Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01183 AP25793529-KC-25 0125РК00163
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 9932740 AP25793529
Name of work
Исследование и разработка энергоэффективных стеновых узлов для повышения теплоизоляции и снижения теплопередачи в зданиях
Type of work Source of funding Report authors
Applied Тухтамишева Айнур Зокировна
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) Нет
Full name of the service recipient
«Международная образовательная Корпорация»
Abbreviated name of the service recipient "МОК"
Abstract

Объектом исследования являются стеновые узлы ограждающих конструкций зданий, влияющие на теплотехнические характеристики и уровень энергопотребления сооружений в различных климатических зонах Казахстана. Разработка направлена на создание и оптимизацию энергоэффективных конструктивных решений, обеспечивающих снижение теплопотерь, повышение сопротивления теплопередаче и улучшение микроклимата помещений. Особое внимание уделяется выбору материалов, типов соединений и конструктивных схем, позволяющих адаптировать здания к суровым климатическим условиям северных и восточных регионов страны.

Зерттеу нысаны – Қазақстанның әртүрлі климаттық аймақтарында орналасқан ғимараттардың қоршау конструкцияларының жылутехникалық сипаттамалары мен энергия тұтыну деңгейіне әсер ететін қабырғалық тораптар болып табылады. Бұл зерттеу энергия тиімді конструктивтік шешімдерді жасау мен оңтайландыруға бағытталған, ол жылу жоғалтуды азайтып, жылуөткізгіштікке қарсы кедергіні арттыруға және үй-жайлардың микроклиматын жақсартуға мүмкіндік береді. Ерекше назар материалдарды, қосылу түрлерін және конструктивтік схемаларды таңдауға аударылып, ғимараттарды Қазақстанның солтүстік және шығыс өңірлерінің қатаң климаттық жағдайларына бейімдеуге жағдай жасайды.

Целью исследования является разработка и экспериментальное обоснование энергоэффективных стеновых узлов, направленных на снижение теплопередачи и повышение теплоизоляционных свойств ограждающих конструкций зданий в климатических условиях Казахстана. Реализация данной цели предусматривает создание научно обоснованных рекомендаций и проектных решений, способствующих снижению энергопотребления зданий и улучшению их эксплуатационных характеристик.

Зерттеудің мақсаты – Қазақстанның климаттық жағдайларында ғимараттардың қоршау конструкцияларының жылуөткізгіштігін төмендетуге және жылу оқшаулау қасиеттерін арттыруға бағытталған энергия тиімді қабырғалық тораптарды әзірлеу және олардың эксперименттік негіздемесін жасау. Осы мақсатты жүзеге асыру ғимараттардың энергия тұтынуын азайтуға және олардың пайдалану сипаттамаларын жақсартуға мүмкіндік беретін ғылыми негізделген ұсынымдар мен жобалық шешімдерді әзірлеуді көздейді.

В работе применяются комплексные экспериментальные и вычислительные методы, включающие теплотехнические расчёты, лабораторные испытания образцов стеновых узлов и численное моделирование процессов теплопередачи. Для анализа температурных полей и выявления зон тепловых потерь используются программные комплексы COMSOL Multiphysics и THERM. Исследование проводится с опорой на действующие международные и национальные стандарты — EN ISO 6946:2017 и СН РК 2.04-07-2022 «Тепловая защита зданий». Экспериментальные измерения выполняются в лаборатории строительной физики Института архитектуры и строительства Каунасского технологического университета, что обеспечивает высокую точность и достоверность полученных данных.

Жұмыста жылутехникалық есептеулерді, қабырғалық торап үлгілеріне арналған зертханалық сынақтарды және жылуөткізу үдерістерінің сандық модельдеуін қамтитын кешенді эксперименттік және есептеу әдістері қолданылады. Температура өрістерін талдау және жылу жоғалтулар аймақтарын анықтау үшін COMSOL Multiphysics және THERM бағдарламалық кешендері пайдаланылады. Зерттеу қолданыстағы халықаралық және ұлттық стандарттарға — EN ISO 6946:2017 және ҚР ҚН 2.04-07-2022 «Ғимараттардың жылулық қорғанысы» — сәйкес жүргізіледі. Эксперименттік өлшеулер Каунас технологиялық университетінің Архитектура және құрылыс институтының құрылыс физикасы зертханасында орындалып, алынған деректердің жоғары дәлдігі мен сенімділігін қамтамасыз етеді.

