Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(ВлГУ)

Институт инновационных технологий

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра «Строительные конструкции»

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНОЙ И ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

Направление 270800 «Строительство» программа «Проектирование,

реконструкция и эксплуатация энергоэффективных зданий»

По дисциплине: «Методы повышения энергетической эффективности

существующих зданий»

Составители: Попова М.В.

Яшкова Т.Н.

Владимир, 2014

2

Содержание

Введение……………………………………………………………………………...4

Раздел 1 Нормативно-правовая база энергосбережения……..………………….. 5

Раздел 2 Возможности повышения энергетической эффективности…………….8

2.1. Мероприятия по повышению энергоэффективности в системе ЖКХ……9

2.2. Определение классов энергоэффективности зданий………………………11

Раздел 3 Возобновляемые источники энергии …………………………………….14

3.1. Возможности альтернативной энергетики………………………………….15

3.2. Энергоснабжение экодомов от возобновляемых источников энергии …16

3.3. Солнечная энергия……………………………………………………………17.

3.4. Тепловые солнечные батареи………………………………………………..18

3.5. Теплоулавливающие стены…………………………………………………..19

3.6. Фотоэлектрические системы…………………………………………………20

3.7.Размещение гелиоустановок………………………………………………… .22

3.8. Вращающиеся дома……………………………………………………………22

3.9. Ветровая энергия………………………………………………………………25

3.10. Вземление зданий……………………………………………………………..26

3.11. Экономическая и энергетическая целесообразность……………………… 28

Раздел 4 Методы повышения энергетической эффективности объектов

строительства………………………………………………………………………….28

4.1. Достоинства энергоэффективных зданий. Типы энергоактивных зданий..29

4.2. Основы проектирования энергоактивных зданий………………………….30

4.3. Методы проектирования энергоактивных зданий………………………….32

4.4. Конструктивные и объемно-планировочные решения энергоактивных

зданий………………………………………………………………………………….33.

4.5. Новые типы энергоактивных зданий………………………………………..34

4.6. Интеллектуальное здание…………………………………………………….37

4.7. Комплексный подход к повышению энергетической эффективности

зданий………………………………………………………………………………….41

4.8. Энергосберегающие объемно-планировочные решения жилых зданий….46

4.9.Способы повышения энергетической эффективности многоквартирных

домов…………………………………………………………………………………..52

4.10. Способы повышения энергетической эффективности общественных

зданий в Москве………………………………………………………………………56

4.11. Информационные и организационные меры по энергосбережению на

3

уровне домашних хозяйств…………………………………………………………..58

Раздел 5 Внедрение энергосберегающих технологий……..……………………….61

5.1. Направления внедрения энергосберегающих технологий…………………63

5.2. Рекомендации по внедрению энергосберегающих технологий……………63

Раздел 6 Энергоаудит………………………………………………………………….64

6.1. Этапы аудиторского обследования…………………………………………..65

6.2. Передовые интеллектуальные технологии энергоаудита…………………..65

6.3. Наиболее характерные места энергетических потерь в многоэтажных

зданиях…………………………………………………………………………………66

6.4. Экспресс энерго-аудит………………………………………………………..86

6.5. Энергетический паспорт…………………………………………………..…87

6.6.Пример составления энергетического паспорта………………………….…89.

Раздел 7 Зарубежный опыт энергоэффективных решений………………………...94

7.1. Польский опыт модернизации существующих зданий…………………….97.

7.2. Реализация директивы «Об энергетических характеристиках зданий»

в Польше …………………………………………………………………………..….100

7.3. Методы оценки зданий с учетом экологических, экономических

и социальных аспектов………………………………………………………………103.

Литература……………………………………………………………………………107.

4

Введение

В учебном пособии изложены основные вопросы повышения энергоэффективности

зданий. В настоящее время приоритетными задачами строительной науки и практики стали

задачи энергетической эффективности проектируемых и уже существующих архитектурных

объектов в силу очевидного довлеющего значения финансовых и общеэкономических

факторов и в соответствии с Федеральным законом «Об энергосбережении и о повышении

энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты

Российской Федерации». Энергоэффективность – это понятие, которое можно поставить в

один ряд с инновациями и нанотехнологиями. Для страны, большая часть территорий

которой находится вне зоны климатического контроля, вопросы повышения

энергоэффективности играют не только большую экономическую, но и серьезную

социальную роль.

