24-01-2019

Автор: Югай Наталья Анатольевна

 

 «ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ»

Югай Н.А.

Специальность: «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

Филиал КГА ПОУ «Промышленный колледж энергетики и связи»

г. Артем

 

Введение

 Дефицит энергоресурсов - одна из реальностей современной России. Согласно данным Минприроды запасы газа у России оцениваются как самые большие в мире, которые составляют 46,7 трлн кубометров. Если принять во внимание, что объемы добычи нефти в последние годы составляют порядка 533 млн тонн, а газа — 635 млрд кубометров, то становится понятным, что нефти нам хватит на 23-24 года, а газа на 73 года.

Энергоресурсосбережение является одной из самых серьезных задач XXI века. От результатов решения этой проблемы зависит место нашего общества в ряду развитых в экономическом отношении стран и уровень жизни граждан.

В целях создания экономических и организационных условий для эффективно­го использования энергетических ресурсов в России существует нормативно – правовая и законодательная база:

• Федеральный закон от 26.03.2003 №35-ФЗ «Об электроэнергетике»;
• Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»

Эти законы определяют основные принципы энергосберегающей политики государства, устанавливают требования к стандартизации, сертификации и метрологии в области энергосбережения, определяют основы государственного управления энергосбережением, вклю­чая осуществление государственного надзора за эффективностью энергопотребления, проведе­ние энергетических обследований организаций и учет энергетических ресурсов.

Одним из самых активных потребителей энергии в нашей стране является строительный комплекс. Как показывает опыт, возможностей экономии энергии в данной сфере великое множество. Одним из возможных способов решения данной проблемы можно считать концепцию создания энергосберегающего дома.

 Энергосебергающим, энергоэффективным, пассивным домом или экодомом сегодня называют здание, отличительной особенностью которого является малое потребление энергии с абсолютно независимой энергосистемой, не требующей дополнительных расходов для создания комфортных условий быта. Основным принципом такого дома является использование новейших материалов теплоизоляции, утепление стен, кровли и фундамента с помощью экологически чистых материалов и обустройство альтернативных источников энергии: тепла недр, воды и света.

Актуальность заключается в том, что новейшие энергосберегающие технологии в строительстве помимо экономии финансовых ресурсов, открывают и принципиально новые возможности для снижения выбросов в атмосферу вредных веществ. Энергосберегающие технологии строительства представляют собой более выгодный и экологически грамотный способ обеспечения, растущего с каждым годом спроса на энергоносители.

Цель данной работы: Изучить особенности энергосбережения в энергосберегающем доме.

Задачи:

1. Изучить мировой опыт применения энергосберегающих технологий в строительстве
2. Основные пути повышения энергоэффективности жилых зданий;
3. Основные направления применения энергосберегающих технологий в строительном комплексе Приморского края

Объект исследования: Энергосберегающие дома

Предмет исследования:  Способы энергосбережения.

Методы исследования: Теоретический – изучение научной литературы;

Эмпирический – изучение имеющегося материала;

Практическая значимость: Для реализации государственной политики по энергосбережению создание совершенной системы управления является необходимым.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Мировой опыт энергосбережения в строительстве

  Развитие энергосберегающих построек восходит к исторической культуре северных народов, которые стремились построить свои дома таким образом, чтобы они эффективно сохраняли тепло и потребляли меньше ресурсов.

Раньше других новые энергосберегающие строительные нормы и стандарты были приняты на государственном уровне в скандинавских странах: в 1977 году - в Дании (Danish BR77 standard) и в 1980 году - в Швеции (SBN-80, Svensk Bygg Norm). В результате к 1988 году Швеция снизила ежегодное потребление тепла в жилых зданиях на 28 кВт ч из 50 кВт·ч в 1978-м, а Дания уже к 1985 году потребляла на 28% меньше тепловой энергии на отопление жилья по сравнению с 1972 годом. Датские и шведские энергостандарты в строительстве до сих пор остаются одними из самых жестких в мире: так, шведский SBN-80 даже в начале ХХI века по уровню своих требований превышал нормы других европейских стран.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Основные пути повышения энергоэффективности жилых зданий

