Энергосберегающие технологии.

Изучение вопроса энергосбережения - задача более сложная и до конца не изученная, чем изучение любой проблемы отопления, вентиляции или кондиционирования. А запасы энергии существенно сокращаются и в обозримом будущем могут кончиться. Поэтому в России, с ее суровым климатом, где здания не могут функционировать без отопительных устройств, необходимо создать индустриальную базу с квалифицированными кадрами. Тогда солнечный коллектор, различные типы мобильных теплоизоляционных устройств, аккумуляторов тепла станут такими же привычными элементами жилого дома, как радиатор традиционного отопления.

Примеры (5) эффективных мероприятий по энергосбережению, реализованные в проектах энергоэффективных жилых зданий различных стран мира:

1.В домах энергоэффективного жилого района в Хельсинки (Финляндия):

1. Приток наружного воздуха осуществляется через специальные приточные устройства в стене, расположенные за отопительными приборами, или через окна со специальным устройством между стеклами для забора наружного воздуха, где, перетекая, воздух подогревается;
2. Применяется низкотемпературное напольное водяное отопление;
3. Остекленные лоджии в домах играют роль пассивных солнечных коллекторов, через которые, с помощью механической вентиляции, подается приточный наружный воздух, предварительно подогретый от солнечной радиации. Перемешивание холодного наружного воздуха с подогретым на лоджии от солнечной радиации происходит путем циркуляции воздух. А индивидуальные вытяжные вентиляторы, установленные в подсобных помещениях:ванной, туалета, кухни, постирочной, и работающие одновременно с индивидуальным приточным вентилятором, вытягивают из жилого помещения загрязненный воздух, и на его место с лоджии поступает наружный подогретый воздух;

2.В пассивных солнечных домах США:

1. Для получения солнечной энергии применяют системы:

   прямого солнечного обогрева жилых помещений через окна южной ориентации (direct gain);

   косвенного обогрева изолированного объема, т.е. теплицы (isolated gain): на южной стороне размещают оранжерею, теплицу или зимний сад для косвенного обогрева жилого помещения, тем самым, сохраняя тепловой баланс дома:

   • Через сообщающиеся с домом отверстия в стене: верхнее и нижнее; из жилого помещения, через нижнее, поступает прохладный воздух, а, через верхнее,в жилое помещение, поступает прогретый воздух.
   • Через сообщающиеся с домом воздуховоды: в систему воздуховодов прогретый воздух поступает через клапаны. Клапаны открываются простыми датчиками при нагревании воздуха. Установленные в воздуховодах вентиляторы направляют теплый воздух вниз к расположенной под полом первого этажа термической массе. Теплый воздух от термической массы, во-первых, прогревает пол, во-вторых, через отверстия в полу, расположенные вдоль стен, теплый воздух, за счет гравитации, устремляется вверх и нагревает жилое помещение.
2. Используют подвижную тепловую изоляцию (рольставни, шторы, жалюзи), закрывающую в ночное время светопрозрачные поверхности, значительно снижая теплопотери здания, с размещением их:
   • с наружной стороны стекла, этим достигается наибольший эффект особенно в сочетании с внутренним зашториванием,
   • в межстекольном пространстве, размещение между первым, наружным, и вторым слоем остекления;
   • со стороны помещения, наименьший эффект, т.к. тепло/холод уже приникли в помещение;
3. На южной стороне пассивного дома располагают спальни, кухни, столовые, а с северной – кабинет, гостиную и подсобные помещения. Планировка с расположением северных комнат на несколько более высоком уровне, чем южных может быть очень выгодна, т.к. охлажденный воздух стелется по полу за счет сил гравитации, и сможет легко перетечь по полу вниз на уровень южных комнат. Теплый воздух меньшей плотности, чем холодный, и поэтому беспрепятственно поднимется из южных комнат под более высокий уровень потолка северных комнат;
4. При размещении светопрозрачных конструкций вокруг солнечного пассивного дома в качестве «атриума», их северная часть, выполняет функцию световой шахты, а в летнее время является "солнечной трубой", охлаждающей дом. Приточный воздух при этом поступает через северные окна ванной и кухни.

3.В солнечном пассивном 2-этажном доме, типа "Шалаш", Юго-Западная Сибирь(Россия):

1. Обогрев осуществляется за счет размещенного на южной части кровли солнечного воздушного коллектора, скомбинированного с подземным(глубина 3,5м) грунтощебеночным аккумулятором тепла, емкостью 10 м3, позволяющим запасти низкопотенциальную энергию для резервного обогрева в пасмурные и холодные дни;
2. Форма дома должна быть ближе к форме куба, так, чтобы размер внутреннего объема помещения был больше суммы площадей наружных стен;
3. Комната на 1 этаже имеет раздвижные стены, позволяющие изменять полезную площадь от 16 м2 (в разгар зимних холодов) до 25 м2 (при наступлении теплого времени года).

