6.Понятие энергосберегающие
здания.
Любому нашему
современнику, следящему за стремительным
развитием технологий, несложно
вообразить себе жилище будущего.
Живо представляется диковинная
архитектура, необычные материалы
и дизайнерские решения, электронная
начинка, следящая за микроклиматом,
освещенностью и чистотой в
помещениях. Однако очевидно, что
основной тенденцией строительства
станет вопрос разработки зданий,
в которых функциональность и
комфортность сочетались бы с
энергоэффективностью и экологичностью.
Так что, проводя анализ последних инновационных
проектов в области строительства, можно
с достаточной точностью предсказать
какими они будут - энергосберегающие
здания.
Энергосберегающим
называют такое здание, в котором
используются проектные и технические
решения, позволяющие эксплуатировать
его с малым расходом энергии,
сохраняя при этом комфортные
санитарно-гигиенические условия.
Энергетическая экономность
здания, в свою очередь, полезна
для общества и экономики, так
как влияет на уменьшение загрязнения
окружающей среды, экономию натуральных
ресурсов, и уменьшает зависимость от
импорта энергоносителей. Поиск и поставка
энергоносителей, а также их преобразование
в энергию, приводят к загрязнению и уничтожению
окружающей среды (двуокись углерода и
другие газы, пыль, жидкие выбросы, заражение
воды), таким образом, чем меньше расход
энергии, тем меньше загрязнение.
Однако для нужд
защиты окружающей среды не
достаточно только энергосбережения.
Отсюда стремление, чтобы энергосберегающее
здание было также и экологическим,
в котором используются материалы,
безопасные для здоровья людей
и не оказывающие пагубное
влияние на окружающую среду.
Без сомнения, современные
высокие технологии будут все
основательнее проникать в строительство,
как они уже завоевали авиа-
и автомобилестроение и даже
бытовую технику. Логичным развитием
такой интеграции здания и
микроэлектроники станет так
называемое «интеллектуальное»
жилище. Его главная особенность
- в возможности управлять практически
всеми процессами в доме с
помощью единой компьютерной
сети. [1]
Примером почти
законченной концепции электронного
жилища является «Дом будущего»
(Future Life House), построенный компанией IBM в
Цюрихе. Решение включает домашнюю сеть,
имеющую выход в Интернет, связь с системами
спутникового вещания и подключенные
по беспроводным каналам бытовые устройства.
Интеллектуальная
кухня этого дома отслеживает
энергопотребление бытовых приборов,
позволяя свести расходы электроэнергии
к минимуму. Этому способствуют и солнечные
батареи, расположенные на крыше и на газонах.
Даже в отсутствие
хозяев такое жилище позаботится
о максимально возможной экономии
электроэнергии. В этом случае
необходимая температура внутри
помещения будет поддерживаться
на безопасном уровне. А непосредственно
перед приездом хозяев с помощью
таймера или по звонку с
мобильного телефона температура
поднимется до комфортного уровня.
Также концепция
электронного дома предусматривает
регулировку климата помещений
в соответствии с уличной температурой
и оптимизацию освещения - в
зависимости от времени суток
индивидуально для каждой комнаты.
По оценкам специалистов,
в настоящее время оснащение
интеллектуальной автоматикой загородного
дома или большой квартиры
обойдется в сумму от 8 до 150 тысяч
долларов в зависимости от
объема технических решений и
сложности систем. Со временем, разумеется,
такие инновации станут гораздо
доступнее.
7.В гармонии с природой.
Многие современные
иновации в области строительства направлены
на то, чтобы поселения человека приносили
как можно меньше ущерба окружающей среде.
Примером домов, которые в будущем позволят
нам жить в гармонии с природой, в то же
время не лишая себя привычного комфорта,
являются так называемые жилища «нулевой
энергии» (zero energy house) или «пассивные» дома
(passive house), объединяемые общим термином
«энергоэффективные дома».
Концепция пассивного
дома — один из самых значительных
прорывов в строительстве. Такой
дом не зависит от внешних
источников энергии. Это становится
возможным благодаря рациональному
использованию источников тепла
и энергии самого дома и
окружающей его территории. Аварийное
отопление (на случай длительных
морозов), система горячего водоснабжения,
электропитание пассивного дома
осуществляются за счет энергии
природных источников. Кроме того,
максимально используется тепло
от бытовых приборов, стоков, естественное
тепло обитателей дома. Наиболее
совершенные проекты учитывают
даже ориентацию по сторонам
света и розе ветров. При этом
теплопотери предотвращаются благодаря
конструктивным особенностям здания,
использованию энергосберегающих технологий
и высокоэффективных теплоизоляционных
материалов.
