Десять способов сократить энергопотребление и уменьшить затраты на содержание здания

ОБЕСПЕЧИТЬ КОМФОРТ,
СОКРАЩАЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ И ЗАТРАТЫ
НА СОДЕРЖАНИЕ ЗДАНИЙ

Создание зданий с низким уровнем энергопотребления и невысокими затратами на содержание начинается с хорошего проектирования. Правильная ориентация, компактная форма, хорошая тепло- и гидроизоляция – это первое, что необходимо принимать в расчет для повышения энергоэффективности строительных сооружений.

 

В этой статье рассмотрим, какими еще факторами мы можем оперировать, чтобы  сократить потери и, следовательно, уменьшить затраты на содержание, в том числе и в процессе реконструкции уже существующего здания. 

 

Энергопотребление зданий

 

В соответствии с данными Национального агентства по новым технологиям, возобновляемым источникам энергии и экономическому развитию (ENEA) 40% общего объема энергозатрат в Италии приходится на здания, из них более 70% − на жилые здания (ссылка на статистические данные).

Потребление энергии распределяется следующим образом: 

  • 10,6% -  освещение; 
  • 16,9% - потребляется электроприборами;
  • от 70% до 75% энергии расходуется на создание искусственного климата внутри здания, на его отопление и охлаждение в зависимости от внешней температуры.

 

Этот высокий процентный показатель определяется также уровнем теплопотерь через ограждающие конструкции здания и низкой эффективностью работы оборудования.

 

Таким образом, основополагающим фактором сокращения потребления энергоресурсов и, следовательно, уменьшения выбросов  углекислого газа,  является грамотное проектирование и качественное строительство.

Действуя подобным образом, можно, не  увеличивая энергопотребление, обеспечить условия температурно-влажностного комфорта, а также соответствие здания необходимым эксплуатационным требованиям.

 

Технологии повышения энергоэффективности

 

Технологии, повышающие энергоэффективность зданий гражданского назначения, зависят от трех основных факторов:

 

  1. ограждающие конструкции, их теплоизоляция и  создание внутри здания комфортного климата:
  2. высокоэффективное оборудование, проект интеграции конструкции здания и его систем, применение энергосберегающих бытовых электроприборов и приборов освещения, использование возобновляемых источников энергии;
  3. информационно-коммуникационные технологии и автоматизация эксплуатации здания.

 

 

Ограждающие конструкции здания

 

В здании с низким потреблением энергоресурсов намного легче поддерживать благоприятные климатические условия, поэтому первый фактор, от которого зависит энергоэффективность здания – это  его ограждающие конструкции.

При реконструкции здания, прежде чем начинать какие-либо работы, необходимо выполнить тщательную диагностику энергопотерь, чтобы определить их источники и провести анализ воздействия каждого из них.

 

Энергопотребление в значительной степени связано с отоплением или охлаждением помещений, поэтому работа по улучшению теплоизоляции сама по себе является мерой, позволяющей обеспечить экономию энергоресурсов и, следовательно, получить финансовую выгоду.  

 

В таблице ниже представлены данные Национального агентства по новым технологиям, возобновляемым источникам энергии и экономическому развитию, касающиеся преимуществ и затрат на выполнение различных видов теплоизоляционных работ.

 

Исходя из данных таблицы, наиболее эффективной мерой является изоляция кровли, так как именно эта часть здания наиболее подвержена воздействию солнечного света и именно через нее происходит наиболее значительная потеря тепла, когда потоки горячего воздуха устремляются вверх.

 

Одним из решений, позволяющих решить проблему теплопотерь, является устройство вентилируемой кровли с воздушным зазором между материалом покрытия и нижерасположенным изоляционным слоем.

 

Экономические, управленческие и организационные факторы в оценке целесообразности применения различных технологий теплоизоляции

 

Теплоизоляция стен по внешнему периметру здания

Теплоизоляция стен по внутреннему периметру здания

Изоляция кровли

Изоляция первого межэтажного перекрытия (для неотапливаемого помещения)

Средняя толщина изоляционного слоя (в см)

6

6+1

8

8

Средняя стоимость материала (евро/кв.м.)

