Энергияны үнемдейтін ауыл шаруашылығы мақсаттағы болат ғимараттар: жылыту/салқындату құнының төмендігі

Болат құрылыстардағы жылу мәселелерін түсіну

Болаттың жылу өткізгіштігі шаруашылықтарда энергияны пайдалану тиімділігіне қатысты нақты мәселелер туғызады. 2024 жылғы болаттан салынған ғимараттардың температуралық режимі туралы есеп беруде металдар жылуды ағашқа қарағанда шамамен 350 есе тезірек беретіні айтылады. Бұл практика жүзінде не дегенді білдіреді? Ашық металлдан жасалған сарайлар мен басқа да шаруашылық ғимараттары ауа райы едәуір қатаң болатын жерлерде жылыту мен салқындатуға кететін шығындарды шамамен 40% дейін арттыруы мүмкін. Металл құрылымдар арқылы жылудың қалай таралатынын түсінген шаруашылар малдарды ыңғайлы ұстау үшін коммуналдық қызметтерге көп шығын келтірмейтін ақылды шешімдер табуға жақсырақ дайын болады.

Болаттан жасалған ғимараттардағы жылу өткізгіштіктің энергия тиімділігіне әсері

Болаттың молекулалық құрылымы сыртқы және ішкі беттердің температурасын тез теңестіруге мүмкіндік береді. Бұл қасиет энергияның көп шығындалуына әкеледі — оқшауланбаған 10 000 кв. фут (929 кв. метр) болат шаруашылық үйі тәулігіне 15 тұрғын үйді жылытуға жеткілікті жылу жоғалтады (2023 жылғы АҚШ Ауыл шаруашылық ғимараттары стандарттары).

Стандартты металл ғимараттардағы маңызды энергия жоғалту нүктелері

Соңғы жылдардағы жылулық бейнелеу зерттеулері үш негізгі әлсіз аймақтарды анықтады:

1. Шатыр-қабырға қосылыстары (жалпы жылу жоғалтулардың 38%)
2. Есік/терезе шеткі жиектері (жоғалтулардың 29%)
3. Фундаментпен байланыстар (жоғалтулардың 21%)

Ұлттық Ғимарат Техникасы Институтының зерттеулері солтүстік климат жағдайларында дұрыс герметизацияланған қосылыстар жылытуға жылына шаршы футына 0,18 АҚШ долларын үнемдеуге мүмкіндік беретінін көрсетті.

Ауыл шаруашылық болат құрылымдарындағы жылулық көпірлердің рөлі

Жылулық көпірлер ауылшаруашылық мақсаттағы металл ғимараттардағы энергияның 60—70% жоғалуына әкеледі. Изоляция өткізгіштік жолдарды үзетін ағаштан жасалған құрылымдардан өзгеше, болат пурлиндері мен гирттері үздіксіз жылулық магистральдар жасайды. 2024 жылғы Ауылшаруашылық инженерия журналына сәйкес, термиялық түйіспелерді үзу арқылы орнатылатын сыртқы қаптама элементтері сияқты алдыңғы қатарлы шешімдер көпірлерге байланысты жоғалтуларды 83% азайтуға мүмкіндік береді.

Энергияны үнемдеу үшін ауа сақтандыруы мен ғимарат қабығының бүтіндігі

Бұл мәселені нақтылап алайық. Егер 30 метрлік қабырға бойынша сантиметрдің сегізден бір бөлігіндей саңылау болса, біз шамамен 1,4 квадрат метр шығындалған ауа ағыны туралы сөйлеп отырмыз. Температура минус он градус Фаренгейтке дейін төмендегенде, осындай саңылау 45 минут ішінде сабан қоймасындағы жылуды толығымен жоғалтуы мүмкін. Бақытқа орай, қазіргі заманғы құрылыс тәжірибелері одан да жақсы шешімдер ұсынады. Қазіргі заманғы ауа кедергісі мембраналары дұрыс сығылғыш сақиналармен пайдаланылған кезде, олар әдетте сағатына 0,05 ауа алмасуын қамтамасыз етеді. Бұл көрсеткіш шынымен де Пассивті үй институтының ферма ғимараттары мен басқа да ауылшаруашылық құрылыстары үшін белгілеген қатаң талаптарды қанағаттандырады.

