X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

С появлением городских территорий Главной задачей человечества было создание качественной среды своего обитания. Поэтому города должны высоким, экологически обоснованным качеством жизни. Но не стоит забывать, что любые сооружения прежде всего являются чужеродным элементом, поэтому степень их уязвимости от природных воздействий весьма высокая. Отношения «город — природная среда» характеризуются сложным набором связей, проявляющихся во взаиморазрушающих процессах, значительно снижающих надежность существования самого города, а также природной среды.

Также особым вопросом являются топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) так необходимые для жизни современного общества. Учитывая небольшое количество запасов ТЭР, при огромном объеме его потребления, большой проблемой является возможность возникновения их дефицита.

Именно поэтому экологизация городской среды является в настоящее время значительной потребностью человечества. В структуре общей экологической проблемы энергетические аспекты проектно-строительной и эксплуатационной деятельности являются одним из важнейших факторов, определяющих направление развития современной архитектуры и строительства. Улучшение энергоэффективности зданий рассматривается как одно из решений проблем рационального использования ресурсов, снижения энергопотребления и, в конечном счете, сохранения окружающей среды.

Строительная экология разрабатывает вопросы появления экологичных зданий и инженерных сооружений, способных создавать здоровую и красивую внутреннюю и внешнюю архитектурную среду. Одним из актуальных направлений экологизации городов стало создание энергоэффективных зданий.

Энергоэффективные давно появились в отечественной и зарубежной строительной

практике. На протяжении всего времени их реализации интерес к таким зданиям не только не падает, но и увеличивается, ведь проблема обеспечения энергетической эффективности является сейчас наиболее актуальной.

Термин «энергоэффективность» введён СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий», сменивший СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника». Нормы данного СНиПа рассматривают введение нового показателя энергоэффективности зданий, а именно удельную потребность в тепловой энергии на отопление, а также вводят классы энергоэффективности зданий, показатели энергоэффективности и их правила оценки как при проектировании и строительстве, так и при эксплуатации.

СНиП, СП и другие нормативно-правовые акты утвердили нормативные требования к зданиям по теплопроводности, в их основе нормируется удельная потребность в тепловой энергии на отопление, охлаждение и вентиляцию здания. Объекты, удовлетворяющие данным нормам и требованиям, принято называть энергоэффективными.

Со временем понятие «энергоэффективное здание» включило в себя ряд новых требований. Сейчас сходятся во мнении, что энергоэффективность – максимально продуктивное использование не только тепловой энергии, но и других видов энергии и энергетических ресурсов.

Наиболее развернуто можно сказать, что энергоэффективное здание - совокупность архитектурных и инженерных решений, лучшим образом отвечающих целям уменьшения расходования энергии на обеспечение микроклимата в помещениях здания, то есть результат выбора определенными научными методами совокупности технических решений, лучшим образом отвечающих поставленной цели.

Энергоэффективные здания появились после мирового энергетического кризиса 70-х годов XX в. Это направление архитектуры сформировалось после критики специалистов Международной энергетической конференции (МИРЭК), говоривших о недостаточном использовании тепловой эффективности при огромных возможностях экономии ресурсов. В этот период была высказана идея экономии ресурсов: энергоресурсы должны использоваться эффективнее путем применения жестких мер, осуществимых технически, обоснованных экономически, а также приемлимых с экологической и социальной сторон проблемы.Учёные и политики во всем мире признали связь между экономическими, экологическими, техническими и социальными мерами по достижению обозначенных принципов. С этого момента началась всемирная научно-исследовательская работа по повышению энергоэффективности как строительных объектов, так и организации и технологии строительного производства.

Первые энергоэффективные здания являлись демонстрационными, пилотными проектами, объединяющими архитектурно-планировочные и инженерные решения, направленные на достижение одной цели – экономии энергетических ресурсов на их отопление, вентиляцию и поддержание комфортного микроклимата.

П

Рисунок 1 Первое энергоэффективное здание в мире

ервое зарубежное энергоэффективное здание было построено в США в штате Нью-Хэмпшир в 1972 году . Это административное здание площадью 15600 кв.м.

 

Энергоэффективность этого здания была обусловлена следующими факторами: минимальная площадь поверхности здания (куб); небольшая площадь остекления (10%); светлая крыша (низкий коэффициент поглощения солнечной радиации); неостеклённая северная сторона; вертикальные и горизонтальные солнцезащитные устройства для окон.

