V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Строительство энергоэффективных зданий позволяет непосредственно или косвенно принести значительную экономию владельцу здания при его эксплуатации, а также снизить вредное влияние объекта на окружающую среду. Для повышения энергоэффективности необходимо провести ряд мероприятий, такие как: компактная форма здания и высокий уровень теплозащиты, использование энергоэффективных окон, использование теплоты солнечной радиации, высокая герметичность наружных ограждающих конструкций, горячее водоснабжение за счет нетрадиционных возобновляемых источников энергии – солнечных коллекторов, снижение энергопотребления за счет использования бытовой техники (холодильников, стиральных машин и т.д.) с низким энергопотреблением.

Главной задачей при строительстве жилых домов является его теплоизоляция. Теплоизоляция зданий и сооружений преследует несколько практических, целей: повышение уровня комфортности, тепло- и звукоизоляции, экономию топливных ресурсов и сокращение эксплуатационных расходов. Это достигается применением современных теплоизоляционных материалов, которые должны обладать высокими теплотехническими характеристиками и покрывать всю площадь наружных стен здания без зазоров. Особое значение отводится устранению «мостиков холода» (то есть участки интенсивного теплообмена с окружающей средой).

Поэтому современные системы утепления предусматривают создание комплексной защитной термооболочки вокруг конструкций здания. Такая оболочка включает в себя утепление контактирующих с грунтом конструкций фундамента в сочетании с утеплением скатных или плоских крыш, а также устройство вентилируемых фасадов, передвигающих зону положительных температур в несущие конструкции. Этот комплекс мер исключает появление "мостиков холода", повышает тепловое сопротивление ограждения и предотвращает выпадение конденсата, пагубно влияющего на теплоизолирующие и другие эксплуатационные характеристики конструкций.

Кроме этого, применяется остекление высокого качества – тройной стеклопакет, заполненный инертным газом, с двумя низкоэмиссионными покрытиями. Недавно на оконном рынке появилась другая технология, разработанная американской компанией South‒Wall Technologiest, ‒ «тепловое зеркало». Между обычными стеклами в камере стеклопакета натягивается прозрачная полимерная мембрана толщиной 0,075 мм с низкоэмиссионным покрытием. Оно задерживает тепловое излучение. При этом «тепловое зеркало» практически не ухудшает светопропускающую способность конструкции.

Еще одним инновационным направлением являются вакуумные стеклопакеты. Между двумя листами стекла толщиной в 4 мм оставляется зазор толщиной не более 0,5-0,7 мм, из которого откачивается воздух. Конструкция получается толщиной не более 1 см.

Еще одно изобретение сделали голландцы. Стекло, которое само вырабатывает электрический ток. Оно покрыто специальным полимерным составом и работает как солнечная батарея.

Существует пассивная и активная системы энергосбережения «солнечного» дома.

Пассивная предусматривает использование некоторых архитектурно-строительных приемов на стадии проектирования:

• ориентация дома по оси юг-север;

• отсутствия затенения южной стены;

• наличие северной пологой стены с минимальным количеством окон, наличие остекленной южной стены (окна с двойными или тройными рамами и воздушной прослойкой толщиной 10 мм между стеклами, способствующей термоизоляции;

• с этой же целью между стеклами можно установить жалюзи, которые будут закрываться вручную или управляться термостатом по разности внутренней и наружной температур;

• усиленная термоизоляция наружных стен;

• обустройство тепловых тамбуров на входе;

• наличие за остекленной южной стеной массивной стены, служащей аккумулятором дневного тепла (стена Тромба);

• организация на подвальном помещении воздушного теплообменника (в виде ящика с гравием или емкости с водой), аккумулирующего до 80% тепла из выходящего наружу «отработанного» воздуха;

• использование теплиц и помещений с верхним дневным светом (атриумов), играющих роль тепловых аккумуляторов.

Активная система энергосбережения «солнечного» дома – это тепловые солнечные коллекторы, панели фотоэлектрических элементов (солнечные батареи), регулировочная автоматика, компьютер, управляющий световым и тепловым режимами.

Реализованных проектов «солнечных» домов, частично или полностью обеспечивающих себя солнечной энергией в мире довольно много. Их строят не только в теплых странах (Египет, Израиль, Турция, Япония, Индия, США) и в странах с умеренным климатом (Франция, Англия, Германия), но и во многих северных регионах (Швеция, Финляндия, Канада, Аляска).

«Солнечный» дом, оснащенный эффективной теплой установкой, может полностью удовлетворить потребности его обитателей в тепле и свете даже без использования других источников энергии. И при этом никаких отключений и перебоев в подаче электроэнергии, никаких проводов извне, никаких счетчиков, никаких запасов дров, угля или мазута.

«Пассивные» дома очень комфортны и экологически безопасны для человека. Сегодня такие сооружения одни из самых удачных и современных строительных концепций. В таких зданиях автоматически поддерживается оптимальная температура внутреннего воздуха, его влажность и чистота.

В «пассивных» домах предусматривается подогрев приточного воздуха в системе приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией теплоты удаляемого воздуха, обеспечивающий малую потребность здания в тепловой энергии, идущей на нужды отопления, и значительно понижающей теплопотери здания. КПД рекуператора должен быть не менее 75%. Удельный годовой расход тепловой энергии на отопление «пассивного» дома за отопительный период не должен превышать 15 кВт∙ч на 1 м² полезной отопляемой площади (около 1,5 л жидкого топлива на 1м² в год).

Общее годовое потребление первичной энергии для всех бытовых нужд (отопление, горячее водоснабжение и электроснабжение) не должно превышать 120 кВт∙ч/м² в год.

Главное в концепции «солнечного» жилого дома – максимальное, исходя из особенностей местности и климата, использование солнечного излучения, превращение его в тепло и сохранение тепловой энергии в доме с наименьшими потерями. Реализация такого подхода дает значительную экономию средств и улучшает экологическую обстановку (за счет минимального применения всех других источников энергии): в атмосферу выбрасывается меньше продуктов горения, дороги освобождаются от тяжелого транспорта, перевозящего миллионы тонн топлива, леса сохраняются от вырубки на дрова.

Литература:

1. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М., Шилкин Н.В. Энергоэффективные здания. - М., 2003.

2. Ян Хенсен Моделирование энергоэффективности зданий // Энергосбережение. - 2010.

3. Смирнов М.И. Стекло и энергосбережение: тенденции в международном техническом регулировании // Энергосбережение. - 2010.

Код для цитирования: Скопировать