Энергоэффективность в строительстве

УДК 69.001.5

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

1

Иркутский государственный технический университет,

664074, 3.

Рассмотрена актуальность энергоэффективности в строительстве, выявлены проблемы энергоэффективности, предложены способы повышения энергоэффективности.

Библиогр. 3 назв.

Ключевые слова: энергоэффективность; строительство; повышение. 

POWER EFFICIENCY IN CONSTRUCTION

O. Patsula

Irkutsk State Technical University

83 Lermontov St., Irkutsk, 664074

The article is devoted to importance of power efficiency in construction. The authors reveal the problems of power efficiency and propose the ways of improvement of energy efficiency.

References. 3.

Keywords: power efficiency; construction; improvement.

Вопросы экономии энергетических ресурсов стояли перед обществом во все времена. С повышением уровня развития цивилизации эта актуальная проблема все больше обостряется, перерастая в кризис всей экономики. Отличительная особенность современной российской экономики – ее чрезвычайно высокая энергоемкость. Экономия энергии сегодня рассматривается многими развитыми странами как важнейшая национальная экологическая и экономическая проблема: экологическая - поскольку снижение энергопотребления означает сокращение производства энергии тепловыми станциями и соответственно снижение загрязнения окружающей среды выбросами ТЭЦ; экономическая - потому, что энергетические затраты сегодня составляют львиную долю себестоимости любого вида продукции, товаров или услуг. На решение этой проблемы во многих странах направлена вся мощь законов и норм творчества, долгосрочные программы, деятельность различных государственных, общественных и частных организаций и фирм. В России принят Федеральный закон-261 от 01.01.2001 «Об энергосбережении и о повышении экономической эффективности», позволяющий регулировать потребление энергии.

Для России вопросы энергосбережения имеют особую актуальность. По климатическим условиям затраты топлива как на обеспечение населения теплом, так и на выпуск продукции в России наиболее высоки. Россия – самая холодная в мире страна, как по длительности отопительного сезона, так и доле населения, проживающей в областях, где наблюдается отрицательная среднегодовая температура. Обогрев, снабжение горячей водой и теплым вентиляционным воздухом каждого жителя России требуют больших затрат топлива, чем Канаде и Скандинавии. Больше энергии требует обогрев общественных зданий и промышленных предприятий. Большими непроизводительными затратами энергии сопровождается транспортировка теплоносителей по тепловым сетям.

Так почти 70 % населения России проживает в достаточно неблагоприятных климатических условиях с продолжительностью отопительного периода свыше полугода (185–240 суток). Это более чем в 2 раза превышает аналогичные климатические параметры большинства стран Центральной и Западной Европы.

В среднем на производство единицы продукции в России расходуется в 3–4 раза больше энергии, чем в странах Западной Европы. Низкая эффективность энергопотребления в нашей стране во многом объясняется устаревшим подходом к управлению спросом на энергию и контролю ее расходования, а также проводимой в годы советской власти политикой заниженных цен на энергоресурсы. Дешевизна и казавшаяся неисчерпаемость запасов новых энергоносителей обусловили весьма расточительный характер их использования, который наиболее ярко проявился в строительной отрасли.

В конце 1980-х годов расходы энергоресурсов на строительство и эксплуатацию зданий и сооружений (без учета производственных затрат) достигали 40–60 % от общих энергозатрат. Ситуация заметно изменилась после ужесточения режима энергосбережения. Тем не менее, и по сей день уровень потребления энергии в строительном секторе, по-прежнему, достаточно высок. Результаты многочисленных исследований, посвященных изучению проблем энергосбережения, показывают, что наибольшее количество энергии тратится на отопление, горячее водоснабжение, покрытие потерь при транспортировке энергии, охлаждение воздуха в системах кондиционирования, искусственное освещение (серьезная статья расхода электрической энергии в крупных административных зданиях и объектах здравоохранения). Поэтому с момента выхода в свет серии нормативно-технических документов, в которых изложены основные теплотехнические требования, предъявляемые ко всем строящимся и реконструируемым объектам, усилия проектировщиков были направлены на поиск технических решений, обеспечивающих повышение уровня тепловой защиты зданий и сокращения расходов на их эксплуатацию.