Если в самом начале строительства энергоэффективных зданий, вплоть до начала 90-х годов, основной интерес представляло изучение мероприятий по экономии энергии, то уже в середине 90-х годов центр тяжести переносится на изучение проблемы эффективности использования энергии и приоритет отдается тем энергосберегающим решениям, которые одновременно способствуют повышению качества микроклимата. Логическим завершением этапов развития энергоэффективных зданий стала практика строительства Sustainable building. Такие здания сочетают три взаимосвязанных понятия: комфортный микроклимат помещений, максимальное использование энергии природы, оптимизированные энергетические элементы здания как единого целого.

Согласно используемой в странах ЕС методике, жилые дома с точки зрения энергосбережения разделяют на обычный дом (потребление энергоресурсов - 400 кВтч в год на 1 кв. м), дом с низким энергопотреблением (менее 70 кВтч), "пассивный" (не более 15 кВтч) и "активный дом". Термин "пассивный дом" означает, что этот дом должен излучать как можно меньше тепла и обеспечивать комфортную температуру в помещениях как зимой, так и летом. Достигается эта цель с помощью теплоизоляции, обеспечивающей "эффект термоса", закрытой системы отопления и рекуперативной вентиляции. Соответственно, в таких домах расходуется почти на 80% меньше энергии, чем, например, в новых зданиях, спроектированных в соответствии с немецкими термоизоляционными стандартами 1995 года (German Thermal Insulation Ordinance-1995). Идеалом является возможность обогрева дома только за счет человеческого тепла. Сегодня Passivhaus считается ведущим мировым стандартом с точки зрения энергоэффективности (помимо основного немецкого варианта схожие требования содержатся и в другом популярном строительном стандарте низкого энергопотребления - канадском R-2000).

Еще в конце 90-х годов ЕС профинансировал специальную программу "Гефеос", в рамках которой в 2000-2001 годах было осуществлено строительство пилотных объектов - "пассивных" мало- и многоэтажных зданий и целых жилых поселков в пяти странах Западной Европы. Всего в Германии имеется 6000 таких домов. Сегодня подобные дома строятся в Швеции, Австрии, Финляндии, Швейцарии. В 2003 году первый такой дом был построен и в Северной Америке, в г. Урбана (штат Иллинойс, США). По сравнению с обычным "пассивному дому" требуется на 90% меньше энергии для обогрева, хотя стоит он на 10-25% дороже обычного дома. Впрочем, с учетом цен на энергоресурсы в Европе (а расходы по обогреву жилищ в Германии уже сейчас составляют 20% всех расходов по найму квартиры) экономический эффект, получаемый за счет снижения эксплуатационных расходов, в течение семи-десяти лет окупает увеличение размеров капитальных затрат.

Безусловно, возведение таких энергоэффективных зданий, как "пассивные дома", требует весьма существенных дополнительных затрат по сравнению с обычными зданиями. Однако, по оценкам идеологов Passivhaus, за полтора десятилетия, прошедших с момента ввода в строй в 1991 году первого "пассивного дома", эти сверхиздержки удалось резко сократить: если на начальном этапе для "высокоэффективного энергооснащения" зданий в среднем требовалось дополнительно вложить порядка 50 тыс. евро, то сегодня они составляют от 6 тыс. до 15 тыс. евро (в зависимости от размеров дома: чем больше дом, тем меньше средние дополнительные расходы). Пожалуй, к настоящему времени единственной серьезной проблемой, так и не решенной проектировщиками "пассивных домов" немецкого образца, остается их достаточно жесткая привязка к климатическим условиям Центральной Европы: как показывают техрасчеты, при строительстве таких домов в районах, расположенных выше 60° северной широты (например, в Северной Скандинавии), отмеченные выше дополнительные издержки очень существенно возрастают.