15-25

11-15

18-40

24

Средняя стоимость рабочей силы (евро/кв.м.)

25

15-25

5-20

25

Получаемая экономия энергоресурсов (% относительно первоначального значения)

20-25

15-29

35-40

10-15

Целесообразность

●●●

●●

●●●●

●●

 

 

Непроницаемость ограждающих конструкций

 

Чтобы получить здание с низким уровнем энергопотребления, необходимо контролировать и принимать меры по устранению возможных инфильтраций воздуха.

Сквозняки вызывают энергопотери, нарушают комфорт внутри помещений, ухудшают звукоизоляцию.

Воздухонепроницаемость является показателем герметичности ограждающих конструкций здания. Это важнейшее требование для достижения необходимых характеристик энергоэффективности здания.   Установить этот показатель возможно   на основании результатов измерения естественной инфильтрации воздуха − Blower Door Test.  

 

Выполняется он следующим образом: все проемы ограждающих конструкций герметизируются и при помощи вентилятора, встроенного в дверной проем, создается разница давления между внешней и внутренней средой.

Таким образом можно обнаружить возможные точки инфильтрации воздуха, установить их причины, а также оценить поток воздухообмена.

 

Оконные и дверные проемы

 

Окна обеспечивают естественное освещение помещений, что благоприятно сказывается на самочувствии жильцов, а также улавливают часть тепла солнечной энергии, что также положительно влияет на энергетический баланс здания.

Однако с другой стороны, зимой они становятся источниками теплопотерь, так как их коэффициент теплопередачи значительно выше показателя стен. По этой причине проектирование светопрозрачных элементов энергоэффективного здания представляет собой деликатную работу, при выполнении которой необходимо тщательно сбалансировать необходимость предотвращения перегрева помещений в летние месяцы с потребностью естественного освещения и его положительного влияния на экономию энергопотребления в холодные месяцы.

Окна представляют собой сложные элементы, и их влияние на энергоэффективность зависит от различных факторов, которые относятся как к конструкции окон, так и к методам их монтажа. Неправильно выполненный монтаж может привести к возникновению мостиков холода в месте соединения окна со стенами и, следовательно, к теплопотерям.

Окна, применяющиеся в настоящее время в энергоэффективных зданиях, имеют уменьшенный коэффициент теплопроводности (U < 1,8 W/m2K) и пропускают >0,55% падающего света.

 

Солнцезащитные элементы

 

Солнцезащитные элементы играют важную роль в архитектуре, так как позволяют предотвратить излишний нагрев в период максимальной солнечной активности, не препятствуя при этом проникновению солнечного света в зимнее время года.   

Для выполнения этих функций солнцезащитные элементы должны затенять окна в период максимального воздействия солнца и отражать солнечный свет в то время года, когда его не хватает, одновременно улучшая естественное освещение в глубине помещений.

Эффективность данных элементов зависит от типа, положения, способности адаптации к различным условиям освещенности. Для предотвращения перегрева желательно выбирать наружные солнцезащитные элементы.

На сегодняшний день существует множество видов солнцезащитных элементов, стационарных и регулируемых, которые отвечают самым разным эстетическим и функциональным требованиям.  

 

Принудительная вентиляция

 

Искусственная вентиляция, несомненно, представляет собой систему, потребляющую энергию, однако при этом она обладает двумя преимуществами, которые необходимо тщательно взвесить, рассматривая вопрос энергоэффективности здания.  

Первое: воздухообмен контролируется и регулируется в зависимости от реальной необходимости. Кроме того, поступающий через фильтр воздух проходит очистку от различных загрязняющих веществ.

Второе: при подключении к теплообменнику системы принудительной вентиляции позволяют использовать тепло отработанного воздуха.

Таким образом, данные системы особенно эффективны в новых зданиях, в которых ограждающие конструкции и окна не могут обеспечить эффективную вентиляцию.