В настоящее время энергосбережение является одной из приоритетных задач

государства. Это связано с дефицитом основных энергоресурсов, возрастающей стоимостью

их добычи, а также с глобальными экологическими проблемами. Экономия энергии - это

эффективное использование энергоресурсов за счет применения инновационных решений,

которые осуществимы технически, обоснованы экономически, приемлемы с экологической и

социальной точек зрения, не изменяют привычного образа жизни. Это определение было

сформулировано на Международной энергетической конференции (МИРЭК) ООН.

Здание в соответствии с требованиями Федерального закона от 23 ноября 2009 г. №

261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении

изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» должно быть

запроектировано и возведено таким образом, чтобы при выполнении установленных

требований к внутреннему микроклимату помещений и другим условиям проживания

обеспечивалось эффективное и экономное расходование энергетических ресурсов при его

эксплуатации.

Меры по повышению энергоэффективности предопределили относительно узкую -

энергетическую направленность предпринимаемых действий. Это обстоятельство привело к

некоторой автономности рассмотрения общеэкологических и энергетических аспектов

строительной деятельности, выделению нескольких направлений в рамках альтернативного

строительства, а в конечном счете - фрагментарности решения стоящих перед ним задач. С

другой стороны, практика альтернативного строительства выражается сегодня объектами,

преимущественно, небольшого масштаба, что обусловлено все еще экспериментальным

характером данной деятельности и, следовательно, сопряженным с ней экономическим

риском, а также отсутствием достаточных средств для реализации крупных

5

градостроительных проектов, даже в экономически благополучных странах. Как следствие,

проблематика, составляющая предмет исследований большинства научных организаций,

производственных предприятий, а также печатных изданий, специализирующихся на

вопросах строительства, свидетельствует о том, что в целом развитие архитектурно-

строительного процесса определяет сегодня энергоэффективное строительство.

Раздел 1. Нормативно-правовая база энергосбережения

Целью политики государства в сфере энергосбережения является достижение

намеченных стратегических ориентиров роста энергоэффективности с использованием

широкого спектра мер, стимулирующих потребителей энергоресурсов и обеспечивающих:

• структурную перестройку российской экономики в пользу малоэнергоемких

обрабатывающих отраслей и сфер услуг;

• создание условий для реализации потенциала технологического

энергосбережения;

• обоснованное повышение внутренних цен на энергоносители до

бездотационного уровня экономически оправданного, приемлемыми для

потребителей темпами;

• постепенную ликвидацию перекрестного субсидирования в

тарифообразовании.

Наша страна имеет огромный потенциал экономии энергоресурсов. Поэтому «перевод

экономики страны на энергосберегающий путь развития», как указывается в стратегии

развития энергетики России, диктует необходимость повышения энергоэффективности

предприятий, городов, регионов и страны в целом.

Импульс в реализации государственной политики энергосбережения и

энергоэффективности был дан Указом Президента Российской Федерации от 4 июня 2008г.

«О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности

российской экономики» и соответствующими поручениями Президента и Правительства

Российской Федерации. В соответствии с этим Указом Президента РФ, решениями

расширенного заседания президиума Государственного совета Российской Федерации 2

июля 2009 г. и поручениями Правительства Российской Федерации, в стране

активизировалась работа по реализации государственной политики энергосбережения и

повышения энергетической эффективности.

Сегодня в России практически сформирована нормативная правовая база в области

энергосбережения и повышения энергетической эффективности, начался этап практической

реализации намеченного курса.

6

1. Разработан и принят Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и

о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные

законодательные акты Российской Федерации»

2. Разработан и в июле 2009 г. введен в действие Федеральный закон «О внесении изменений

и дополнений в Федеральный закон «О техническом регулировании», в соответствии с

которым показатели энергоэффективности предъявляются в качестве обязательных

требований к объектам технического регулирования.

3. В целях реализации Федерального закона от 23.11.2009 № 261-ФЗ, с участием Минэнерго

России разработаны и приняты постановления Правительства РФ:

№ 67 от 20.02.2010 г. «О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской

Федерации по вопросам определения полномочий федеральных органов исполнительной

власти в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности»;

№ 1220 от 31.12.2009 «Об определении применяемых при установлении долгосрочных

тарифов показателей надежности и качества поставляемых товаров и оказываемых услуг»;

№ 1221 от 31.12.2009 « Об утверждении Правил установления требований энергетической

эффективности товаров, работ, услуг, размещение заказов на которые осуществляется для

государственных и муниципальных нужд»;

№ 1225 от 31.12.2009 «О требованиях к региональным и муниципальным программам в

области энергосбережения и повышения энергоэффективности».