Что касается "активного дома", то он представляет собой следующий этап развития "пассивного дома", который в принципе может сам обеспечивать себя электроэнергией и горячей водой. Типичным оснащением активного дома в последнее время становится солнечный коллектор для нагрева воды, солнечная электростанция на его крыше и тепловой насос, преобразующий низко потенциальное тепло земли или бытовых стоков в горячую воду. То есть настоящий "активный дом" функционирует еще и в качестве электростанции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основные направления применения энергосберегающих технологий в строительном комплексе Приморского края

В России только в 2009 - 2010 гг. в этой сфере стали проявляться какие-то видимые результаты. Между тем многие энергоэффективные технологии могут применяться при массовом строительстве не только типового жилья, но и жилых комплексов бизнес-класса и элитных, объектов коммерческой недвижимости всех сегментов. Наиболее перспективными для массового использования в жилищном строительстве остаются проекты экодомов Green balance датской компании Rockwood, Solar-5- профессора Казанцева ДВФУ и Ruralzed одноименной английской компании.

Сейчас в России активно формируется новый сегмент рынка недвижимости - рынок энергоэффективных объектов. На сегодняшний день 95% рынка составляют офисные центры, 3% - социальные объекты различного назначения и 2% - жилые комплексы. Энергоэффективное оборудование и инженерные решения увеличивают инвестиционную себестоимость проекта в среднем на 15%, средний срок окупаемости энергосберегающих решений – 7 лет.

Приморье, особенно его южное побережье, характеризуется резким климатическим контрастом сторон горизонта. Направление и интенсивность ветра и солнечной радиации позволяют добиться заметного улучшения комфорта при возведении экодомов.

 По мнению профессора кафедры архитектуры и градостроительства Дальневосточного государственного федерального университета, Казанцева П.А., при проектировании новых зданий на юге Приморья возможно полностью отказаться от традиционных источников теплоснабжения зимой. В экодомах, построенных по проектам профессора Казанцева используются пассивные солнечные технологии, позволяющие максимально использовать энергию солнца.

В селе Вольно – Надежденском возведен каркасно – соломенный экодом. При возведении дома из соломы Казанцевым П.А. были учтены погодные особенности Приморья. Главный источник тепла в доме – солнце, которое дает половину тепловой энергии, остальное дом добирает с помощью электричества. «Привести» солнце в помещение и, главное удержать его там помогает грамотная планировка и материал, из которого построено жилище.  

К новаторским решениям солнечного дома можно отнести сочлененную конфигурацию кровли, подстроенную под оптимальные углы для размещения солнечного коллектора водяного отопления и фотоэлектрические системы.

Центральное ядро дома – двухсветный атриум с витражом на юг и мансардными окнами в кровле. Жилые помещения раскрыты в атриум. В плане по глубине дом рассечен на 2/3 жилых помещений и 1/3 буферного пространства с севера, с учетом глубины проникновения солнечных лучей зимой.

Спальная зона на втором этаже учитывает эффект «теплового мешка» и позволяет экономить на отоплении первого этажа ночью. Дом вытянут по широте, что обеспечивает раскрытие его на солнце.

Северный наветренный фасад глухой, скат кровли опущен до отметки чистого пола второго этажа. Балконы в торцах дома – обращены в сторону промежуточных пространств. Они должны снимать перегрев западного фасада летом и укрывать восточный фасад от косых дождей.

Мансарда на третьем уровне жилая, но будет отсечена от теплого ядра дома утепленным перекрытием. Летом окна в противоположных торцах мансарды способствует дополнительному проветриванию атриума через люк в перекрытии, за счет сквозняка под коньки кровли.

Ещё одна особенность экодома – материал из которого он сделан. Дом представляет собой каркасно – соломенную конструкцию: каркас заполняется соломой озимой пшеницы. Пшеницу вручную перебирают, прессуют  под большим давлением. Прессованная солома надежный материал – влага, огонь и грызуны ей не страшны. У соломы, отделанной глиной изнутри, есть ещё один любопытный эффект: когда душно и влажно, она охлаждает помещение. В сухую зиму солома отдает помещению влагу. Таким образом, в помещении создается микроклимат – прохладно душным летом и тепло суровой зимой.

