Пути повышения энергоэффективности в зданиях

Авторы: Дюрменова Светлана Суюновна, Махов Ануар Юсуфович

В последнее время тема энергоэффективности в зданиях рассматривается на уровне международной и государственной политики. Ежедневно обсуждаются вопросы об ограниченности природных ресурсов, изменениях в климате и прочих проблемах. Рациональное использование энергоресурсов можно достигнуть только путем комплексного применения передовых энергосберегающих технологий и внедрения мер организационного характера, направленных на энергосбережение. Постоянный рост цен и тарифов на энергоресурсы прямым образом отражается в производственном процессе любого предприятия. Решение данной проблемы видится в одном — необходимость экономить энергию и проводить мероприятия, способствующие этому. Требуется комплексный подход, учитывающий, что уровень энергетической эффективности здания зависит от архитектурно-планировочных решений, компоновки здания, особенностей природно-климатических воздействий, режима работы систем отопления и кондиционирования, уровня автоматизации систем поддержания микроклимата.

В настоящее время теплотехнические нормы требуют существенного увеличения уровня теплозащиты проектируемых и реконструируемых зданий. Оптимизация использования топливно-энергетических ресурсов обеспечивается введением в действие комплекса взаимосвязанных законодательных актов и нормативно-технических документов, нацеленных на достижение экономической эффективности использования энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении требований к охране окружающей природной среды.

В качестве показателя энергоэффективности принимается абсолютная или удельная величина потребления, или потери энергетических ресурсов для продукции любого назначения, которая устанавливается государственными стандартами и может в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» уточняться применительно к потребностям группы потребителей, например, в стандартах организаций.

В настоящее время в России отношения по энергосбережению и повышению энергетической эффективности регулируются Федеральным законом № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». В нем порядок управления энергоэффективностью зданий, строений, сооружений выделен отдельной статьей. В составе требований содержатся показатели энергоэффективности для объекта в целом; показатели энергоэффективности для архитектурно-планировочных решений; показатели энергоэффективности для элементов объекта и конструкций, а также материалов и технологий, применяемых при капремонте.

Нормативные документы в области энергосбережения в строительстве подразделяются на федеральные нормативные документы, в том числе строительные нормы и правила (СНиП), государственные стандарты Российской Федерации в области строительства (ГОСТ), своды правил по проектированию и строительству (СП), и нормативные документы субъектов Российской Федерации — территориальные строительные нормы (ТСН). Преимущественное большинство их устанавливает требования достижения определенных показателей энергоэффективности зданий и сооружений на стадиях проектирования и эксплуатации, таких как удельное потребление энергии на отопление, классификацию зданий и правила оценки по показателям энергоэффективности и т. п.

Применение энергосберегающих технологий возможна только при наличии комплекса подготовительных мероприятий, который включает в себя законодательно-нормативные документы, механизм экономического стимулирования, методологические и научные разработки, промышленное производство энергоэффективного оборудования.

На практике используется КПД для оценки эффективности действия любой системы. Увеличить КПД, можно за счет сокращения непроизводительных потерь можно что в конечном итоге является основной целью энергосбережения. В Правительстве развернута соответствующая работа по созданию правовой базы в области энергосбережения, реализация конкретных проектов и организация информационной поддержки проводимых мероприятий. Здания, строения, сооружения, должны соответствовать требованиям энергетической эффективности, установленным уполномоченным федеральным органом исполнительной власти (п. 1 ст. 11 Федерального закона от 23.11.2009 No 261-ФЗ).

При разработке энергосберегающих мероприятий необходимо:

1) выявить наиболее существенные потери энергии здания;

2) определить техническую суть предполагаемого усовершенствования принципов получения экономии;

3) рассчитать потенциальную годовую экономию в физическом и денежном выражении;

4) определить состав и стоимость оборудования, необходимого для реализации рекомендаций;

5) оценить общий экономический эффект предполагаемых рекомендаций с учетом вышеперечисленных пунктов.

Применение выше сказанных мероприятий позволят существенно снизить потери энергии.

Существуют три направления энергосбережения.