Федеральный закон “Об энергосбережении и повышении энергетической

эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской

Федерации” – базовый документ, определяющий государственную политику в области

энергосбережения.

Закон направлен на создание правовых, экономических и организационных основ

стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности. Закон

предусматривает:

- введение обязательного информирования потребителя об энергоэффективности,

включая сведения о классе энергоэффективности приобретаемых ими бытовых

энергетических устройств в соответствующей маркировке на этикетке товара;

- оснащение многоквартирных домов, зданий, строений, сооружений, как

существующих, так и вводимых в эксплуатацию после строительства, реконструкции и

капитального ремонта приборами учета энергоресурсов;

- введение требований по энергоэффективности новых зданий, строений, сооружений

с запретом на ввод их в эксплуатацию без соответствия установленным требованиям;

7

- введение классов энергоэффективности зданий с обязательным информированием о

классе энергоэффективности;

- создание системы государственного информационного обеспечения в области

энергосбережения и повышения энергетической эффективности, распространение

социальной рекламы, пропагандирующей правильное потребление энергоресурсов;

- возможность установления запретов или ограничений оборота на территории России

товаров с высокой энергоемкостью.

Закон также направлен на решение вопросов энергосбережения и повышения

энергоэффективности в области жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ).

Для организации эффективной работы ЖКХ предусмотрено введение энергетических

паспортов, определен комплекс мер, обеспечивающих для потребителей право и

возможность экономить ресурсы, сделав выбор в пользу энергоэффективных товаров и

услуг. В качестве первого шага вводится запрет на производство, импортирование и продажу

ламп накаливания мощностью 100 Вт и более, с 2013 г. – ламп 75 Вт и более, с 2014 г. – 25

Вт и более.

Второй блок закона объединяет набор инструментов, стимулирующих энергосбережение в

госсекторе, в том числе обязанность бюджетных организаций снижать объемы потребления

энергоресурсов не менее чем на 3% ежегодно в течение 5 лет.

Законом также установлена обязанность разработки программ по энергосбережению и

повышению энергоэффективности для государственных компаний, бюджетных организаций

и учреждений, а также для регионов и муниципалитетов, причем это увязано с бюджетным

процессом.

Следующий важный аспект – отношение между государством и бизнесом. Для

стимулирования перехода бизнеса на энергоэффективную политику установлены

экономические рычаги, в том числе предоставление налоговых льгот, а также возмещение

процентов по кредитам на реализацию проектов в области энергосбережения и повышения

энергоэффективности. Большая роль в повышении энергоэффективности отводится

субъектам Российской Федерации, которые наделены соответствующими полномочиями. В

каждом регионе, в каждом муниципальном образовании должна быть своя программа

энергосбережения с четкими, понятными целевыми показателями и системой оценки.

Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности»

установил новый вид гражданско-правового договора - "энергосервисный договор", по

условиям которого одна сторона (исполнитель) обязуется по заданию другой стороны

(заказчика) совершить действия (мероприятия), направленные на энергосбережение и

повышение энергетической эффективности использования энергетических ресурсов

8

заказчиком, а заказчик обязуется оплатить эти действия (мероприятия). В свою очередь,

энергосервисный контракт опосредует отношения в сфере размещения заказов для

государственных и муниципальных нужд.

Сторонами энергосервисного договора является заказчик и исполнитель. Закон не

устанавливает каких-либо ограничений для отдельных субъектов гражданского оборота на

участие в рассматриваемых отношениях, как со стороны заказчика, так и со стороны

исполнителя, ориентируясь на общие правила об участии лиц в гражданском обороте. В то

же время, исходя из предмета договора, в роли заказчика может выступать организация,

которая специализируется в сфере энергосбережения.

Предметом энергосервисного договора являются определенные действия или

осуществление определенной деятельности, направленные на энергосбережение и

повышение энергетической эффективности использования энергетических ресурсов

заказчиком (например, внедрение энергосберегающих технологий на предприятии и т.п.),

другими словами, на получение экономического эффекта.

Раздел 2. Возможности повышения энергетической эффективности

В России один из самых больших в мире технический потенциал повышения

энергетической эффективности – более 40% от уровня потребления энергии в стране: в

абсолютных объемах – это 403 млн т.у.т. Использование этого резерва возможно только за

счет комплексной политики.

Согласно докладу компании McKinsey "Энергоэффективная Россия" самые привлекательные

с экономической точки зрения меры по повышению энергоэффективности сосредоточены в

трех секторах:

1) недвижимость и строительство,

2) топливно-энергетический комплекс,

3) промышленность и транспорт.