 

Теплообменники

 

Системы принудительной вентиляции могут быть подсоединены к теплообменникам, что позволяет передавать тепло от отработанного воздуха вновь поступающему холодному зимнему воздуху и повышать его температуру.

Летом же наоборот, благодаря теплообменнику происходит охлаждение горячего внешнего воздуха, что сокращает разницу между внутренней и внешней температурой.

Выброс отработанного воздуха сопровождается расходом энергии, однако высокие результаты экономии от рекуперации уравновешивают эти потери.

Для того, чтобы теплообменник работал эффективно, его кпд должен составлять не менее  60%.

 

Естественные источники тепла для системы отопления

 

Тепло, необходимое для достижения комфортных условий проживания в холодное время года, производится при помощи конденсационного котла, теплового насоса или солнечного коллектора.

Однако существуют и другие системы, обладающие определенными преимуществами, но еще не нашедшие широкого применения, например, геотермальная энергия, относящаяся к возобновляемым источникам энергии и основанная на использовании температуры земли для обогрева домов и зданий. Земные недра представляет собой тепловой резервуар, который используется для увеличения или понижения температуры внутри зданий.

Это возможно благодаря тому, что в зимний период земные недра, имеющие более высокую постоянную температуру по сравнению с температурой наружного воздуха, через насос передают тепло системе отопления, которая в этом случае работает в более низком режиме энергопотребления. 

В летний период, наоборот, цикл работает в обратном режиме и тепло, накопленное в помещениях, передается в земные недра.

 

Солнечная энергия, электричество и фотоэлектрические модули

 

Солнечная энергия может применяться в качестве дополнительного источника энергии для системы отопления зданий. Эта технология является высокоэффективной благодаря  распространению низкотемпературных систем, таких как, например, теплые полы.

Еще одна возможность применения солнечной энергии связана с охлаждением. В системах охлаждения солнечные термопанели соединены с холодильной установкой, что позволяет использовать совпадение между максимальной солнечной радиацией и пиком потребности охлаждения.

 

Даже для энергоэффективного здания могут потребоваться дополнительные источники энергии. И в  этом смысле значительную роль могут сыграть фотоэлектрические солнечные установки, которые могут быть подключены или не подключены к национальной электросети.

Фотоэлектрические солнечные панели производят постоянный ток, который после его преобразования инвертором в переменный ток, может сразу же применяться или поставляться компаниям-поставщикам электроэнергии.

Для работы фотоэлектрических установок требуется небольшой первоначальной объем энергии, который в значительной мере компенсируется объемом производимой энергии.

 

Технология «Умный дом»

 

«Умный дом» - это технология, которая позволяет автоматизировать и сделать более эффективным применение установленного в здании оборудования, одновременно улучшая условия проживания в нем.

 

Данная технология включает информационные и телекоммуникационные технологии контроля внешних условий и различные условия эксплуатации отдельных помещений, достигая при этом значительного сокращения расходов.

 

Система «Умный дом» может:

  • поддерживать заданные условия влажности при различных сценариях повседневной жизни;
  • контролировать открытие и закрытие солнцезащитных элементов для регулировки солнечного света и освещенности помещений;
  • контролировать нагрузки и управлять потреблением энергоресурсов для отопления и охлаждения помещений;
  • контролировать работу системы принудительной вентиляции;
  • управлять и автоматизировать работу фотоэлектрических солнечных установок и солнечных тепловых коллекторов.

Чтобы сделать здание  действительно энергоэффективным,  все его системы и все меры, необходимые для сокращения потребления энергоресурсов и уменьшения затрат на содержание, должны быть надлежащим образом продуманы, спроектированы и качественно выполнены. 

Кроме того, для сохранения низкого уровня энергопотребления необходимо регулярно  заботиться о техническом обслуживании всех систем.  

 

Автор: Марта Лупи – Инженер по исследованиям и разработкам.

RU © 2016 ISOPAN RUS - Производство и продажа сэндвич панелей

Privacy Policy