Первым «пассивным»
домом стало здание Учебного
Центра по изучению окружающей
среды (Огайо, США). Причем проект
постоянно совершенствуется —
разработчики рассчитывают к
2020 году довести здание до климатической
нейтральности, то есть оно
не будет нуждаться во внешних
источниках энергии и воды.
Еще один дом «нулевой
энергии» Glass & Bedolla House в Чикаго построен
американской компанией. Здесь тщательно
продумана ориентация помещений и окон
по отношению к солнцу с учетом смены его
высоты над горизонтом в разные времена
года. Помимо того, применены эффективные
и долговечные теплоизоляционные решения.
Аналогичный принцип
— наибольшая экономия энергии
за счет солнца — использован
и в новом жилом комплексе
«Солнцеград». В настоящее время он вводится
в эксплуатацию на востоке Москвы, в двух
километрах от столицы. Одной из его особенностей
является линейная архитектура района.
Это уникальное расположение домов, линии
которых находятся под углом в 15 градусов
друг к другу и постоянно освещаются солнцем.
Окна ориентированы так, чтобы максимально
использовать естественное освещение.
Несложно заметить, что
концепции интеллектуальных и
пассивных домов направлены, в
том числе, и на всестороннюю
экономию энергии. Решений для
этого придумано немало — от
зеленой крыши, где слой растений
помогает зданию удержать тепло
зимой и прохладу летом, до
солнечных коллекторов на крыше
и фасаде здания.
Однако наиболее рациональным
способом снизить расход энергии
в доме считается использование
комплексных теплоизоляционных
решений. Здание будто одето
в шубу из высокоэффективных
теплоизоляционных материалов, позволяя
поддерживать благоприятную температуру
даже без системы отопления.
Хорошим примером, иллюстрирующим
все возможности качественной
теплоизоляции, является построенный
в Дании Исследовательский Центр
Группы Компаний Rockwool, мирового лидера
в области производства решений из негорючей
теплоизоляции на основе каменной ваты.
При строительстве
этого здания применен ряд
инженерных решений. В частности,
в центре применены трехслойные
окна с низкой теплопроводностью
и организована естественная
вентиляция, оптимизируемая с помощью
компьютерной системы. Эти решения
позволили создать одно из
наиболее энергоэффективных зданий
в мире.
Таким образом , технологии
и материалы, которые позволяют строить
энергоэффективные и экономичные дома
нового поколения, уже доказали свою действенность.
Экономическая целесообразность возведения
таких зданий также не вызывает сомнения,
особенно у практичных европейцев. По
расчетам экспертов Rockwool, затраты на отопление
и содержание зданий могут быть сокращены
в 2-3 раза — потребуются лишь капиталовложения
в качественную теплоизоляцию, незначительные
по сравнению со стоимостью самого дома.
Все это свидетельствует о том, что дом
через полвека будет таким, каким мы построим
его сегодня — теплым, комфортным, не приносящим
урона ни карману владельца, ни окружающей
среде.
8.Концепция энергосберегающего
дома.
Для развития концепции
энергосберегающего дома, безусловно,
необходимо опираться на богатый
опыт эксплуатации различных
зданий. Очевидно, что энергоэффективность
здания определяется совокупностью многих
факторов. Исследования показывают, что
при эксплуатации традиционного многоэтажного
жилого дома через стены теряется до 40%
тепла, через окна - 18%, подвал - 10%, крышу
- 18%, вентиляцию - 14%. Поэтому свести теплопотери
к минимуму возможно только при комплексном
подходе к энергосбережению.
Из приведенных
данных следует, что недостаточное
термическое сопротивление осаждающих
конструкций наиболее существенно
снижает энергоэффективность зданий.
Однако утеплением лишь ограждающих конструкций
нельзя добиться значительного уменьшения
теплопотерь, поскольку существенная
их доля приходится на так называемые
"мостики холода", то есть участки
интенсивного теплообмена с окружающей
средой. Такие участки чаще всего образуются
в местах контакта плит перекрытий с несущими
стенами, в местах примыкания к наружным
стенам внутренних стен и перегородок,
а также при проседании некачественного
теплоизоляционного материала в трехслойных
ограждающих конструкциях с утеплителем
в качестве среднего слоя.
