Page 29 - Энергосбережение 3 2026

Проанализируем последние достижения в области созда-
ния умных оболочек зданий и покажем влияние их инженер-
ных решений на архитектуру ближайшего будущего.

Отличие умных оболочек зданий
от традиционных систем
-
Умную оболочку здания можно определить как систему,
которая воспринимает климатические воздействия, адапти-
руется к ним и регулирует микроклимат в помещениях за
счет интеграции технологий интеллектуального управления
и использования новых материалов, изделий и конструкций.
Принципиальным отличием умных оболочек от традици-
онных систем является возможность их автономного подстра- Рис. Умная оболочка здания как адаптируемая к окру-
ивания, адаптации к изменениям климатических воздействий жающей среде система для улучшения микроклимата в
для создания оптимального микроклимата в помещениях при помещениях и повышения энергоэффективности зданий
минимальных энергетических затратах (рис.).
Адаптивность – это способность системы и ее элемен- Динамически регулируемая теплоизоляция стен в виде
тов своевременно и эффективно предвидеть и выдержать «теплового жалюзи» хорошо адаптирована к сезонным клима-
воздействие опасного события, приспособиться к нему или тическим изменениям. Это достигается за счет изменения угла
восстановиться от его последствий, в том числе за счет обес­ поворота теплоизоляционных планок с помощью приводов.
печения сохранения, восстановления или улучшения своих При открытом жалюзи сопротивление теплопередаче до-
наиболее важных конструктивных особенностей и функций статочно низкое, закрытые жалюзи повышают сопротивление
(ГОСТ Р ИСО 37100–2018). Адаптивность характеризует теплопередаче стены более чем на 50 % [6].
устойчивость строительной оболочки к климатическим воз- Ограждающие конструкции с переменным сопротивле-
действиям. нием теплопередаче могут снизить потребность в энергии в
Микроклимат помещения – состояние внутренней регионах с умеренным климатом: на охлаждение – от 15 до
среды помещения, оказывающее воздействие на челове- 39 % в год, на отопление – 10 %, электроснабжение – 17 % [7].
ка, характеризуемое показателями температуры воздуха и
ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью Фазопереходные стеновые материалы. Использова-
воздуха (ГОСТ 30494–2011). Применительно к умным обо- ние материалов с фазовым переходом (МФП) в стеновых
лочкам определение микроклимата шире и затрагивает ограждающих конструкциях основано на способности мате-
температурно­ влажностный, воздушный, световой и акусти- риала поглощать теплоту при плавлении и выделять теплоту
ческий режимы помещений. при отвердевании. Так, характеристики парафина (плотность
Энергоэффективность – характеристики, отражающие материала – от 880 до 915 кг/м при 15 °C, температура
3
отношение полезного эффекта от использования энергети- плавления – от 45 до 65 °C, удельная теплота плавления –
ческих ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произ- 150 кДж/кг при нормальных условиях) в целом соответствуют
веденным в целях получения такого эффекта, применительно эксплуатационным параметрам ограждений. Это позволяет
к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу, сгладить перепады температур и повысить теплоустойчивость
индивидуальному предпринимателю (ФЗ № 261). По сравне- стен. МФП можно использовать в виде: наружного слоя стены;
нию с традиционными системами умные оболочки дорого- среднего слоя, расположенного между теплоизоляционными
стоящи, поэтому минимизировать затраты энергетических плитами; микрокапсул, внедренных в пустотелые кирпичи или
ресурсов при обеспечении максимального полезного эффекта блоки; добавок в строительный раствор. Стены с МФП аккуму-
микроклимата является важнейшей задачей. лируют избыточную теплоту днем и отдают ее ночью, улучшая
Внедрение умных оболочек в практику позволяет снизить микроклимат помещений и снижая энергозатраты.
углеродный след от традиционных систем отопления, венти- Как показано в [7] по результатам вычислительного экс-
ляции и кондиционирования воздуха. перимента, декановая кислота является эффективным фазо-
Опираясь на работу [5], проанализируем основные виды переходным материалом для строительных кирпичей. Анализ
умных строительных оболочек. методом конечных элементов показал, что максимальный те-
пловой поток в цилиндрической полости, заполненной этой
Адаптивные стены и крыши кислотой, снижается на 8,31 %.

Динамическая теплоизоляция стен. В стенах с дина- Радиационное охлаждение крыш. При радиационном
мической теплоизоляцией используют новые материалы в охлаждении температура поверхности конструкции снижается
сочетании с интеллектуальными системами управления. Это за счет теплового излучения в космическое пространство, что
позволяет изменять теплотехнические характеристики ограж- не требует внешнего источника энергии и открывает воз-
дающих конструкций в зависимости от суточных и сезонных можность для использования экологически чистой энергии.
изменений температуры наружного воздуха. Несмотря на имеющийся потенциал, практическая реализация

HTTPS://WWW.ABOK.RU/ 27