Недвижимость и строительство.

Потенциал годовой экономии на 2030 г. составляет приблизительно 180 млн т.у.т.

(13% совокупного объема энергопотребления).

Экономически привлекательной мерой с низкими первоначальными инвестициями и

относительно быстрой окупаемостью является применение энергосберегающих ламп.

Однако это позволит реализовать только 2% общего потенциала энергосбережения в России.

Другая важная мера – установка термостатов и счетчиков тепла. Исследования

показали, что наличие термостатов, регулирующих потребление тепла, и установка

теплосчетчиков в жилых домах, в результате чего жильцы будут оплачивать только

9

фактически потребляемый объем тепла, позволят сократить сумму счета за отопление на

20%.

Базовые меры по утеплению (например герметизация плинтусов и других областей

утечки воздуха, уплотнение окон и дверей ленточным утеплителем, теплоизоляция

чердачных помещений и пустот в стенах) позволят сократить потребление тепла еще на 20%.

Таким образом, экономия после установки термостатов и счетчиков, а также утепления

помещения может составить 600 руб. на семью в месяц.

Топливно-энергетический комплекс.

К основным мерам относятся повышение качества ремонтных работ, сокращение утечек газа

и равномерная подача газа в трубопроводах, уменьшение потребления энергии на

собственные нужды на электростанциях и снижение потерь в теплосетях.

Промышленность и транспорт.

Энергосбережение в промышленном секторе не означает дополнительных затрат. Напротив,

во многих случаях российские компании могут стать более конкурентоспособными

благодаря повышению своей энергоэффективности.

2.1. Мероприятия по повышению энергоэффективности в системе ЖКХ

В России в настоящее время активно продвигается программа модернизации ЖКХ. В

рамках проектов под руководством Минэкономразвития России развивается модель 6

разделов:

Проведение информационной компании среди населения о прямой экономической

выгоде учета и сбережения энергетических ресурсов (социальная реклама в печатных

СМИ, по радио и телевидению);

Повсеместная установка приборов учета используемых электроэнергии и других

ресурсов (воды, природного газа, тепловой энергии);

Тарифы со скидками для тех, кто платит по приборам учёта;

Двойной тариф (день и ночь);

Реализация требования об обязательном включении информации о классе

энергетической эффективности товаров и иной информации об их энергетической

эффективности в техническую документацию, маркировку, этикетку. Запрет на

оборот энергорасточительных товаров;

Внедрение практики энергосервисного договора по всем энергоресурсам;

Предложена реализация в рамках пилотных кварталов комплексных мероприятий по

повышению энергоэффективности, которые могут быть применены в практике

10

градостроительства по всей России. Их цель - отточить механизмы энергосбережения и

повышения качества услуг для граждан, для семей, проживающих в этом квартале.

Комплексные мероприятия по повышению энергоэффективности:

Комплекс мероприятий по минимизации потерь тепла и электроэнергии в зданиях:

теплоизоляция фасадов и стен помещений, замена кровли, утепление швов, установка

пластиковых окон, радиаторов нового поколения с регулятором отдачи тепла,

доводчиков на входные двери в подъездах, замена ламп в подъездах на

энергосберегающие с датчиками света, шума, движения;

Внедрение практики определения класса энергетической эффективности здания:

нормы и слежение за соответствием, штрафы;

Регулярный обязательный энергетический аудит бюджетных зданий, ежегодная

отчетность о расходах энергоресурсов;

Финансовые механизмы, стимулирующие применение мер по повышению

энергоэффективности:

1) возмещение части затрат на уплату процентов по кредитам для проектов по

энергоэффективности;

2) амортизационные льготы для энергоэффективного оборудования;

3) инвестиционные налоговые кредиты организациям;

4) муниципальная поддержка по субсидированию 100-процентной ставки по кредиту;

5) грантовая поддержка из городского бюджета на установку в жилых домах приборов

учета.

