Пути снижения потребления энергии зданиями

Энергоэффективным является здание, в котором при проектирова- нии, строительстве и эксплуатации осуществлено максимальное коли- чество мероприятий, направленных на экономию топливно- энергетических ресурсов.

Основными путями экономии энергии в гражданских зданиях яв- ляются повышение тепловой эффективности строительных конструк- ций, архитектурно-планировочных решений, инженерных систем, ис- пользование нетрадиционных видов энергии.

Повышение теплозащиты здания, возможно осуществить за счет использования эффективных теплоизоляционных материалов и приме- нения новых конструктивных решений стен, окон.

Наиболее перспективными являются двухслойные ограждающие конструкции с несущим и теплоизоляционным слоями (рис. 3.2.1).

Такое решение возможно как в строящихся, так и в существующих зданиях. В качестве эффективного утеплителя применяются минерало- ватные жесткие плиты с перпендикулярным расположением волокон и коэффициентом теплопроводности 0,043–0,06 Вт/м·°С. Такой утепли- тель не расслаивается, обеспечивает прочность фасадному покрытию и негорючий.

Рис. 3.2.1. Утепление кирпичной стены по технологии «Tex-Color»

Для уменьшения теплопотерь в здании и поддержания в помеще- нии благоприятного микроклимата необходимо особое внимание обра- тить на окна. Значение сопротивления теплопередаче российских окон массового производство составляет 0,42 м ²°С/Вт. Помимо более низкой теплозащиты по сравнению со стенами, оконные заполнения имеют большую воздухопроницаемость. Установлено, что проникновение хо- лодного воздуха через неплотности оконных проемов снижает их тепло- защиту в среднем в два раза.

В большинстве развитых стран сопротивление теплопередаче наи- более популярных окон составляет не менее 0,65 м ²°С/Вт. В последние годы в США и странах Западной Европы появились окна с сопро-

тивлением теплопередаче 1,6–2 м ²°С/Вт. В 1995 г. более 60 % жилых зданий оборудовались подобными энергоэффективными окнами. Еще в 1991 г. в США было продано 26,5 млн. м ² окон с теплоотражающими покрытиями.

В 1998 г. в России были изменены нормы на теплоизоляцию и воз- духопроницаемость окон. Для условий Сибири сопротивление теплопе- редаче окон должно быть не меньше 0,64 м ²°С/Вт, а воздухопрони- цаемость – 6 кг/м²·ч.

Основным элементом энергоэффективных окон является двухка- мерный стеклопакет с нанесенным на стекло теплоотражающим покры- тием из оксидов серебра, олова и других металлов. Дополнительное по- вышение сопротивления теплопередаче на 7–15 % возможно при запол- нении межстекольного пространства инертными газами. Тепловая эф- фективность окон во многом зависит от конфигурации оконных профи- лей, в которых предусмотрены места для установки современных уп- лотнителей, и от качества фурнитуры.

Обеспечивая герметичность окон, следует не забывать о требуемом воздухообмене. Зарубежный опыт показывает, что возможно снижение воздухообмена с целью энергосбережения без риска ухудшения качест- ва внутреннего воздуха, увеличения его влажности до кратности 0,5–0,6 1/ч. Для обеспечения этого требования с помощью вентиляции с естест- венным побуждением необходимо устраивать вентиляционные клапаны в конструкции окон. Вне времени эксплуатации помещения все венти- ляционные отверстия должны быть закрыты. Во время пользования по- мещением оно должно по потребности проветриваться, причем при со- временном исполнении окон частое, короткое, интенсивное проветри- вание благоприятнее, чем слабая постоянная вентиляция через окна.

При открытом окне уже за 4 минуты привносится столько свежего воз- духа, сколько требуется одному человеку на 1 час.

Объемно-планировочные решения зданий оказывают существенное влияние на энергопотребление. Например, здания с широким корпусом потребляют на 15–18 % меньше энергии, чем здания с обычным корпу- сом. Поэтому необходимо разрабатывать объемно-планировочные ре- шения с наименьшей площадью наружных конструкций для зданий одинакового объема. Критерием качества объемно-планировочного ре- шения может служить расчетный показатель компактности здания.

Впервые этот показатель был введен в нормирование в ФРГ в 1984 году. Показатель компактности здания определяется как отношение общей площади наружных ограждающих конструкций и величины отапливае- мого объема.

Расчетный показатель компактности здания для жилых зданий не должен превышать следующих значений:

• 0,32 для зданий от 6 до 9 этажей;

• 0,36 для 5-этажных зданий;

• 0,54 для 3-этажных зданий;

• 1,1 для одноэтажных домов.

Одним из средств снижения энергопотребления эксплуатируемых зданий является автоматическое регулирование отпуска тепла. Особен- но эффективны двухступенчатые системы регулирования. Первая сту- пень регулирования – автоматизация узлов тепловых вводов с исполь- зованием электронных регуляторов для систем отопления – учитывает состояние теплового режима здания в целом. Вторая ступень – индиви- дуальное регулирование отопительных приборов с помощью установки термостатов. Применение двухступенчатой системы регулирования по- зволит снизить теплопотери здания на 20–25 %.

Количество тепла, поступающего от солнечной радиации на верти- кальную поверхность в течение отопительного периода на широте г.Томска достигает 200 Вт/м ²ч. Использование этой энергии позволит снизить затраты на отопление зданий. Например, прохождение солнеч- ной радиации через трехслойные окна, ориентированные на юг, компен- сирует теплопотери за отопительный период через эти окна таким обра- зом, что превращает их в высокоэффективные ограждающие конструк- ции.

Эффективным средством снижения теплопотерь здания является остекление лоджий, устройство на фасадах здания стекол на относе, размещение пассивных солнечных коллекторов на крышах зданий для подогрева наружного воздуха, поступающего в здание.

Большое влияние на энергосбережение в жилищно-коммунальном хозяйстве оказывает поведение жильцов и качество эксплуатации зда- ний. Отсутствие квартирного учета тепла, счетчиков потребления горя- чей воды делает необязательным для многих граждан выполнение эле- ментарных требований по сбережению энергии.

По данным зарубежных исследований, потребление тепловой энер- гии может отличаться на 50 % в одном и том же здании в зависимости от поведения жильцов. Установка приборов учета тепла как основных источников мотивации энергосбережения является первостепенной за- дачей в жилищно-коммунальном хозяйстве.