Энергосбережение как путь к сохранению биологического многообразия Земли

1.Энергосбережение как  путь к сохранению биологического  многообразия Земли.

1.1.Понятие энергоемкости  и энергоэффективности.

1.2.Зарождение энергосбережение  и энергоэффетивности.

1.3.Архитектурное решение  проблемы потерь энергии и  тепла.

1.4.Состояние российской экономики в области энергоэффективности.

1.1.Понятие энергоемкости и энергоэффективности.

Экономика России на современном  этапе характеризуется высокой  энергоемкостью. Удельная энергоемкость ВВП страны (по паритету покупательной способности) в 2,5 раза выше среднемирового показателя, в 2,8 раза выше среднего показателя по странам ОЭСР и в 3,5 раза выше энергоемкости ВВП Японии. Причинами такого положения, кроме суровых климатических условий и территориального фактора, являются сформировавшаяся в течение длительного периода времени структура промышленного производства и нарастающая технологическая отсталость энергоемких отраслей промышленности и жилищно-коммунального хозяйства, а также недооценка стоимости энергоресурсов, не стимулирующая энергосбережение.

Отсутствие должного объема инвестиций в основные фонды  отечественной инженерной инфраструктуры на протяжении последних десятилетий, при одновременном росте объема нагрузок на коммуникации серьезно тормозят развитие экономики. Поэтому неудивительно, что внимание проблемам энергосбережения сегодня уделяется на самом высоком уровне. Так, в подписанной президентом Дмитрием Медведевым «Стратегии национальной безопасности РФ» одним из главных направлений в экономической сфере названа энергетическая безопасность, которая во многом зависит от энергосберегающих технологий. Понимание и содержание термина «энергосбережение» в каждый период времени развития проблемы соответствуют нашим знаниям, нашим техническим возможностям и уровню нашей ответственности перед будущими поколениями за расточительное расходование природных богатств, а потому постоянно изменяются по мере развития этой проблемы.

Еще в 1977 году Мировая  энергетическая конференция (МИРЭК), одна из авторитетнейших международных неправительственных организаций энергетического профиля, сформулировала проблему энергосбережения «как дефицит знаний у специалистов о тепловом поведении зданий и чрезвычайно слабое использование достижений науки и техники в системах теплоснабжения и климатизации зданий».

После первого энергетического  кризиса в конце 1973 года термин «энергосбережение» означал поиски простейших путей  снижения расхода энергии на теплоснабжение и климатизацию зданий. В начале 1990-х годов этот термин подразумевал выбор таких энергосберегающих технологий, которые способствовали повышению качества микроклимата в помещениях.

В настоящее время полезное применение энергии, в первую очередь, связывают  с энергосбережением. Официальное  определение устанавливается ГОСТом Р 51387-99, введенный Постановлением Госстандарта России от 30.11.1999. №485-ст¹:

«Энергосбережение» - комплекс мер по реализации правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), при существующем полезном эффекте от их использования и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии (закон РФ «Об энергосбережении»)² 

Топливно-энергетические ресурсы - это совокупность различных видов топлива и энергии (продукция нефтеперерабатывающей, газовой, угольной, торфяной и сланцевой промышленности, электроэнергия атомных и гидроэлектростанций, а также местные виды топлива), которыми располагает страна для обеспечения производственных, бытовых и экспортных потребностей.

Энергоэффективность – это процентное соотношение расчетных затрат энергетических ресурсов и воды, потребляемых зданием за годовой эксплуатационный цикл, когда в здание обычного исполнения вводятся специальные решения, минимизирующие потребление ресурсов.

1.2.Зарождение энергосбережение и энергоэффетивности.

Первобытная эпоха и Древний  мир характеризовались преобладанием  физического труда. Но уже в эпоху  Античности произведено крупное открытие в области энергосбережения, которое можно отнести к использованию альтернативных источников энергии - использование энергии воды и ветра.

Предположительно древнейшие мельницы были распространены в Вавилоне, о чем свидетельствует кодекс царя Хаммурапи (около 1750 г. до н.э.). Описание органа, приводившегося в действие ветряной мельницей, - первое документальное свидетельство использования ветра для приведения механизма в действие. Оно принадлежит греческому изобретателю Герону Александрийскому, I век н.э. Персидские мельницы описываются в сообщениях мусульманских географов в IX в., отличаются от западных конструкцией с вертикальной осью вращения и перпендикулярно расположенными крыльями, лопатками или парусами. Персидская мельница имеет лопасти на роторе, расположенные аналогично лопаткам гребного колеса на пароходе и должна быть заключена в оболочку, закрывающую часть лопаток, иначе давление ветра на лопасти будет одинаковым со всех сторон и, так как паруса жестко связан с осью, мельница не будет вращаться. Еще один вид мельниц с вертикальной осью вращения известен как китайский ветряк. Конструкция китайской мельницы значительно отличается от персидской использованием свободно поворачивающегося, независимого паруса.

Водяные мельницы известны в Римской империи со II века до н.э., описаны Витрувием, но широкое применение получат в Средневековье.

