Введение к работе
Актуальность работы. Центральные районы Китая имеют наибольшую численность населения по стране. В г. Чжэнчжоу проживают около 9 млн. человек. Анализ демографической ситуации, земельных ресурсов и национальной экономики показал, что строительство многоэтажных жилых зданий является наиболее перспективным для удовлетворения потребности в жилище городского населения в данных районах. Демографическая ситуация Центральных районов Китая характеризуется также ростом показателей старения населения. Продолжительность жизни старшего поколения, проживающих в городских квартирах увеличивается.
Согласно последним статистическим данным, после экономического кризиса 2008 года Китай является вторым по величине потребителем энергоресурсов в мире. Активное потребление энергии осуществляется строительным комплексом. Энергозатраты на строительство и эксплуатацию зданий и сооружений составляют около 30% от общего потребления энергии в Центральных районах Китая, и 50% этой энергии приходится на долю жилых зданий. В связи с этим, улучшение микроклимата в жилых помещениях с помощью рациональных пассивных элементов и повышение теплозащиты многоэтажных жилых зданий является актуальной задачей современного проектирования и строительства.
Для создания комфортных условий микроклимата внутренней среды помещений и повышения теплозащиты многоэтажных жилых зданий требуется исследование и выбор наиболее эффективных решений наружных ограждающих конструкций: стен, покрытий и оконных заполнений, обеспечивающих необходимые комфортные условия в помещениях при рациональном выборе типа и толщины ограждений, выборе теплоизоляционных материалов и взаимного расположения их слоев в наружных стенах в условиях Центральных районов Китая (на примере г. Чжэнчжоу). Кроме того, для повышения комфортности проживания людей старшего поколения необходимо разработать алгоритм выбора рациональных объемно-планировочных решений с учетом типа здания и функционального зонирования квартиры.
Степень разработанности проблемы. В разное время ей посвящены научные исследования многих китайских, российских и зарубежных ученых: Liu Peng, Zhang Wenxiao, Chen Quan'an, Л.А. Головановой, Е.А.Король, H.B. Оболенского, СВ. Зоколей, А.К. Соловьёва, Е.Г. Малявиной, А.И. Кругло-вой, В.М. Ильинского, И.В. Борискиной, С.Н. Смирнова, А.А. Харитонова, G.D. Nash, В. Блази, Broughton H.F. и т.д.
Цель работы - научное обоснование теоретических положений и практических способов в определении рациональных объемно-планировочных решений и наружных ограждающих конструкций при создании комфортного микроклимата в многоэтажных жилых зданиях (на примере г. Чжэнчжоу) для формирования предложений по международной межрегиональной унификации технических решений в условиях проектирования и строительства энергоэффективных зданий.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
Анализ природно-климатических факторов Центральных районов Китая в сопоставлении с другими аналогичными районами России и стран СНГ с целью гармонизации исходных данных в соответствии с требованиями российских и китайских нормативно-технических документов в области теплозащиты зданий;
Выявление особенностей объемно-планировочных решений, влияющих на создание требуемого уровня комфортности различных по функциональному назначению помещений квартир в условиях снижения энергопотребления в многоэтажных жилых зданиях Центральных районов Китая;
Верификация требований и методических подходов, принятых в российских и китайских нормативно-технических документах по теплозащите зданий и проектированию ограждающих конструкций;
Определение теплотехнических параметров ограждающих конструкций в г. Чжэнчжоу с учетом требований российских нормативно-технических документов для выбора рациональных конструкций наружных стен и покрытий;
Обоснование и разработка алгоритма выбора рациональных объемно-планировочных решений с учетом типа здания и функционального зонирования помещений квартиры для повышения комфортности проживания людей старшего поколения;
Адаптация российской методики создания теплозащиты внутренней среды жилых помещений для условий Центральных районов Китая;
Формирование предложений по созданию международной межрегиональной базы данных по применению основных конструктивно-технических решений ограждающих конструкций для регионов с аналогичными природно-климатическими характеристиками.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Сформированы научно обоснованные принципы создания объемно-планировочных решений многоэтажных жилых зданий с учетом существующей социально-демографической ситуации Китая в условиях сложившегося нового типа семей в составе из 3-х и более поколений;