Максималды тиімділік үшін жылу оқшаулау және ғимарат қабығы шешімдері

Болат ғимараттар үшін жылу оқшаулау түрлерін салыстыру: Тақтайша, брызгызылатын көбік және қатты тақтайша

Болат құрылыстарда жылудың таралуын болдырмау үшін дұрыс изоляцияны таңдау өте маңызды. Плиталық изоляция әдетте метрге R-3,1-ден R-3,8-ге дейінгі орташа жылуға қарсы төзімділікке ие және бюджеттік нұсқа болып табылады, бірақ орнатушылар жиі металл қаңқаға дәл келмейтіндіктен пайда болатын саңылаулар арқылы жылудың шығып кетуі мәселесімен кездеседі. Көбік изоляция саңылаусыз үздіксіз ауа кедергісін құрайды және метрге R-6,0-дан R-7,0-ге дейінгі ә существенно жоғары R-мәндеріне ие. Кейбір зерттеулер көбік изоляцияның дәстүрлі шынық талшықтан жасалған өнімдермен салыстырғанда энергия шығынын жартыға дейін азайтатынын көрсетті. Ылғалдылық әрқашан мәселе болып табылатын қорада немесе жылыжайдай сияқты орындар үшін қатты тақтайша изоляция да өте жақсы жұмыс істейді. Ол метрге R-4,0-тан R-6,5-ке дейінгі жақсы изоляциялық құндылық береді және уақыт өте келе басқа материалдар сияқты сығылып қалмайды. 2024 жылы жарияланған соңғы зерттеулер көбік изоляцияның метал құрылыстардағы плиталық изоляцияны толық жеңетінін, жылулық көпірлерді 35%-дан 50%-ға дейін азайтатынын көрсетті, бұл ұзақ мерзімді жұмыс істеу кезінде үлкен айырмашылық жасайды.

Металл құрылыстардағы жылу көпірлері мен ауа сіңіру нүктелерін герметизациялау

Жылу көпірлері жылытылмаған болат ғимараттардағы жылу шығынының 15—30% құрайды. Шыңырлар, қабырға арматуралары және есік ойықтары сияқты маңызды аймақтарға арналған арнайы шешімдер қажет:

• Жылу өткізгіштік жолдарын үзетін үздіксіз жылу оқшаулау қабаты
• Тақталардың беттесуі мен бекіткіштердің өту орындарындағы силиконды тығыздағыштар
• Есіктер/терезелер үшін сығылғыш прокладкалар
  Осындай сіңіру нүктелерін герметизациялау ауа сіңіруді 60% азайта алады және жылдық HVAC жұмыс уақытын 18—22% қысқартады.

Бар болат ауыл шаруашылық ғимараттарына жылу оқшаулауын қайта қондыру

Ескі құрылымдарды жаңарту мыналарды қамтиды:

1. Қаңқа ішіне фольгамен қапталған шыны мата орнату (R-13 минимум)
2. Шатырлардың астына шағылатын сәулелік бөгеттерді қосу (жылу түсуін 45% азайтады)
3. Қабырға босқындарына көпіршікті спрей-көбігін енгізу (R-20 жетуге болады)
   Ферма операторлары қайта жабдықтаудан кейін жылытуға кететін шығындар 25—35% төмендегенін, климаттық аймақтарға байланысты 3—5 жыл ішінде инвестицияларды қайтару мерзімін хабарлайды.

Суық шатыр жабындары мен күн сәулесінің жылуын азайту

Суық шатыр жабындары болаттан жасалған ғимараттарда энергияны пайдалану тиімділігін қалай арттырады

Суық шатыр покрытияларын қолданған кезде болаттан жасалған ғимараттардың энергиялық тиімділігі нақты түрде артады, себебі олар күн сәулесін жұтудың орнына шағылдырады. Энергетика министрлігі өткен жылы қызықты нәрсе байқады – нақты осы ерекше покрытиялар шатыр температурасын дәстүрлі шатыр материалдарымен салыстырғанда шамамен 50 градус Фаренгейтке дейін төмендетуі мүмкін, себебі олар күн сәулесінің көп бөлігін шағылдырады. Шатырлар суық болған сайын, бүкіл ғимаратқа салқындату үшін аз қуат қажет болады. Болаттан жасалған климаттық бақыланатын қоралар мен сақтау құрылғыларында осы технологияны сынап көрген шаруашылар жылыту, желдету және кондиционерлеу жүйелеріне арналған шығындарын 18-25 пайызға үнемдегенін хабарлайды. Шынында да, логикалық түсінікті, өйткені ыстық шатырлар көктем мен жаз айларында ішкі кеңістікті ыңғайлы температурада ұстау үшін энергияны керексіз жұмсайды.