Затраты на электроэнергию для вентиляции здания компенсируются уменьшением объема потребления наружного воздуха. Это достигается грамотной планировкой и оптимизацией распределения воздуха, а также заменой внешнего воздуха на очищенный рециркуляционный. Затраты на электроэнергию для вентиляции здания компенсируются уменьшением объема потребления от наружного воздуха. Это достигается грамотной компоновкой и оптимизацией распределения воздуха, а также заменой внешнего воздуха. Рекуператоры тепла позволяют снизить на 60-75% расходы на энергию для охлаждения и обогрева приточного воздуха. Система управления искусственным освещением, которая регулирует интенсивность света, на изменение уровня естественного света, позволяет экономить электроэнергию.

Первый проект энергоэффективного здания в России - демонстрационное многоэтажное жилое здание, построенное в 2002 году в МКР Никулино-2 в Москве.

Основная задача проекта заключалась в создании и последующей реализации новейших технологий и оборудования, вдвое снижающих энергозатраты.

Э

Рис. 2 Первое энергоэффективное здание в России

нергоэффективные мероприятия при проектировании жилого дома:

 

- теплонасосная установка для горячего водоснабжения, использующая тепло грунта и утилизацию тепла удаляемого вентиляционною воздуха;

- система вентиляции с механической вытяжкой и естественным притоком через авторегулируемые воздухозаборные устройства в оконных переплетах, обеспечивающая нормативный воздухообмен при установке герметичных окон;

- утилизация теплоты удаляемого вентиляционного воздуха;

- двухтрубная горизонтальная поквартирная система отопления;

- наружные ограждающие конструкции с повышенной теплозащитой.

Необходимо отметить, что первые успешные пилотные проекты энергоэффективных зданий были успешно реализованы в основном, в странах с холодным климатом, где вопрос отопления зданий, сохранения накопленного тепла стоит остро в течение длительного отапливаемого периода.

Г

Рис. 3 Основные пути экономии энергии

лавный принцип при создании энергоэффективного здания - это использование любых возможностей для сохранения ресурсов и применение альтернативных источников энергии.

 

В данный момент разработано множество конструктивных и инженерных решений, позволяющих понижать уровень энергопотребления. Основное решение проблемы экономии энергии являются повышение тепловой эффективности строительных конструкций, архитектурно-планировочных решений, инженерных систем, использование нетрадиционных видов энергии.

В частности за счет выбора формы здания, расположения и площади заполнения световых проемов, регулирования фильтрационных потоков можно оптимизировать тепловой баланс здания. При решении энергоэффективности в формировании обитаемой среды придерживаются двух подходов – техноцентрического и экологического.

При техноцентрическом (традиционный) подходе проектирования, здание рассматривается как замкнутая система, выбирается путь усиления изоляционных свойств ограждений, а именно используютя инженерно-технические средства повышения энергоэффективности здания.

Экологический подход связывает в систему внешнюю среду и объект. Главной задачей становится эффективная организация обменных процессов внутри объема с внешней средой.

В проектировании энергоэффективных объектов финансовые и общеэкономические факторы, при нарастающей остроте энергетических проблем, предопределили вектор предпринимаемых действий.

Помимо экономии энергии, прогнозы дефицита основных ресурсов энергии продиктовали еще и привлечение возобновляемых источников. В энергоэффективных зданиях природно-климатические факторы эффективно используются в полном объеме для дополнительного энергообеспечения.

Кроме этого, энергоэффективные здания - биопозитивны. Означает, что соседствуя с окружающей средой способны не разрушать и не загрязнять ее. Сюда же включаются и экономия ресурсов и неиспользование необратимых. Биопозитивность исключает экологический и энергетический дисбаланс.

Энергоэффективные здания – один из множества путей в концепций экологизации архитектуры. Тема энергоэффективности не теряет своей актуальности, с расширением объема строительства новых зданий она приобретает новые рамки и ставит цели для следующих научных исследований. С увеличением опыта проектирования энергоэффективных зданий развивается методология научного познания процессов и их жизненного цикла.

Список литературы

1. Тетиор А.Н. Архитектурно-строительная экология — новая наука // Архитектура и строительство Москвы. 2010.

2. Бартошевская В.В., Иванченко В.Т., Мирсоянов В.Н. «Архитектурная и градостроительная экология»: Учебное пособие. Краснодар: Изд-во ГО УВПО

3. Смирнова, С. Н. Энергоэффективные здания в контексте архитектурно-строительной экологии 2008

4. Смирнова, С. Н. Влияние формы и ориентации здания на энергоэффективность. – Н.Новгород: ННГАСУ, 2007.

5. Габриель И., Ладенер Х. Реконструкция зданий по стандартам энергоэффективного дома / пер. с нем. СПб.: БХВ-Пе-тербург, 2011.

Код для цитирования: Скопировать