Поэтому современные
системы утепления предусматривают
создание комплексной защитной
термооболочки вокруг конструкций здания.
Такая оболочка включает в себя утепление
контактирующих с грунтом конструкций
фундамента в сочетании с утеплением скатных
или плоских крыш, а также устройство вентилируемых
фасадов, передвигающих зону положительных
температур в несущие конструкции. Этот
комплекс мер исключает появление "мостиков
холода", повышает тепловое сопротивление
ограждения и предотвращает выпадение
конденсата, пагубно влияющего на теплоизолирующие
и другие эксплуатационные характеристики
конструкций.
Еще одной немаловажной
проблемой являются теплопотери
через окна. Наиболее простой подход к
решению этой проблемы - уменьшение площади
окон - далеко не всегда приемлем, поскольку
ухудшает комфортность и микроклимат
помещений. Эта дилемма наилучшим образом
разрешается использованием современных
трехслойных стеклопакетов с низкой теплопроводностью.
Помимо вышеперечисленных
аспектов пассивного энергосбережения,
также стоит упомянуть о новейших
решениях с привлечением высоких
технологий. Имеются в виду интеллектуальные
системы отопления, позволяющие
оптимизировать поступление и
распределение тепла в здании
- то есть обеспечить необходимое
и достаточное его количество,
когда и там, где это необходимо.
Однако такой подход требует
внесения значительных и порой
радикальных изменений в распространенную,
в частности, в России схему
нейтрализованного отопления.
Строительство энергоэффективных
зданий широко осуществляется сейчас
во всем мире. Особенно впечатляющи в этом
отношении успехи стран Западной Европы
и Скандинавии. Суммарный эффект экономии
тепла во вновь возводимых жилых и коммерческих
зданиях здесь составляет 50 - 70%. Столь
существенная экономия позволяет быстро
окупить затраты от применения энергосберегающих
технологий.
В частности, в
Дании уже сейчас возводятся
здания, при эксплуатации которых
расходуется 16 кВт/м2 , что на 70% ниже
текущих энергетических затрат. Отличным
примером комплексного подхода к энергоэффективному
строительству стало здание Исследовательского
Центра ROCKWOOL. Этот проект получил приз
"Офис 2000 года" и был признан одним
из самых энергоэффективных зданий в мире.
Применение новых инженерных решений
позволило полностью исключить возможность
возникновения "мостиков холода".
Трехслойные окна особой конструкции
с низкой теплопроводностью создают впечатление
изобилия дневного света и пространства,
а естественная вентиляция, оптимизируемая
с помощью компьютерной системы, позволяет
еще значительнее уменьшить потери тепла.
Концепция энергосберегающего
дома хоть и с заметным запозданием,
но находит признание и в
России. До недавнего времени
дешевизна энергоносителей в
нашей стране не позволяла
ощутить максимальный экономический
эффект от использования современных
теплосберегающих материалов и соответствующих
инженерных решений. Наблюдался такой
парадокс: стоимость строительства в России
ниже уровня мировых цен всего на 20-30%,
а стоимость энергоресурсов отличалась
в 6-7 раз. Но поскольку Россия взяла курс
на построение эффективной экономики
и вхождение в мировое сообщество, баланс
цен на энергоносители начал восстанавливаться
стремительными темпами. Только за два
последних года цены на электроэнергию
выросли на 45,8%, а на газ - на 63,5%.
В связи с этим
вопрос строительства энергоэффективных
зданий в России становится одним из ключевых,
а проблема рационального использования
энергоресурсов приобретает все большее
значение. Особенно остро эта проблема
встает в коммунальном хозяйстве, которое
потребляет до 20% электрической и 45% тепловой
энергии, производимой в стране. На единицу
жилой площади в России расходуется в
2-3 раза больше энергии, чем в странах Европы
(в Германии в настоящее время расход теплоэнергии
на отопление составляет 80 кВт ч/м2, а в
Швейцарии - 55 кВт ч/м2) и не столько из-за
более сурового климата, сколько благодаря
существенно меньшей жесткости строительных
стандартов и нормативов.
Многие российские
компании (как строящие, так и
эксплуатирующие здания) уже пришли
к пониманию проблемы теплопотерь
и осознанию необходимости применения
новейших энергосберегающих решений с
привлечением современных теплозащитных
материалов, многослойных стеновых конструкций,
энергосберегающей сантехники и инженерного
оборудования.