поз. 6) - полипропилен; внешний диаметр новых транзитных трубопроводов (поз. 6) D = 20 мм; толщина стенки новых транзитных трубопроводов (поз. 6) δ = 2,8 мм; толщина слоя трубной эквивалентной теплоизоляции (поз. 5) новых транзитных трубопроводов (поз. 6) δ _τ = 13 мм.

После определения мест размещения отопительных приборов (поз. 7, 7'), распределительных гребенок (поз. 8), определяют трассы прокладки, в которых новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления размещают в новых штробах (поз. 9), выполненных в существующих внешних стенах (поз. 1) со стороны их крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), и трассы прокладки, в которых новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления размещают в новых штробах (поз. 9), выполненных в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1).

Трассы прокладки новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполняют с учетом технической возможности штробления (поз. 9) в существующих внешних стенах (поз. 1) со стороны их крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) без нарушения несущей способности здания.

Штробы (поз. 9) выполняют прямоугольной формы в виде одного разностороннего прямоугольника.

Таким образом, прокладку новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполняют в трассах, а именно в новых штробах (поз. 9), выполненных как в существующей внешней стене (поз. 1) со стороны ее крепления к эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), так и в эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) со стороны ее крепления к существующей внешней стене (поз. 1).

После этого осуществляют монтаж системы отопления. После прокладки новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления монтируют отопительные приборы (поз. 7, 7') внутри помещений. После этого осуществляют гидравлические испытания новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, что позволяет определить возможные утечки новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления и устранить негерметичность системы отопления.

Новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления покрывают слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5) толщиной ό _τ , которая изменяется в пределах 13 мм. Эквивалентную трубную теплоизоляцию (поз. 5) новых транзитных трубопроводов (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления выполняют из вспененного полиэтилена.

После успешного завершения гидравлических испытаний новые транзитные трубопроводы (поз. 6) двухтрубной системы центрального водяного отопления, которые покрытые слоем эквивалентной трубной теплоизоляции (поз. 5), вместе с существующими внешними стенами (поз. 1) термомодернизируемого здания покрывают слоем эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) толщиной = 100 мм.

В данном примере систему фасадного утепления наружных стен зданий или сооружений выполняют в виде «мокрого фасада» с применением основного материала утеплителя пенопласта ПСБ-С-25 и минеральной ваты в виде пожарных разсечек вокруг окон и на фасаде. При этом утепление фасада термомодернизируемого здания выполняют в форме плит, которые прикрепляют с помощью клеевых смесей и дюбелей к существующей внешней стене (поз. 1), и затем покрывают слоем штукатурки с армирующей сеткой, которая изготовлена из высокопрочного и одновременно инертного материала в виде стекловолокна.

Промышленная применимость

К преимуществам заявляемой системы комплексной термомодернизации зданий или сооружений относятся:

- возможность монтажа и эксплуатации системы практически во всех климатических зонах;

- учитывая незначительный вес применения эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2), техническое решение не требует усиления несущих конструкций термомодернизируемого здания;

- крепление эквивалентной фасадной теплоизоляции (поз. 2) и новых транзитных трубопроводов (поз. 6) осуществляется с помощью клеевых смесей и «зонтичных креплений»; - достигается постоянный микроклимат внутри помещений, что обеспечивает комфортные условия проживания (возможность регулирования температур в помещении) ;

- возможность монтажа элементов системы в любое время года за счет отсутствия «мокрых процессов» при утеплении стен по варианту «вентилируемого фасада»;

- новые транзитные трубопроводы (поз. 6) преимущественно размещаются в новых штробах (поз. 9) для уменьшения влияния теплового расширения и необходимости сохранения толщины эквивалентной фасадной теплоизоляции, или (при невозможности или нецелесообразности выполнения углубления) без наличия углубления путем крепления на внешнюю стену со стороны фасада;

- возможность поквартирного учета и регулирования потребленного тепла;

- в настоящее время на территории стран СНГ, включая Украину, около 80% жилого фонда требует комплексной термомодернизации, что свидетельствует о больших перспективах применения данного технического решения.