В настоящее время большое внимание уделяется данной проблеме; научно-исследовательские институты и промышленные производители предложили целую гамму технологических решений, обеспечивающих рост энергоэффективности жилых домов: теплоизоляция фасадов, легкие бетоны, оконные конструкции, системы вентиляции с рекуперацией тепла, широко корпусные конструкции домов, системы учета и регулирования тепла и т. д. Все эти решения в достаточной степени известны специалистам и при наличии достаточных стимулов могут быть оперативно внедрены в практику строительства. Главным лимитирующим фактором применения энергоэффективных технологических решений в строительном комплексе на сегодняшний день является отсутствие скоординированной и целенаправленной государственной политики. Важнейшей задачей является формирование базы строительных нормативов. Нормативы должны формироваться на долгосрочную перспективу, задавая участникам рынка ориентиры на будущее, образуя своего рода технологические коридоры. Помимо мер принуждения, необходимо создание системы экономических стимулов, поощряющих внедрение энергоэффективных технологий: налоговых льгот, субсидий, грантов на проведение НИОКР и создание зон энергетической эффективности.

Поэтому основная цель архитектурно-строительного проектирования Экономичное отопление зданий нового поколения (ЗЭИЭ)  —  создание зданий, в которых рационально используются энергетические и материальные ресурсы для обеспечения комфортного микроклимата в помещениях. Достижение указанной цели требует учета многообразия архитектурно - строительных, часто противоречивых факторов, влияющих на энергобаланс здания.

Согласно энергетической концепции проектирования зданий, получившей развитие в период мирового энергетического кризиса, расход энергии на отопление зданий зависит от принятия ряда инженерных решений при проектировании. Возможные решения при этом находятся между двумя типами зданий — использующими энергию окружающей среды и не использующими её. В здании, не использующем энергию, проектировщик применяет архитектурные и инженерные средства для того, чтобы уменьшить энергетические нагрузки, обусловленные климатом. Такие здания принято называть энергоэкономичными. В здании, приспособленном к климатическим условиям, позитивное и негативное влияние климатических условий избирательно фильтруется его конструктивными и инженерными системами. В этом типе энергоативных зданий для отопления, освещения, вентиляции и охлаждения могут быть задействованы возобновляемые источники энергии окружающей природной среды.

Следует отметить, что хотя для проектирования энергоактивных зданий требуются более глубокие знания и навыки, чем для проектирования энергоэкономичных зданий, тем не менее принципиальный подход к архитектурно-строительному проектированию обоих типов зданий по существу одинаков. Необходимо решить сложные задачи, включающие: определение оптимальных размеров, рациональной ориентации, формы и очертаний здания, направленных на сбережение энергии; повышение уровня теплозащиты наружных ограждающих конструкций; выбор энергоэффективной системы регулирования микроклимата — отопления, освещения и вентиляции.

Компактность здания. Общим требованием к форме всех типов ЗЭИЭ является уменьшение теплопотерь через наружные ограждающие конструкции. Таким требованиям соответствуют здания с минимальным отношением площади этих ограждений к одному из его геометрических параметров, например к объему или площади пола. Важным методом снижения энергопотерь в зданиях объемно-планировочными средствами является выбор оптимальной площади оконных проемов. На окна приходится до 50 % теплопотерь в зданиях. Существенную роль в этом играет степень остекленности фасадов зданий

Важную роль в формировании теплового режима и сбережении тепловой энергии в здании играют конструктивные методы. Необходимым условием снижения тепловых потерь является повышение уровня теплозащиты ограждающей оболочки здания. Только после решения вопроса о теплоизоляции наружных ограждающих конструкций здания можно говорить о других мерах энергосбережения. Повысить энергоэффективность наружных стен в возводимых и эксплуатируемых зданиях можно путем их утепления с внутренней или с наружной стороны. Практическая реализация различных проектных разработок показала, что оба способа имеют позитивные и негативные стороны.