В результате проведённых исследований выполнен анализ климатических условий Казахстана и их влияния на теплопередачу через стеновые конструкции, что позволило определить регионы с наибольшей потребностью во внедрении энергоэффективных решений. На основе собранных данных сформирована классификация климатических зон по уровню теплопотерь зданий и разработаны исходные параметры для расчётов и моделирования теплотехнических характеристик ограждающих конструкций. В лаборатории строительной физики Института архитектуры и строительства Каунасского технологического университета проведены экспериментальные исследования и численные расчёты теплотехнических свойств различных типов стеновых узлов с использованием программ COMSOL Multiphysics и THERM. Определены показатели теплопередачи и влияние тепловых мостов на общие потери энергии, что позволило выявить оптимальные конструктивные решения для повышения энергоэффективности зданий. Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к оценке теплотехнических характеристик стеновых узлов с учётом климатических особенностей Казахстана, а также в разработке практических рекомендаций по проектированию энергоэффективных конструкций, адаптированных к условиям северных и восточных регионов страны. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и модернизации жилых и общественных зданий для снижения энергопотребления и улучшения теплового комфорта.

Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде Қазақстанның климаттық жағдайлары мен олардың қабырғалық конструкциялар арқылы жылуөткізуге әсері талданып, энергия тиімді шешімдерді енгізуді аса қажет ететін өңірлер айқындалды. Жиналған деректер негізінде ғимараттардың жылу жоғалту деңгейіне қарай климаттық аймақтардың жіктемесі жасалып, қоршау конструкцияларының жылутехникалық сипаттамаларын есептеу мен модельдеуге арналған бастапқы параметрлер әзірленді. Каунас технологиялық университетінің Архитектура және құрылыс институтының құрылыс физикасы зертханасында қабырғалық тораптардың әртүрлі түрлерінің жылутехникалық қасиеттеріне эксперименттік зерттеулер мен сандық есептеулер жүргізілді. COMSOL Multiphysics және THERM бағдарламаларының көмегімен жылуөткізгіштік көрсеткіштері мен жылу көпірлерінің жалпы энергия жоғалтуларға әсері анықталып, ғимараттардың энергия тиімділігін арттыруға арналған оңтайлы конструктивтік шешімдер ұсынылды. Зерттеудің ғылыми жаңалығы Қазақстанның климаттық ерекшеліктерін ескере отырып, қабырғалық тораптардың жылутехникалық сипаттамаларын кешенді бағалау тәсілін қолдануда және солтүстік пен шығыс өңірлердің жағдайларына бейімделген энергия тиімді құрылымдарды жобалау жөніндегі тәжірибелік ұсынымдарды әзірлеуде көрініс табады. Алынған нәтижелер тұрғын және қоғамдық ғимараттарды жобалау мен жаңғырту барысында энергия тұтынуды азайтуға және жылулық жайлылықты арттыруға пайдаланылуы мүмкін.

Разработанные энергоэффективные стеновые узлы обеспечивают повышение сопротивления теплопередаче на 20–30% по сравнению с существующими типовыми решениями, что способствует снижению тепловых потерь зданий на 15–25% и сокращению энергопотребления на отопление на 20–35%. Конструктивные решения основаны на применении многослойных стеновых систем с эффективными утеплителями и минимизацией тепловых мостов. Использование комбинированных материалов (газобетон, минераловатные и полимерные утеплители, фасадные панели с повышенной теплоотражающей способностью) обеспечивает оптимальное соотношение между массой конструкции и её теплоизоляционными характеристиками. С точки зрения экономической эффективности, внедрение предложенных стеновых узлов позволяет снизить эксплуатационные затраты на отопление зданий до 25%, при этом срок окупаемости конструктивных решений составляет 3–5 лет в зависимости от климатической зоны. Предложенные решения могут быть интегрированы в проекты нового строительства и реновации существующих зданий, что делает их технологически и экономически целесообразными для применения в строительной практике Казахстана.

Әзірленген энергия тиімді қабырғалық тораптар жылуөткізгіштікке қарсы кедергіні қолданыстағы типтік шешімдермен салыстырғанда 20–30% арттыруды қамтамасыз етіп, ғимараттардың жылу жоғалтуларын 15–25%-ға дейін және жылытуға жұмсалатын энергия тұтынуын 20–35%-ға дейін азайтады. Конструктивтік шешімдер жылу көпірлерін барынша азайтуға бағытталған көпқабатты қабырғалық жүйелерді тиімді жылу оқшаулағыш материалдармен біріктіру арқылы жүзеге асырылды. Газобетон, минералды мақта және полимерлі оқшаулағыштар, сондай-ақ жоғары жылу шағылыстырғыш қасиеті бар қасбеттік панельдерді қолдану конструкцияның массасы мен жылу оқшаулау сипаттамалары арасындағы оңтайлы теңгерімді қамтамасыз етеді. Экономикалық тұрғыдан алғанда, ұсынылған қабырғалық тораптарды енгізу ғимараттарды жылытуға жұмсалатын пайдалану шығындарын 25%-ға дейін төмендетуге, ал шешімдердің өтелу мерзімін климаттық аймаққа байланысты 3–5 жыл шамасында қысқартуға мүмкіндік береді. Ұсынылған технологиялар жаңа ғимараттардың жобаларына және қолданыстағы нысандарды жаңғырту жұмыстарына енгізуге қолайлы, бұл оларды Қазақстанның құрылыс тәжірибесінде технологиялық және экономикалық тұрғыдан тиімді етеді.