4.В энергоэффективном общественном здании мэрии в Лондоне (Великобритания):

1. Организуется воздухообмен по схеме вытесняющей вентиляции (displacement ventilation),при неблагоприятных погодных условиях(в очень жаркую или холодную погоду), с помощью механической приточно-вытяжной вентиляции. Это позволяет обеспечить более высокое качество воздуха в обслуживаемых помещениях и снизить затраты энергии по сравнению с более традиционной схемой перемешивающей вентиляции;
2. Используются охлаждающие потолки, в летний период для охлаждения воздуха в офисных помещениях мэрии, компактные, бесшумные и с низкими эксплуатационными затратами. Воздух охлаждается от металлических частей потолка, по пустотелым балкам которого циркулируют грунтовые воды, t=12-14°С, поступающие из пробуренных под зданием мэрии скважин. Охлажденный воздух, под действием гравитационных сил, попадает в нижнюю часть помещения, а теплый воздух от находящихся в помещении людей, компьютеров, принтеров, осветительных приборов и другого оборудования поднимается вверх, где остывает и вновь очень медленно опускается, не вызывая при этом сквозняков. Т.о. обеспечивается практически одинаковая температура воздуха по всей высоте помещения.
3. Происходит понижение потребления водопроводной воды: грунтовые воды, после завершения цикла циркуляции по охлаждающим потолкам, собираются в сборном резервуаре, откуда затем сбрасывается непосредственно в Темзу, часть этой воды используется для смыва в туалетах здания и для полива растений.

5.В Канаде, в домах "Concept Construction" и "Paska House" фирмы "Enercon Building Corporation":

1. Предусмотрены различные конструктивные меры по сокращению теплопотерь. Основными из них являются: суперизоляция наружных стен и перекрытий (соответственно в 3 и 2 раза выше нормативной);
2. Обеспечение паро- и воздухонепроницаемости ограждений полиэтиленовой пленкой;
3. Применяют вентиляторы, в сочетании с воздушным теплообменником, в котором выходящий теплый воздух нагревает холодный наружный, отдавая ему свыше 70% своего тепла. Таким путем решается проблема удаления возникающих при плотной герметизации запахов и других загрязнителей воздуха.
4. Пассивное использование солнечной энергии.

Мероприятия, по снижению потребляемой энергии, действующие в нашей стране.

(!)Меры по снижению эксплуатационных расходов в жилых помещениях.

• установка водоразборного оборудования с экономным расходом воды;
• использование раздельных водосчетчиков расхода горячей и холодной воды;
• использование квартирных теплосчетчиков расхода тепла от центрального отопления;
• индивидуальная плата за потребляемые тепло и воду;
• установки двухтарифного электросчетчика;
• применение электробытовых приборов с низким потреблением энергии таких как, холодильник, микроволновая печь, морозильник, стиральная машина, телевизор с жидкокристалическим экраном, монитор для компьютера с жидкокристалическим экраном, ноутбук и т.д.;
• установка энергосберегающих электроламп освещения с низким потреблением электроэнергии;
• применение различных энергопотребляющих приборов со встроенными датчиками (движения, освещенности, влажности, температуры) и таймерами(электронный программируемый, на отключение);
• оборудование коридоров датчиками движения(например, Duwi,Германия) на включение и отключение электросветильников;
• применение на утепленной лоджии электроконвектора(Thermor Франция; Nobo Норвегия) со встроенным температурным датчиком и регулятором, и подключенного к электросети через цифровой электронный таймер(Duwi, Германия), с 20 вариантами программирования на каждый день или неделю. Для тех, кто приходит с работы в одно и то же время, установка, времени включения электроконвектора с помощью таймера, за час до прихода, даст возможность заранее нагреть утепленную лоджию без перерасхода электроэнергии;
• установка в вентиляционных отверстиях ванной, кухни и туалета малошумных вытяжных вентиляторов (Silent, Италия) с низкой потребляемой мощностью(8Вт-ванная, туалет,16Вт-кухня) и встроенными обратными лепестками, исключающими обратное поступление холодного воздуха из вентиляционной шахты, т.е. с защитой от опрокидывания вентиляции, имеющей место на последних этажах, и с сохранением тепла в помещении. Управление вентиляторами с помощью двухклавишных выключателей комбинируют с управлением освещения в ванной и туалете.
• подключение к электросети приточно-вытяжных (реверсивных) и вытяжных механических вентиляторов через цифровые электронные таймеры(Duwi, Германия) с одновременным включением и выключением вентиляторов через заданные промежутки времени, т. к. приток наружного воздуха в помещение должен быть организован в одно время с вытяжкой загрязненного воздуха из помещения.
• организация принудительной подачи в жилые помещения последних этажей(из-за перетекания воздуха с нижних этажей и эксфильтрации, т.е. просачивания воздуха из помещения через наружные стены) приточного наружного воздуха с помощью индивидуальной механической вентиляции через остекленные лоджии, в которых как в пассивных солнечных коллекторах происходит перемешивание наружного воздуха с воздухом, подогретым на лоджии от солнечной радиации.