Компенсация затрат организациям, осуществившим мероприятия по повышению

энергоэффективности объектов своего контроля;

Разработка новых регламентов и нормативов по ряду направлений, ориентация на

зарубежные стандарты энергоэффективного и экологического строительства;

Эффективные системы отопления, вентиляции и кондиционирования в зависимости

от состояния внешней и внутренней среды (её температуры и влажности),

компьютерные контроль и управление этими системами;

Проектные решения пассивного энергосбережения (ориентация здания на юг, дневной

свет, стеклянные перегородки);

Применение математического моделирования при проектировании здания (расчет

потоков тепла, воздуха и света);

Развитие альтернативных видов транспорта (продуманный при проектировании

доступ к общественному транспорту, велосипеды общего пользования, создание

11

возможности использования энергоэффективных автомобилей с низким уровнем

выбросов вредных веществ, строительство зон для парковки);

Развитие электроэнергетики на муниципальном уровне. Реализация на городских ТЭЦ

подхода когенерации – горячий пар после вращения турбины для выработки

электроэнергии, применяется для нужд теплоснабжения, нагревая воду. В результате

получим более эффективное использование топлива – угля, газа;

Применение технологий, позволяющих снизить потери энергоресурсов в передающих

сетях. Необходима замена трубопроводов горячей воды на новые, с современными

типами изоляции и имеющими длительный срок службы.

Жилые здания квартальной застройки обладают следующими точками резервов в

энергоэффективности:

1. Системы теплоизоляции ограждений;

2. Системы подогрева вентиляционного воздуха;

3. Системы подогрева воды на нужды горячего водоснабжения;

4. Системы распределения тепла: индивидуальные и центральные тепловые пункты;

5. Системы освещения в зданиях;

6. Системы водоснабжения в зданиях;

7. Системы локальной автоматизации.

При рассмотрении современного многофункционального комплекса количество точек

резерва может существенно увеличиваться.

При рассмотрении вопросов повышения энергоэффективности также необходимо

учитывать климатические особенности территорий, величины тарифов на ресурсы, которые,

как известно, неодинаковы на территориях, а также уровень развития техники и технологии в

стране и регионах.

2.2. Определение классов энергоэффективности зданий

Федеральным законом РФ от 23.11.2009 N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о

повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные

законодательные акты Российской Федерации» предусмотрено определение класса

энергетической эффективности построенного, реконструированного или прошедшего

капитальный ремонт и вводимого в эксплуатацию многоквартирного дома.

Класс энергетической эффективности многоквартирного дома определяется по

результатам:

12

- оценки архитектурных, функционально-технологических, конструктивных и инженерно-

технических решений, реализованных в здании;

- установления показателей, характеризующих годовые удельные величины расхода

энергетических ресурсов, в том числе с использованием инструментальных или расчетных

методов;

- величины отклонения расчетного (фактического) значения удельного расхода

энергетических ресурсов от нормируемого уровня, устанавливаемого требованиями

энергетической эффективности зданий, строений, сооружений.

Класс энергетической эффективности определяется после сопоставления полученной

величины отклонения с таблицей класса энергетической эффективности многоквартирных

домов. При определении класса энергетической эффективности с использованием проектной

документации учитывается, в том числе, заключение государственной экспертизы проектной

документации. Класс энергетической эффективности обозначается латинскими буквами.

Класс энергоэффективности для жилых зданий

Существует шкала классов энергетической эффективности. А – наивысший, В++ и В+ —

повышенные, В – высокий, С – нормальный. Эти классы применяются для обозначения

энергоэффективности новых и реконструируемых домов. Существующие здания обладают

D(пониженным) и Е (низшим) классом энергоэффективности.

Класс энергетической эффективности вводимого в эксплуатацию многоквартирного

дома указывается в заключении органа государственного строительного надзора о

соответствии построенного, реконструированного многоквартирного дома требованиям

энергетической эффективности. В соответствии с требованиями Федерального закона №294-

ФЗ, на стадии ввода в эксплуатацию жилого дома обязанностью застройщика является

размещение на фасаде вводимого в эксплуатацию многоквартирного дома указателя класса

его энергетической эффективности.

Требования к указателю класса энергетической эффективности

многоквартирного дома, размещаемого на фасаде многоквартирного дома

1. Собственники помещений в многоквартирном доме либо лица, ответственные за

содержание многоквартирного дома, обязаны обеспечивать надлежащее состояние указателя

класса энергетической эффективности многоквартирного дома (далее - класс энергетической

эффективности) и при изменении класса энергетической эффективности обеспечивать

замену данного указателя.

2. Указатель класса энергетической эффективности представляет собой квадратную пластину

размером 300 x 300 мм с отверстиями по углам диаметром 5 мм для крепления крепежными

элементами на поверхности фасада дома.

13

3. На лицевой стороне поверхности пластины у верхнего края заглавными буквами

выполняется надпись "КЛАСС ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ". В центре

пластины размещается заглавная буква латинского алфавита (A, B++, B+, B, C, D, E) высотой

200 мм, обозначающая класс энергетической эффективности, к которому относится

эксплуатируемое здание. В нижней части пластины заглавными буквами указывается

наименование класса энергетической эффективности: наивысший, повышенный, высокий,

нормальный, пониженный, низший. Цвет шрифта черный, цвет фона указателя белый

глянцевый.

4. Указатель класса энергетической эффективности многоквартирного дома размещается на

одном из фасадов на высоте от 2 до 3 метров от уровня земли на расстоянии 30 - 50 см от

левого угла здания. Должна быть обеспечена видимость указателя класса энергетической

эффективности.

5. После реконструкции или выполненного капитального ремонта многоквартирного дома,

по результатам проведенного подтверждения соответствия достигнутого класса

энергетической эффективности с целью демонстрации повышения его энергетической

эффективности, следует заменить устаревший указатель на новый.

Классы энергоэффективности зданий

Класс Величина отклонения

расчетного (фактического)

значения удельного расхода

тепловой энергии от

нормативного, %

Мероприятия,

рекомендуемые органам

администраций субъектов

РФ

Очень высокий А+ ниже 60

Экономическое

стимулирование А от 45 до 59,9

Высокий

В++ от 35 до 44,9 Экономическое

стимулирование в

зависимости от года

строительства

В+ от 25 до 34,9

В от 10 до 24,9

Нормальный С от +5 до 9,9 ---

Пониженный D от 5,1 до +50 Желательна

модернизация здания

после 2020 года

Низкий Е более +50 Необходимо

немедленное утепление

здания

14

Раздел 3. Возобновляемые источники энергии

Многие возобновляемые источники энергии применяются почти повсеместно в

строительной отрасли в различных масштабах и количествах. К возобновляемым источникам

энергии, относятся:

• кинетическая энергия воздушных потоков (энергия ветра - "вторая производная" от

солнечной энергии);

• энергия солнца (тепловая и световая составляющие солнечной радиации - основной

первоисточник);

• геотермальная (тепло верхних слоев земной коры и массивных поверхностных форм

рельефа - скал, камней и т.п.), гидротермальная (тепло грунтовых вод, открытых водоемов,

горячих подземных источников) и аэротермальная энергия (тепло атмосферного воздуха) -

"производные" от солнечной энергии и энергии земного ядра;

• энергия биомассы (растительности, органических отходов промышленных и

сельскохозяйственных производств, а также жизнедеятельности животных и людей -

результат биоконверсии солнечной энергии);

• кинетическая энергия водных потоков (энергия водопадов и морских приливов -

"производные" от гравитационных сил Земли и Луны).

15

Например, ветровые энергетические ресурсы континентов, которые могут быть когда-либо

использованы (с учетом неизбежных потерь), оцениваются сегодня в 40 ТВт, при этом

современное энергопотребление человечества составляет около 10 Твт. В мировом

производстве энергии биомасса уже сегодня составляет 13%. Однако, природные

энергетические ресурсы распределены весьма неравномерно, что выражается

существенными отличиями природно-климатических условий, даже в границах одного

климатического района. Поэтому, в каждом конкретном случае экономическая

эффективность, т.е. предпочтительность использования того или иного природного

источника энергии определяется местными условиями и критериями: наличием источника в

районе строительства, его мощностью (величиной возможных энергопоступлений) и

размерами затрат, необходимых для технического обеспечения эксплуатации источника в

данном регионе. Экономически эффективнее традиционных оказываются системы

энергоснабжения зданий и населенных мест, использующие энергию природной среды.

Эффект достигается не только вследствие значительного снижения потребления обычных

дорогостоящих топливных ресурсов, но за счет более дешевого строительства (монтажа и

эксплуатации, например, в условиях вечномерзлых грунтов, слаборазвитой или недостаточно

мощной имеющейся инженерной инфраструктуры (что особенно характерно для

реконструируемых густонаселенных, а также вновь осваиваемых малонаселенных мест).

3.1.Возможности альтернативной энергетики

Самым главным и важным достоинством альтернативной энергетики является ее

экологичность: в процессе получения энергии от возобновляемых источников не происходит

образования загрязняющих окружающую среду отходов, не разрушаются естественные

ландшафты, практически исключена опасность для биологических субстанций, различные

аварийные ситуации. То есть альтернативная энергетика никак не угрожает экологическому

равновесию экосистем. Исключение составляет использование биомассы, предполагающее

получение энергии посредством традиционного сжигания твердого биотоплива-концентрата

и биогаза, в результате чего образуются углекислые соединения, способствующие усилению

"парникового" эффекта в атмосфере; кроме того, использование биогаза, содержащего до

70% метана, требует усиленных мер обеспечения безопасности. Совокупность

вышеперечисленных причин ставит под сомнение экологическую целесообразность

широкого использования биомассы в целях производства энергии.

Кроме биоэнергоактивных зданий, типологический спектр которых довольно

ограничен, в зависимости от принятой ориентации на использование того или иного (или

нескольких одновременно) природного источника энергии различают:

16

• гелиоэнергоактивные здания (эффективно использующие энергию солнца);

• ветроэнергоактивные здания;

• здания, использующие гео-, гидро- и аэротермальную энергию;

• здания с комбинированным использованием различных природных источников

энергии (Н. П. Селиванов, А. И. Мелуа, С. В. Зоколей).

3.2 .Энергоснабжение экодомов от возобновляемых источников энергии

Экодом - это индивидуальный или блокированный дом с участком земли,

являющийся радикально ресурсосберегающим и малоотходным, здоровым и

благоустроенным, неагрессивным по отношению к природной среде. Это достигается

главным образом применением автономных или небольших коллективных инженерных

систем жизнеобеспечения и рациональной строительной конструкцией дома.

Для снабжения экодомов необходимым теплом и электроэнергией предпочтительны

возобновляемые источники энергии (ВИЭ) Для получения возобновляемой энергии могут

использоваться солнечное излучение, ветер, течение рек и ручьев, низкотемпературная

энергия земли, воды и воздуха, энергия биомассы, геотермальная энергия, приливы, волны,

разность солености морской и речной воды, разность температур на поверхности и в глубине

морей и т.д.

Доступность у этих источников энергии разная, к самым распространенным относятся

солнечная и ветровая, другие характерны для отдельных регионов, например геотермальная,

некоторые доступны лишь для немногих мест.

Наибольший интерес для энергоснабжения жилищ представляет солнечная энергия.

ВИЭ экологически не безупречны, но ущерб от них несравненно меньше, чем от

традиционной энергетики. Крупные гидроэлектростанции и древесное топливо тоже

представляют собой возобновляемые источники, однако они относятся и к традиционным

источникам, и также наносят ущерб окружающей среде.

Использование ВИЭ в России имеет длительную историю. В начале XX века их доля

в общем топливно-энергетическом балансе страны достигала 90%, причем около 40%

приходилось на дрова, около 20% — на ветер и столько же — на торф. Период

индустриализации привел к полной централизации хозяйственной жизни, в том числе и

энергоснабжения, вытеснив все автономные энергоустановки, к ним относятся и ВИЭ, доля

которых в настоящее время составляет примерно 1%.

17

3.3. Солнечная энергия

Первичной энергией для жизни на Земле за небольшим исключением является

солнечная. Она, как показывают расчеты, в большинстве районов Земли может быть и

основным источником энергии для экодома.

При отсутствии атмосферы на Земле на перпендикулярную излучению площадку в 1

м падало бы 1400 Вт энергии. Эта величина называется солнечной постоянной. Она

колеблется в зависимости от активности Солнца, но незначительно. При отсутствии облаков

земная атмосфера рассеивает около 20% всей солнечной радиации. В целом, в ясный

солнечный день около 80% энергии солнечного излучения достигает земной поверхности. В

среднем же из-за экранирования облаками до земной поверхности доходит 52% солнечной

энергии. Всего на Землю на уровне моря приходит ежегодно около 800 триллионов мегаватт

часов солнечной энергии, что примерно в восемь тысяч раз больше, чем вся современная

выработка энергии человеком.

В ясную погоду, на любой широте и в любое время года, на перпендикулярную к

солнечным лучам площадку поступит почти одинаковое количество энергии. Солнечная

радиация в том или ином географическом районе характеризуется средними годовыми,

месячными, суточными значениями приходящей энергии на единичную горизонтальную и

вертикальную единичные площадки. Очевидно, что при высоком стоянии солнца над

горизонтом больше энергии придет на горизонтальную площадку, при низком — на

вертикальную. Первые условия наблюдаются в приэкваториальной зоне, вторые — в

северных широтах. В средних широтах, как правило, летом больше поступает энергии на

горизонтальную площадку, зимой — на вертикальную. На наклонную, ориентированную на

солнце площадку придет больше энергии, чем на горизонтальную или вертикальную.