Результаты исследования внедряются в учебный процесс подготовки магистрантов и докторантов в области строительства. По календарному плану на второй и третий год предусмотрена публикация научных статей в международных рейтинговых изданиях. Отдельные элементы разработанных энергоэффективных стеновых узлов апробированы в лабораторных и экспериментальных условиях Института архитектуры и строительства Каунасского технологического университета. Полученные результаты используются для подготовки практических рекомендаций и научных публикаций, а также планируется их дальнейшее внедрение в проектно-экспериментальные работы.

Зерттеу нәтижелері құрылыс саласындағы магистранттар мен докторанттарды даярлау үдерісіне енгізілуде. Күнтізбелік жоспарға сәйкес жобаның екінші және үшінші жылдары халықаралық рейтингтік басылымдарда ғылыми мақалалар жариялау көзделген. Әзірленген энергия тиімді қабырғалық тораптардың жекелеген элементтері Каунас технологиялық университетінің Архитектура және құрылыс институтының зертханалық және эксперименттік жағдайларында сыналды. Алынған нәтижелер практикалық ұсынымдар мен ғылыми жарияланымдар әзірлеу үшін пайдаланылып, оларды әрі қарай жобалық және тәжірибелік жұмыстарға енгізу жоспарлануда.

Реализация проекта способствует повышению энергоэффективности зданий, снижению теплопотерь и сокращению энергопотребления на 20–30%. Полученные результаты имеют практическую ценность для строительной отрасли Казахстана, могут быть использованы в проектировании и реновации зданий, а также в образовательном процессе подготовки специалистов в области энергоэффективного строительства.

Жобаны іске асыру ғимараттардың энергия тиімділігін арттыруға, жылу жоғалтуларын азайтуға және энергия тұтынуды 20–30% төмендетуге мүмкіндік береді. Алынған нәтижелер Қазақстанның құрылыс саласы үшін тәжірибелік маңызға ие болып, оларды ғимараттарды жобалау мен жаңғыртуда, сондай-ақ энергия тиімді құрылыс саласындағы мамандарды даярлау үдерісінде қолдануға болады.

Разработанные энергоэффективные стеновые узлы могут применяться при новом строительстве и реконструкции жилых, общественных и административных зданий в различных климатических зонах Казахстана. Полученные технические решения особенно эффективны для северных и восточных регионов, характеризующихся продолжительным отопительным сезоном и низкими температурами. Разработанные конструкции могут использоваться в проектно-конструкторских организациях, научно-исследовательских институтах, а также в учебном процессе при подготовке специалистов в области архитектуры, строительства и энергоэффективных технологий.

Әзірленген энергия тиімді қабырғалық тораптар Қазақстанның әртүрлі климаттық аймақтарында тұрғын, қоғамдық және әкімшілік ғимараттарды жаңа салу мен қайта жаңарту кезінде қолдануға болады. Ұсынылған техникалық шешімдер жылыту маусымы ұзақ әрі температурасы төмен болатын солтүстік және шығыс өңірлерде ерекше тиімді болып табылады. Дайындалған конструкциялар жобалау және конструкторлық ұйымдарда, ғылыми-зерттеу институттарында, сондай-ақ архитектура, құрылыс және энергия тиімді технологиялар саласындағы мамандарды даярлау үдерісінде пайдалануға арналған.

UDC indices
УДК: 620.91:697.1
International classifier codes
67.00.00;
Key words in Russian
энергоэффективность; теплоизоляция; энергоаудит; теплопередача; гражданские здания; стеновой узел; ограждающая конструкция;
Key words in Kazakh
энергия тиімділігі; жылу оқшаулау; энергетикалық аудит; жылу беру; азаматтық ғимараттар; қабырға түйіні; қоршау конструкциясы;
Head of the organization Сабденалиев Бахтияр Асылбайулы /
Head of work Тухтамишева Айнур Зокировна Доктор PhD / не имею