Установлен диапазон этажности многоэтажных жилых зданий башенного типа, обеспечивающих соответствие требования нормативно-технической документации по теплозащите зданий в гармонизации с европейскими стандартами;
Верифицированы исходные данные, требования и методические подходы, принятые в российских и китайских нормативно-технических документах по теплозащите зданий и проектированию ограждающих конструкций (на примере г. Чжэнчжоу);
Получены зависимости теплотехнических параметров ограждающих конструкций в климатических условиях эксплуатации зданий г. Чжэнчжоу с
обеспечением заданных характеристик температуры внутреннего воздуха помещений +22 С для комфортного проживания членов семьи старшего поколения;
Доказано, что в климатических условиях г. Чжэнчжоу и других регионов с аналогичными природно-климатическими параметрами, требования к теплотехническим характеристикам ограждающих конструкций определяются с учетом теплоустойчивости и запаздывания амплитуды температурных колебаний в летний и зимний периоды;
Определено, что при увеличении температуры внутреннего воздуха с требуемого +20 С до предлагаемого +22 С с целью повышения комфортности микроклимата в жилых помещениях для старшего поколения требуется увеличение толщины утеплителя не более чем на 10%, поскольку определяющим является летний период, в рамках существующей номенклатурной шкалы утеплителя.
Практическая значимость состоит в том, что:
Выявлены и сформированы для практического применения рациональные типы многоэтажных жилых домов с учетом функционального зонирования квартир для комфортного проживания семей из 3-х и более поколений в условиях г. Чжэнчжоу;
Определены требования к номенклатуре и составу ограждающих конструкций многоэтажных жилых зданий с учетом особенностей климатических условий Центральных районов Китая в зимний и летний периоды эксплуатации;
Адаптирована российская методика теплотехнического расчета ограждающих конструкций с учетом требований китайских нормативных документов, которая базируется на российских нормативных технических документах;
Предложены рекомендации по выбору ограждающих конструкций с высокими теплозащитными характеристиками, выполненных с использованием традиционных и новых строительных материалов;
Разработаны предложения по формированию международной межрегиональной унификации технических решений наружных ограждающих конструкций.
Автор выносит на защиту:
Научные обоснованные подходы формирования рациональных объемно-планировочных решений современных жилых зданий в условиях сложившегося нового типа китайских семей в составе из 3-х и более поколений (младшего, среднего и старшего);
Обобщенные данные параметров природно-климатических факторов Центральных районов Китая, влияющих на теплозащиту многоэтажных жилых зданий;
Влияние национальных традиций совместного проживания в одной семье 3-х и более поколений на формирование теплозащиты жилых зданий в условиях Центральных районов Китая;
Предложения по повышению комфортности с заданной температурой внутреннего воздуха (+22С) для проживания членов семей старшего поколения;
Рекомендации по выбору рационального типа современных многоэтажных жилых зданий с учетом их типологических характеристик для застройки микрорайонов в г. Чжэнчжоу;
Научные положения по адаптации российской методики теплотехнических расчетов с учетом особенностей климатических условий Центральных районов Китая (на примере г. Чжэнчжоу);
Результаты много факторных численных исследований теплотехнических параметров ограждающих конструкций в климатических условиях эксплуатации многоэтажных жилых зданий Центральных районов Китая (на примере г. Чжэнчжоу) при заданной температуре внутреннего воздуха помещений +22 С для комфортного проживания старшего поколения;
Рекомендации по выбору унифицированных решений наружных ограждающих конструкций, обеспечивающих комфортные условия и энергосбережение в помещениях многоэтажных жилых зданий г. Чжэнчжоу. Результаты исследований внедрены:
При проектировании энергосберегающего жилого микрорайона «Long Xi Wan» в городе Чжэнчжоу провинции Хэнань Китайской Народной Республики.
Апробация работы
Содержание и результаты представленной диссертации докладывались, обсуждались и одобрены на заседаниях кафедры "Проектирование зданий и градостроительство" в период 2011-2013 годы (г. Москва, ФГБОУ ВПО «МГСУ»). По теме диссертации опубликованы 4 работы, все в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы из 98 наименований. Работа имеет общий объём в 192 страниц машинописного текста, содержит 69 рисунков и 66 таблиц.