Технологию пассивного солнечного отопления взял на вооружение авторский коллектив ДВФУ молодых архитекторов, и уже разработал проект экомодуля под названием А-Drop. Согласно проекту экомодуль – это небольшой деревянный домик, рассчитанный на семью из трех человек. В его основе все та же пассивная солнечная энергия, которая даст зданию до 70% необходимого тепла. Сохранить в доме температуру помогут водоросли, обитающие в Японском море. Морские растения высушат, сформируют и заложат в стены и кровлю будущих экодомов. Водоросли, служащие заполнителем каркаса абсолютно безвредны и пролужат не один десяток лет.

Ещё одно ноу-хау компактного экодома – система, позволяющая собирать воду от дождя и тумана. Система состоит из собирающей влагу сетчатой конструкции и желоба, куда стекает вода. Из-за приморского ветра такие конструкции эффективно будет крепить на стены – в дождь туда попадает в полтора - два раза больше влаги, чем на крышу. Первые тесты показали, что в туманный день будет собираться 5 литров воды. В итоге жильцы экодомов получат от 30 литров воды в день, даже в солнечную погоду. Ориентировочная стоимость одного такого домика – 1,5 млн.руб.  

Проект «солнечных» домов профессора Казанцева получил престижную премию Energy Globe Awards в Австрии. Разработанная профессором технология может быть использована в массовом строительстве индивидуальных домов в Приморском крае.

 

 

 

 

 

Заключение

Аналитический обзор исследования данной темы показал, что  энергосбережение сейчас становится одним из основных приоритетов в деятельности любой строительной организации.

 Необходимо создать потенциал для усиленного мониторинга  выполнения и соответствия стандартам энергоэффективности на стадиях инспектирования и продажи новых жилых и коммерческих зданий.
       Энергоэффективные здания завоевали  свою популярность на Западе, и на их примере уже в  настоящее время разрабатываются  проекты в нашем крае .  Технологии энергосбережения становятся более доступными и более востребованными на территории Приморского края. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1. Федеральный Закон Российской Федерации «Об энергосбережении» от 03.04.96 №28 (с изм., внесенными ФЗ от 08.05.2010 №83-ФЗ) // Российская газета. - № 3181. - 2003.
2. Постановление Правительства Российской Федерации «О ценообразовании в отношении электрической и тепловой энергии в Российской Федерации» от 26.02.2004 №109 (с изм., внесенными ФЗ от 05.04.2010 №216). // Российская газета. - № 3422. - 2004.
3. ГОСТ Р 51387-99, введенный Постановлением Госстандарта России от 30.11.1999. №485-ст.
4. Комолов, Д.А. Энергоэффективность / Д.А. Комолов // Экономика и ТЭК сегодня. – 2008. - №11.
5. Макаров, В.А. Тенденции развития мировой энергетики и энергетическая стратегия России / А. Макаров, В. Фортов [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.e-m.ru. - 2004.
6. Проект Государственной программы энергосбережения и повышения энергетической энергосбережения и повышения энергетической эффективности эффективности на период до 2020 года на период до 2020 года. – М.: Энергосовет №4. - 2009. – 14 с.
7. Ратников, Б.Е. Управление энергосбережением: Учебное пособие / Б.Е. Ратников, А.В. Чазов. - Екатеринбург: УГТУ, 1998. - 105 с.
8. Рогов, С.М. Государство и топливно-энергетический комплекс: стратегия развития / С.М. Рогов. - М.: Наука, 2004. – 143 с.
9. Саенко, В.В. Энергетическая стратегия России до 2020 г. Пути повышения энергоэффективности / В.В. Саенко // ТЭК. – 2004. - №4. – С.124-1. Вяземская А. Энергосберегающие технологии в строительстве // Строительство и недвижимость. № 48. 1997.
10. Инновации в строительном кластере: барьеры и перспективы / А. Виньков, И. Имамутдинов, Д. Медовников, Т. Оганесян, С. Розмирович, А. Хазбиев, А. Щукин. Электронный ресурс: http://www.rusdb.ru/research/
11. Кинчиков В. Энергосбережение в строительстве и ЖКХ // Строительство и недвижимость. № 20. 2000.