Форма здания должна обеспечивать не только эффективное использование возобновляемой природной энергии солнца и ветра, но и сберегать энергию, поступающую от инженерных систем на освещение, отопление, вентиляцию и охлаждение. Наиболее удачное решение находится при этом между раскрытой (вытянутой) и компактной формами.

При строительстве и реконструкции зданий для повышения энергоэффективности надо использовать эффективные теплоизоляции, снижать теплопотери через системы вентиляций путём установки теплообменников (рекуператоров), предназначенных для возврата тепла вытяжного воздуха обратно в здание. Помимо систем вентиляций, можно устанавливать современные оконные системы, балконные и входные двери, не допускающие инфильтрации (утечки) нагретого воздуха. Необходимо использовать котельные установки с повышенным КПД, а также приборы для поквартирного регулирования температурного режима. Чтобы влияние климата свести к минимуму, нужно выбрать оптимальную форму здания, ориентировать его так, чтобы зимой оно получало необходимое солнечное тепло и свет, при этом стояло бы торцом к розе ветров. Так же использовать солнечные батареи, которые превращают солнечное излучение в тепло. Конечно, полностью заменить отопление солнечными батареями нельзя, так как в России достаточно суровый климат. Поэтому в дополнение с ними можно применять квартирные горизонтальные системы отопления, исключающие прокладку стояков в комнатах и позволяющие жильцу самому по желанию менять теплопоступление в квартиру и контролировать свое теплопотребление по тепло - или водосчетчику, устанавливаемому на вводе в квартиру аналогично электросчетчику. Квартирные системы могут выполняться из гибких металлопластиковых труб и подключаться по 2-трубной схеме к стоякам, прокладываемым по лестничной клетке. Один из главных путей, позволяющий снизить энергопотери жилых домов и, следовательно, потребление тепловой энергии на отопление, – повышение теплозащиты зданий за счет увеличения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций и применение энергоэффективных инженерных систем.

предложены  основные принципы проектирования гражданских зданий, включающие методы повышения их экономичности, которые могут быть сформулированы следующим образом:

• широкое внедрение многовариантного архитектурно-строительного проектирования и выбор на его основе экономически наиболее выгодного варианта;

• оптимизация трех измерений здания и соотношений основных размеров;

• комплексный учет при архитектурно-строительном проектировании местных условий строительства (климатических, транспортных, рынка труда и местных строительных материалов), объемно-планировочных и теплозащитных качеств зданий, стоимости строительных материалов и энергии и др.;

• оценка на стадии проекта стоимости строительства здания во взаимосвязи с эксплуатационными затратами, прежде всего энергетическими;

• минимизация сроков строительства.

Массовый переход к строительству энергоэффективных зданий обеспечит солидную экономию средств жителям, существенную экономию энергетических ресурсов для экспорта, который дает основные поступления в федеральный бюджет, и положительный экологический эффект.

Главный приоритет – комплексное решение проблемы энергосбережения

Снижение энергопотребления объектами жилищно-коммунального сектора требует решения комплекса задач, включающих:

создание проектов и строительство энергосберегающих зданий; разработку и внедрение энергоэффективных систем жизнеобеспечения; тепловую модернизацию эксплуатируемых зданий и сооружений; использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии для энергообеспечения зданий; совершенствование нормативной и законодательно-правовой базы; информирование и обучение населения энергосбережению при эксплуатации зданий и сооружений; создание системы стимулов для населения, обеспечивающих массовое внедрение энергосберегающих мероприятий.

Библиографический список

1. нергосберегающие технологии в строительстве // Строительство и недвижимость. – 2010. – № 48.

2. Инновации в строительном кластере: барьеры и перспективы / А. Виньков, И. Имамутдинов, Д. Медовников, Т. Оганесян, С. Розмирович, А. Хазбиев, А. Щукин [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. rusdb. ru/research/

3. нергосбережение в строительстве и ЖКХ // Строительство и недвижимость. – 2012. – № 20.

1 , магистрант группы ЭУм-13-1, e-mail:*****@***ru

Patsula Olga Sergeyevna, a postgraduate student, group EUm-13-1, e-mail:*****@***ru