Ауылшаруашылық метал ғимараттары үшін шағылдыратын беттер материалдары

Инфрақызыл сәулелерді шағылататын металл панельдер мен суық шатыр мембраналары сияқты жетілдірілген шағылдырушы материалдар ауыл шаруашылық аймақтарындағы жылуға қарсы күресте шынымен көмектеседі. Әртүрлі салалық есептерге сәйкес, бұл арнайы беттерге көшкен шаруашылықтар жылдық салқындату шығындарын кәдімгі шатырлармен салыстырғанда шамамен 22 пайызға үнемдейді. Ұзақ мерзімділік факторларын қарастырсаңыз, көрсеткіштер тағы да жақсаяды. Көбінесе ақшыл түсті металл шатырлар он жыл бойы сыртта тұрғаннан кейін өздерінің бастапқы шағылдыру қабілетінің 85-90 пайызын сақтайды. Ал жаңа қапталған болат панельдер? Олардың тиімділігі де едәуір төмендемейді және күн сәулесінің тұрақты УК сәулеленуіне ұшырағаннан кейін жұмыс істеу көрсеткіші 10 пайыздан аспайтын төмендеуге ие болады.

Уақыт Өте Келе Суық Шатыр Жүйелерінің Беріктігі Мен Техникалық Қызмет Көрсетуі

Дұрыс орнатылған салқындатылатын шатыр жүйелері жөндеуді қажет етпей-ақ шамамен 15-20 жыл бойы энергияны үнемдеп отырады. Жылына бір рет өткізілетін қарапайым тексерулер шатырда шаң-тозаң жиналуы мен герметиктердің тозуын болдырмауға көмектеседі және шатырдың күн сәулесін шағылдыру қабілетін ұзақ уақыт сақтауына мүмкіндік береді. Көптеген ғимараттарға алғашқы сипаттамаларын қалпына келтіру үшін 12-15 жылдан кейін жаңа қапталу қажет болады. Болаттан жасалған ауылшаруашылық ғимараттары бойынша жүргізілген зерттеулер қызықты нәтиже көрсетті: таза ұсталып отыратын салқындатылатын шатырлар он жылдан кейін де күн сәулесін шағылдыру қабілетінің шамамен 92 пайызын сақтап, жылдан жылға өзгермелі ауа райы жағдайында да жылулық қасиеттерін бастапқыдай сақтап отырады.

Интерьерлік климатты теңестіру үшін желдету және ылғалдықты бақылау

Энергияны үнемдейтін болаттан жасалған ауылшаруашылық ғимараттарындағы табиғи және механикалық желдету

Ауа температурасын және ылғалдылық деңгейін бақылау үшін ауыл шаруашылығында пайдаланылатын болаттан жасалған ғимараттарға жақсы желдету стратегиялары қажет. Шағын ғимараттар немесе климаты орташа аймақтар үшін табиғи желдету әдісі ең тиімді болып табылады. Төбедегі желдеткіштер, вентиляциялық саңылаулар және көлденең желдету жүйелері электр энергиясын қолданбай-ақ ауаның қозғалуына мүмкіндік береді. Алайда, ірі көлемді объектілер үшін механикалық жүйелер қолданылады. Энергияны қайта өңдеу арқылы желдету қондырғылары немесе қарапайым шығару желдеткіштері ішкі ортаны басқаруды көпті қамтамасыз етеді. Кейбір зерттеулер бұл жүйелер ылғалдылықтың күрт өсуін пассивті ауа ағынына қарағанда шамамен 40 пайызға дейін төмендетуі мүмкін екенін көрсетеді. Ылғалдылықты 30-50 пайыз аралығында ұстау конденсация пайда болуын алдын алады, сонымен қатар көптеген ауыл шаруашылық ғимараттары ұстанатын ASHRAE ұстанымдарына сай келеді. Көбінесе шаруалар тәжірибеде екі әдістің қосындысы жақсы нәтиже беретінін байқайды. Ауа райы жақсы болғанда табиғи жолмен басқару, ал нақты ыстық немесе ылғалдылық мәселелері туындаған кезде машиналарға ауысу тиімді.

Металл құрылыс қабыршықтарында конденсация мен ылғалды басқару

Болаттың жылу өткізу тәсілі құрылыс жобаларында ылғалды бақылаудың маңызды болуын білдіреді. Тақтайлар арасына жылулық сақиналар орнатып, үздіксіз будың кедергісін қою арқылы біз конденсацияның алдын ала аламыз, себебі бұл шаралар ғимарат ішіндегі ылғал ауаны суық аймақтардан аластандырады. Ылғалға төзімді қабаттары бар сылақтаушы панельдер жоғары ылғалдылық жағдайларында қалыпты тақтайша сылақтан әлдеқайда жақсы жұмыс істейді. Бұл панельдер конденсация пайда бола бастайтын шық нүктесінен қауіпсіз қашықтықты сақтауға көмектеседі. Ескі ғимараттарға назар аударсақ, HVAC индустриясының әртүрлі есептерінде көрсетілгендей, барлық бұрыштар мен өткелдердің айналасындағы ауаға тығыз мембраналарды жөндеу ылғалдың енуінің шамамен үштен екі бөлігін шешуге мүмкіндік береді. Дегенмен, дұрыс желдету әлі де үлкен маңызға ие. Жақсы тепе-теңдік жүйелері жылыту мен салқындату жабдықтарына артық жүктеме түсірмей-ақ әрбір сағат сайын үштен бес ретке дейін ескі ауаны ауыстыруы тиіс. Ауа ағынын басқару малдар немесе өсімдіктер сақталатын жерлер үшін әсіресе маңызды, онда саңырауқұлақтың өсуін мүмкіндігінше болдырмау керек.