Влияние климата на изменение  энергопотребления и сохранение энергетической эффективности были замечены во времена становления климата Северной Африки.

Сахара  имела более  мезофитный облик, сейчас же пустыня  продвигается к югу, хотя климат не меняется (по крайней мере, с такой  скоростью). Это результат антропогенной  аридизации, которая вызвана уничтожением первичной растительности скотом и вырубкой³, что изменило климатическую ситуацию и использование энергетических ресурсов. Так же увеличение концентрации СО2 в атмосфере оказывает большое влияние на климат, изменяя тепловой баланс планеты и усиливая так называемый парниковый эффект: происходит повышение среднегодовых температур на земном шаре (согласно некоторым прогнозам, возможно увеличение температуры воздуха у поверхности на 5° к 2025 г.), что чревато нарушением биологических ритмов развития растений, наступлением длительных периодов неурожаев сельскохозяйственных культур, расширения зон пустынь, повышением уровня мирового океана и затоплением значительных площадей земли. По мнению многих ученых, антропогенный парниковый эффект - одна из главных экологических проблем ближайшего времени. Хотя существуют и другие причины усиления парникового эффекта, необходимость сокращения техногенных выбросов СО2 в атмосферу безусловна, в частности, за счет сокращения удельного веса горючих ископаемых и развития альтернативных источников электрической энергии.Утончение слоя озона может привести к серьезным последствиям для человечества. Уменьшение концентрации озона на 1 % вызывает увеличение интенсивности жесткого ультрафиолета у поверхности Земли в среднем на 2 %. По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет близок к ионизирующим излучениям, однако из-за большей, чем у у-излучения, длины волны он не способен проникать глубоко в ткани, поэтому поражает только поверхностные органы. Жесткий ультрафиолет обладает достаточной энергией для разрушения ДНК и других органических молекул.

Жесткие ультрафиолетовые лучи способны вызвать у человека рак кожи, в частности быстротекущую злокачественную меланому, а также катаракту и иммунную недостаточность, не говоря уже об обычных ожогах кожи и роговицы. Они наносят вред животным и растениям, в частности морским экосистемам, поскольку плохо поглощаются водой. Уменьшение озонового слоя это результат работы промышленных предприятий с повышенным выбросом вредных веществ в атмосферу. Повышение энергосберегающих факторов на предприятии главная экономическая и социальная задача. 

Озоновая же дыра над  Арктикой в 2011 г., по последним данным, составляет 2 млн км2. Но до конца не ясно; только ли за счет антропогенных факторов она появляется!

Все выше перечисленные  биологические факторы влияют на использование энергетических ресурсов, их эффективности в большей или  меньшей степени.

 «Черными дырами»,  где бесследно исчезают огромные  энергетические ресурсы, назвал  Дмитрий Медведев российские  здания, сооружения и коммунальные  инфраструктуры. «Потери в системе  теплоснабжения доходят до 60 процентов  и даже больше на самом деле. Поэтому можно признать, что самая дорогая и самая неэффективная энергетика у нас – в ЖКХ». 01.12.2009 Владимир Путин подписал распоряжение и план мероприятий по повышению энергоэффективности в Российской Федерации.

1.3. Архитектурное решение проблемы потерь энергии и тепла.

Существуют разные пути повышения энергоэффективности, примером послужит так называемая «зеленая»  архитектура, которая  практически  не используется в России.

«Зеленая»  архитектура в международной практике все чаще становится понятием собирательным. В него включаются все аспекты внедрения в архитектуру новейший подходов, связанных с самым эффективным использованием ресурсов природы не отделяя от вопросов энергоэффективности и водоэффективности.

В ряде  стран приняты законы, обязывающие девелоперов применять «зеленые» кровли на вновь строящихся зданиях.

В США создание садов  на крышах даже поощряется властями города.

Например  в Чикаго, житель,  решивший создать на своей крыше сад, имеет возможность получить от городского управления 5 тысяч долларов.

Мэрия Чикаго также разместила  на крыше своего здания сад, что является  достойным примером для горожан в реализации задумок вертикального озеленения.

В Дании муниципалитет   Копенгагена принял закон,  по которому с  2010 года  каждое построенное  новое здание должно  быть с «зеленой» крышей.

В Канаде в городе  Торонто с 2009 года – каждая крыша площадью от 2000м кв. – «зеленая».

В Японии в  Токио в  2001 году решили  вопрос с «зелеными» кровлями в процентном соотношении к площади  всей крыши, таким образом, эта величина составляет 20% для  крыши площадью 250м кв. и  10%  для крыши площадью 1000м кв. соответственно. «Зеленые» крыши в Токио ежегодно экономят в городской бюджет 1 миллион долларов за счет снижения затрат на электроэнергию  кондиционерами.

В нашей стране,  повсеместно, от самых южных до самых северных районов  наметилась положительная динамика  в устройстве  «зеленых» крыш. Технологии прошлого  вернулись  в настоящее, чтобы стать  технологиями будущего.

Энергоэффективных достоинства  «зеленых» крыш: