X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Во многих европейских странах строительство как частных, так и общественных зданий с низким уровнем энергопотребления в последние время стало частью внутренней политики государства. В России подобных реализованных проектов пока немного.

Сегодня в Европе существует следующая классификация зданий в зависимости от их уровня энергопотребления:

· «Старое здание» (здания, построенные до 1970-х годов), требующие для своего отопления около 300 кВт·ч/м²год.

· «Новое здание» (с 1970-х до 2002 года) — 150 кВт·ч/м²год.

· «Дом низкого потребления энергии»  — не более 60 кВт·ч/м²год. С 2002 года в европейских странах строительство зданий с большим энергопотреблением запрещено.

· «Пассивный дом» — 15 кВт·ч/м²год.

· «Дом нулевой энергии» (здание, запроектированное так же, как и пассивный дом, но оборудованное таким образом, чтобы потреблять только ту энергию, которую вырабатывает) — 0 кВт·ч/м²год.

· «Дом плюс энергии» или «активный дом» (здание, которое с помощью солнечных батарей и(или) тепловых насосов вырабатывает больше энергии, чем потребляет).

В европейских странах таких как Дания, Франция, Финляндия и др., существуют государственные программы, которые направлены на приведение всех объектов строительства к условно-пассивному уровню энергопотребления  — до 30 кВт·ч/м³ в год.

В Великобритании стандарт потребления энергии в пассивном доме должен быть на 77 % меньше, чем в обычном доме; а в Ирландии на 85 %.

В настоящее время в России уровень энергопотребления в домах составляет около 300-400 кВт·ч/м²год. Этот показатель предполагают снизить к 2020 году на 45 % в соответствии с Государственной программой РФ «Энергоэффективность и развитие» от 15 апреля 2014 г.

Согласно статье 13 «Требования энергетической эффективности зданий и сооружений» технического регламента «О безопасности зданий и сооружений» от 30 декабря 2009 года – здания и сооружения должны быть спроектированы и построены таким образом, чтобы в процессе их эксплуатации обеспечивалось эффективное использование энергетических ресурсов и исключался их нерациональный расход.

Не допускается ввод зданий, если при их эксплуатации расход энергоресурсов будет слишком велик. Застройщик должен обеспечить соответствие построенного им дома требованиям энергетической эффективности. Контроль за выполнением положений закона «Об энергоэффективности» застройщиком осуществляется органом государственного технического надзора.

Низкое энергопотребление – один из главных факторов, который должен учитываться при возведении домов.

На сегодняшний день в России уже реализован ряд проектов с применением технологии «пассивный дом» в различных городах, первый из которых был построен в 2011 году компанией «Мосстрой-31» .

7 сентября 2011 года на территории Пригорода «Западная Долина» состоялось открытие первого в России «Активного дома» с энергопотреблением 38 кВт·ч/м² в год.

Также проект "пассивного" дома реализован несколькими компаниями под Нижним Новгородом. Дом потребляет всего 33 кВт ч/кв. м в год, что более чем в 5 раз ниже нормативного значения.

«Райт Парк»– проект, в котором дома построены и спроектированы с учетом всех особенностей технологии энергоэффективного дома (Passive House) и имеют высокий класс энергоэффективности – А++.

Во всём мире к 2013 году было построено более 50000 пассивных домов в разных климатических условиях, большая часть которых находится в Европе.

Пассивный дом  — это здание, энергопотребление которого настолько мало (примерно 10 % от обычного здания), что оно не нуждается в дополнительной системе отопления.

Показателем энергоэффективности объекта являются потери тепловой энергии с квадратного метра (кВт·ч/м²) в год или в отопительный период. Если он ниже 40 кВт·ч/м², то здание считается энергосберегающим; а в среднем эта величина составляет 100—120 кВт·ч/м².

Снизить уровень энергопотребления можно за счет уменьшения теплопотерь здания.

Основной задачей при проектировании пассивного дома является обеспечение его системой приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла . Рекуператор- это устройство, в котором «отработанный» уходящий воздух передает свое тепло свежему входящему, при этом потоки воздуха не смешиваются. Использование рекуперации позволяет примерно на 40% снизить затраты энергии на отопление и кондиционирование по сравнению со стандартными вентиляционными системами.

Пассивный дом должен отапливаться благодаря теплу, которое выделяют живущие в нём люди и бытовые приборы. При необходимости дополнительного «активного» обогрева, желательно использовать альтернативные источники энергии. Они являются возобновляемыми ресурсами, заменяющими традиционные, которые при использовании негативно влияют на окружающую среду. Главной причиной поиска таких источников энергии является потребность её получения из возобновляемых или неисчерпаемых источников.

Существует следующее деление альтернативных источников энергии по типу источника:

· Ветряные (функционируют за счет движения воздушных масс)

· Геотермальные (основаны на использовании внутренней энергии Земли )

· Солнечные (используется энергия электромагнитного излучения Солнца)

· Гидроэнергетические (используется энергия движения воды в реках или морях)

· Биотопливные (используется энергия теплоты сгорания возобновляемого топлива (например, биогаза)).

Горячее водоснабжение также может осуществляется за счёт установок возобновляемой энергии: тепловых насосов или солнечных коллекторов.

Солнечный коллектор-это устройство, аккумулирующее тепловую энергию Солнца, переносимую видимым светом и инфракрасным излучением. Использование солнечного коллектора дает возможность экономить средства, предназначенные для обеспечения помещения теплом.

Коллекторы могут устанавливаться на крыше, а также встраиваться в нее. На практике, используют два типа коллекторов: плоские и вакуумные.

Применение солнечных коллекторов позволит:

· значительно снизить стоимость получения горячей воды для потребительских нужд (50-60% в течение года в сравнении с традиционными источниками энергии);

· снизить потребление энергоносителей, применяемых для нужд центрального отопления в сезон до 50%;

· получать горячую воду в пасмурные дни

Основные достоинства солнечных батарей:

· Экологическая чистота и абсолютная безопасность для здоровья;

· Возобновляемость;

· Доступность- возможность использования практически в любых местах Земли;

· Простота конструкции солнечных батарей и неприхотливость в их обслуживании;

· Долгий срок службы батарей;

· Бесшумность:

· Экономичность.

· Солнечные батареи могут использоваться при:

· температуре от –50 до +75 °С

· атмосферном давлении 84-106,7 кПа;

· относительной влажности до 100%;

· интенсивности дождя до 5мм/мин;

· снеговой, ветровой нагрузке до 2000 Па .

Тепловой насос—это устройство, транспортирующее тепловой энергии от источника с низкой температурой к потребителю с более высокой. Он состоит из конденсатора, являющегося теплообменным аппаратом, который выделяет теплоту для потребителя, и  испарителя (теплообменного аппарата), утилизирующего низкопотенциальную теплоту.

Для работы теплового насоса необходима электроэнергия. Соотношение вырабатываемой тепловой энергии и потребляемой электрической называется коэффициентом преобразования теплоты, который служит показателем эффективности насоса. Он зависит от разности температур в испарителе и конденсаторе.

По типу источника отбора тепла существует следующая классификации тепловых насосов:

· Геотермальные (используют тепло земли, наземных либо подземных грунтовых вод)

· Воздушные (источником отбора тепла является воздух)

· Использующие производное (вторичное) тепло (например, тепло горячих газов, отходящих от промышленных печей).

Достоинства тепловых насосов:

· Экономичность. Для того, чтобы передать в систему отопления 1 кВт·ч тепловой энергии устройству, нужно затратить около 0,2-0,35 кВт·ч электроэнергии.

· Возможность перехода с режима отопления зимой на режим кондиционирования летом.

· Надежность, т. к работа теплового насоса автоматизирована и не нуждается в специальном обслуживании.

· Компактность. Модуль теплового насоса не больше обычного холодильника.

На сегодняшний день стоимость постройки пассивного дома примерно на 8-10 % больше обычного здания. Дополнительные затраты на строительство окупаются в течение 7-10 лет. Постоянное развитие энергосберегающих технологий, систем для использования неисчерпаемых источников энергии делает их финансово более доступными с каждым годом. А это значит, что в скором времени технологии возведения пассивного дома найдут широкое применение в строительстве не только в Евросоюзе, но и в России.

Код для цитирования: Скопировать