Жақсырақ жұмыс істеуі мен ROI үшін ЖЖҚ жүйелерінің өлшемін дұрыс таңдау

Үлкен аграрлық болат ғимараттар үшін энергияны үнемдейтін ЖЖҚ нұсқалары

Бүгінгі күні аграрлық болат ғимараттар адамдар болатын уақытта жауап беретін айнымалы жылдамдықты компрессорлар мен климаттық бақылау аймақтары арқасында ойлауға икемді болып келеді. ЖЖҚ-ның пайдалы әсер коэффициентіне зерттеулер жүргізу бойынша, өте үлкен жүйелермен салыстырғанда, нақты өлшемдегі жүйелер негізінен өздерін жиі қосып-өшірмейтіндіктен, энергияны шамамен 20-30 пайызға үнемдеуге бейім. Нақты металл конструкциялар үшін 18 SEER-ден асатын жоғары пайдалы әсер коэффициентіне ие жылу сорғыштарын орнату салқындату шығындарын шамамен 35 пайызға дейін қысқартуға мүмкіндік береді. Ал сәулелік едендік жылыту биік шаруашылық ғимараттарында температураның теңсіздігі проблемасын шешеді, бұл көптеген ескі ғимараттарда, әсіресе биік төбелері барларында кездесетін мәселе.

Шаруашылық қолданбаларындағы ЖЖҚ қуатын нақты ғимарат жүктемесіне сәйкестендіру

Жүктеме есептеулерін дұрыс жүргізу үшін болаттың ғимарат каркасы бойынша жылу өткізгіштігі, ғимарат ішіндегі малдардың шығаратын жылу мөлшері, сонымен қатар ылғалдылық деңгейіндегі маңызды маусымдық өзгерістер сияқты бірнеше факторларды ескеру қажет. 2025 жылдың ортасына шығарылған соңғы өнеркәсіптік стандарттарға сәйкес, желдеткіш жүйелері нақты қажетті көлемге жақын (шамамен 10% ішінде) есептелген кезде металл құрылымдарда COP сияқты тиімділік көрсеткіштері бойынша шамамен 15% жақсара алады. Ауа алмасу жүйелерін бар желдеткіш жабдықтармен тығыз байланыста жұмыс істейтіндей орнату ыстық немесе суық ауа-райы кезінде машиналардың жұмыс істеу уақытын қысқартуға мүмкіндік береді және климаттық жағдайлар мен ғимарат ерекшеліктеріне байланысты әдеттегі жұмыс уақытының төрттен біріне дейін үнемдеуге мүмкіндік береді.

Ауыл шаруашылығында энергияны үнемдеу шараларының ұзақ мерзімді ROI (таза пайда тиімділігі) көрсеткішін есептеу

Болат шаруашылық ғимараттарындағы ЖЖА жақсартулары, әдетте, 3—5 жыл ішінде пайда әкеледі, ал USDA деректері 15 жылдық жабдық қызмет ету мерзімі ішінде энергияға кететін шығындардан әр жыл сайын 12—18% үнемдеу көрсетілген.

Жиі қойылатын сұрақтар

Болат ғимараттардағы маңызды энергия жоғалту нүктелері қандай?

Жылулық бейнелеу зерттеулері болат ғимараттарда энергияның негізгі жоғалу аймақтары ретінде шатыр-қабырға қосылыстарын, есік/терезе шеттерін және фундаменттік қосылыстарды анықтаған.

Ауыл шаруашылығы болат құрылымдарында жылулық көпірлерді қалай азайтуға болады?

Болат құрылымдардағы жылулық көпірлер жылулық тұтас изоляциялық орамдар мен жылулық тұтас болатын сыртқы қаптама элементтері сияқты алдыңғы шешімдерді қолдану арқылы азайтылуы мүмкін, бұл өткізгіш жолдарға кедергі жасайды.

Болат ғимарат қабықтарында ылғалды бақылау неге маңызды?

Ылғалды бақылау маңызды, себебі болаттың жоғары өткізгіштігі конденсацияға әкеп соғуы мүмкін, бұл ғимарат қабығына зақым келтіруі және ылғалдылықты арттыруы мүмкін. Дұрыс желдету мен будың кедергісі бұл мәселелерді болдырмауға көмектеседі.