1. осуществления энергосберегающей политики— это рационализация использования топлива и энергии. За счет реализации этого направления можно сократить потребность в топливе и энергии на 12–15 %.
2. перестройка структуры экономики и изменением темпов развития отраслей. Экономия ресурсов составит 10–12 % от существующего потребления.
3. внедрение энергосберегающих технологий, процессов, аппаратов и оборудования. Это направление позволит снизить потребность в энергоресурсах на 25–30 %.

Каждые пять лет требования энергетической эффективности пересматриваются (п. 3–4 ст. 11 Федерального закона от 23.11.2009 No 261-ФЗ). Важные функции в деле повышения энергоэффективности возложены на субъекты Российской Федерации и муниципальные образования. Все мероприятия, направленные на энергосбережение, носят организационный, правовой, научный, экономический и технический характер.

В приказе No 98/пр от 15.05.2017 Минстрой РФ утвердил примерную форму перечня мероприятий, которые помогут управляющим организациям поддерживать и даже повысить класс энергетической эффективности дома.

Перечень мероприятий по повышению энергоэффективности:

1. Повышение теплового сопротивления ограждающих конструкций:

– Облицовка наружных стен, утепление кровли, перекрытий над подвалом теплоизоляционными плитами, снижение теплопотерь до 40 %;

– Устранение мостиков холода в стенах и в примыканиях оконных переплетов. Эффект 2–3 %;

– Устройство в ограждениях/фасадах прослоек, вентилируемых отводимым из помещений воздухом;

– Применение теплозащитных штукатурок;

– Уменьшение площади остекления до нормативных значений;

– Остекление балконов и лоджий. Эффект 10–12 %;

– Установка современных окон с многокамерными стеклопакетами;

– Применение окон с отводом воздуха из помещения через межстекольное пространство. Эффект 4–5 %;

– Установка проветривателей и применение микровентиляции;

– Применение теплоотражающих /солнцезащитных стекол в окнах и при остеклении лоджий и балконов;

– Остекление фасадов для аккумулирования солнечного излучения. Эффект от 7 до 40 %;

– Применение наружного остекления имеющего различные характеристики накопления тепла летом и зимой;

– Установка дополнительных тамбуров при входных дверях подъездов и в квартирах.

2. Повышение энергоэффективности системы отопления:

– Замена чугунных радиаторов на более эффективные алюминиевые;

– Установка термостатов и регуляторов температуры на радиаторы;

– применение систем поквартирного учета тепла (теплосчетчики, индикаторы тепла, температуры);

– Реализация мероприятий по расчету за тепло по количеству установленных секций и месту расположения отопителей;

– Установка теплоотражающих экранов за радиаторами отопления. Эффект 1–3 %;

– Применение регулируемого отпуска тепла (по времени суток, по погодным условиям, по температуре в помещениях);

– Применение контроллеров в управлении работой теплопункта;

– Применение поквартирных контроллеров отпуска тепла;

– Сезонная промывка отопительной системы;

– Установка фильтров сетевой воды на входе и выходе отопительной системы;

– Дополнительное отопление через отбор тепла от теплых стоков;

– Дополнительное отопление при отборе тепла грунта в подвальном помещении;

– Дополнительное отопление за счет отбора излишнего тепла воздуха в подвальном помещении и в вытяжной вентиляции (возможное использование для подогрева притока и воздушного отопления мест общего использования и входных тамбуров);

– Дополнительное отопление и подогрев воды при применении солнечных коллекторов и тепловых аккумуляторов;

– Использование неметаллических трубопроводов;

– Теплоизоляция труб в подвальном помещении дома;

– Переход при ремонте к схеме индивидуального поквартирного отопления.

3. Повышение качества вентиляции. Снижение издержек на вентиляцию и кондиционирование:

– Применение автоматических гравитационных систем вентиляции;

– Установка проветривателей в помещениях и на окнах;

– Применение систем микровентиляции с подогревом поступающего воздуха и клапанным регулированием подачи;

– Исключение сквозняков в помещениях;

– Применение в системах активной вентиляции двигателей с плавным или ступенчатым регулированием частоты;

– Применение контроллеров в управлении вентсистем.

– Применение водонаполненных охладителей в ограждающих конструкциях для отвода излишнего тепла;

– Подогрев поступающего воздуха за счет охлаждения отводимого воздуха;

– Использование тепловых насосов для выхолаживания отводимого воздуха;

– Использование реверсивных тепловых насосов в подвалах для охлаждения воздуха, подаваемого в приточную вентиляцию.

4. Экономия воды (горячей и холодной):

– Установка общедомовых счетчиков горячей и холодной воды;

– Установка квартирных счетчиков расхода воды;

– установка счетчиков расхода воды в помещениях, имеющих обособленное потребление;

– Установка стабилизаторов давления (понижение давление и выравнивание давления по этажам);

– Теплоизоляция трубопроводов ГВС (подающего и циркуляционного);

– подогрев подаваемой холодной воды (от теплового насоса, от обратной сетевой воды и т.д);

– Установка экономичных душевых сеток;

– Установка в квартирах клавишных кранов и смесителей;

– Установка шаровых кранов в точках коллективного водоразбора;

– Установка двухсекционных раковин;

– Установка двухрежимных смывных бачков;

– Использование смесителей с автоматическим регулированием температуры воды.

5. Экономия электрической энергии:

– Замена ламп накаливания в подъездах на люминесцентные энергосберегающие светильники;

– Применение систем микропроцессорного управления частнорегулируемыми приводами электродвигателей лифтов;

– Замена применяемых люминисцентных уличных светильников на светодиодные светильники;

– Применение фотоакустических реле для управляемого включения источников света в подвалах, технических этажах и подъездах домов;

– установка компенсаторов реактивной мощности;

– применение энергоэффективных циркуляционных насосов, частотнорегулируемых приводов;

– пропаганда применения энергоэффективной бытовой техники класса А+, А++.

– Использование солнечных батарей для освещения здания

6. Экономия газа:

– Применение энергоэффективных газовых горелок в топочных устройствах блок котельных;

– Применение систем климат-контроля для управления газовыми горелками в блок котельных;

– Применение систем климат-контроля для управления газовыми горелками к квартирных системах отопления;

– Применение программируемого отопления в квартирах;

– Использование в быту энергоэффективных газовых плит с с керамическими ИК излучателями и программным управлением;

– Пропаганда применения газовых горелок с открытым пламенем в экономичном режиме.

Регулярное информирование жителей о состоянии энергосбережения на обслуживание общедомового имущества.

Несмотря на профилактические мероприятия по энергосбережению, причин потери тепла в доме несколько, и каждая из них может быть если не полностью устранена, то хотя бы частично устранена. Также основными причинами теплопотери дома являются следующие факторы:

1. проводимость. Поскольку дом построен на холодной земле, то вследствие теплопроводности тепловые потоки уходят в почву;
2. конвекция. При включенном отоплении стены и крыша изнутри становятся теплыми. В результате действия теплопроводности тепло перемещается и на наружную сторону стен и крыши. При этом окружающая их атмосфера, будучи более холодной, нагревается за счет них и отбирает часть тепла, унося его вверх.

Теплопроводность стройматериалов и разница между температурами в доме и на улице — два главных фактора, влияющих на потери домом тепла. При этом основные потери тепла происходят через ограждающие конструкции дома: на долю стен приходится 35 % теплопотерь, на крышу — 25 %, через подвальное перекрытие и всевозможные щели — по 15 %, через окна — 10 %. Определенная часть тепла может выносить из дома вентиляционная система. Чтобы уменьшить теплопотери дома, надо сделать теплоизоляцию стен и окон, утеплить крыши и подвал, возвести мансарду, применить теплоизоляционные материалы.

Таким образом, можно сказать, что энергоэффективность достигается за счет последовательного проведения энергообследований зданий, реализации выбранных энергосберегающих мероприятий, оценки достигнутых эффектов.

Пожалуйста, не забудьте правильно оформить цитату:
Дюрменова, С. С. Пути повышения энергоэффективности в зданиях / С. С. Дюрменова, А. Ю. Махов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 31 (321). — С. 18-21. — URL: https://moluch.ru/archive/321/72917/ 

Источник: https://moluch.ru/