Основными факторами, определяющими приход солнечной энергии в том или ином

географическом районе, являются широта и облачность. При одинаковой широте

континентальный климат (менее облачный) будет более благоприятен для солнечной

энергетики, чем морской.

Расчеты показывают, что в средней полосе России двухэтажный дом, занимающий в

плане 100 м2, в течение года получает от солнца более 160 МВт-час энергии, что превышает

всю его годовую потребность. Технически сейчас можно полезно использовать только

порядка трети приходящей солнечной энергии. Энергию солнечного излучения можно

превратить в электрическую, химическую или тепловую.

18

3.4. Тепловые солнечные батареи

Тепловые солнечные коллекторы превращают энергию солнечного излучения

непосредственно в тепло, нагревая теплоноситель — воду, воздух. Достоинством тепловых

солнечных преобразователей является высокий КПД и относительно низкая стоимость. У

современных коллекторов КПД достигает 45—60%.

Однако, потребности в низкотемпературном тепле летом в доме невелики, а в связи с

трудностью его длительного хранения до зимы его сохранить сложно. Технология

преобразования солнечного тепла в электроэнергию, используемая на крупных

энергостанциях, для дома является очень сложной. Этими фактами определяются

сравнительно небольшие площади, отводимые под гелиоколлекторы в энергоэффективных

домах, которые используются, главным образом, для горячего водоснабжения.

Эффективность солнечных коллекторов повышается, если они снабжены какими-либо

концентраторами излучения. В зависимости от наличия или отсутствия концентраторных

устройств тепловые коллекторы разделяются на плоские и концентраторные. Плоские

коллекторы наиболее просты и дешевы, однако дают лишь низкотемпературное тепло, сфера

применения которого в домовом энергохозяйстве ограничена. Концентраторные коллекторы

более эффективны, но достаточно сложны, в том числе в эксплуатации, и дороги из-за

необходимости поворотных систем слежения за Солнцем. Поэтому в домашней энергетике

они почти не используются.

Плоский тепловой коллектор представляет собой плоский ящик с прозрачным

покрытием, обращенным к Солнцу, и теплоизолированными, во избежание теплопотерь,

остальными поверхности. Внутри находится система трубопроводов для теплоносителя

(воздуха или жидкости) с крылышками из теплопроводного материала, увеличивающими

эффективность теплосбора. В качестве прозрачного экрана используется стекло с

максимальным пропусканием солнечного спектра. Крылышки и сами каналы покрываются

каким-либо темным составом.

Если откачать из коллектора воздух, то его собственные теплопотери уменьшатся. Так

устроены вакуумные коллекторы, однако в этом случае вакуум удается соблюсти только

внутри цилиндрических стеклянных трубок, окружающих каналы с теплоносителем.

Плоский лист стекла не в состоянии выдержать атмосферное давление, составляющее 10

тонн на квадратный метр. Также выпускаются коллекторы с пониженным давлением воздуха

внутри, для противодействия атмосферному давлению их передняя стеклянная стенка

укрепляется металлическими подпорками. Вакуумные и с пониженным давлением

коллекторы дороже обычных, но лучше работают зимой и в облачную погоду. Зимой

19

Солнце, не только светит, но и греет, и даже несколько сильнее из-за того, что находится

ближе к Земле.

Наибольшее распространение получили жидкостные коллекторы; кроме коллектора,

они требуют наличия бака накопителя для нагретой воды, соединительных трубопроводов и

запорно-регулирующей аппаратуры. Бак-накопитель и трубопроводы также нуждаются в

утеплении. Если бак-накопитель расположен выше коллектора, то в системе возможна

естественная циркуляция теплоносителя, в противном случае используется циркуляционный

насос.

При автоматическом регулировании работы всей системы, возможен автоматический

слив воды из коллектора при угрозе его замерзания, что важно при работе в холодное время

года. Другой способ борьбы с замерзанием - использование антифриза. Однако этот способ

имеет ограниченное использование из-за высокой стоимости антифризов.

Еще одна разновидность солнечных коллекторов — накопительные. В них бак- накопитель

совмещен с коллектором, т.е. внесен в теплоизолированный объем коллектора.

Использование накопительных коллекторов упрощает конструкцию всей установки, но в то

же время предъявляет повышенные требования к прочности несущих конструкций кровли.

Тепло, полученное от солнечных коллекторов, может использоваться для горячего

водоснабжения и отопления, напрямую или через теплообменники. Наиболее гигиеничным

и комфортным является водяное напольное отопление. Требуемая температура

теплоносителя 30—35°С. Этот вид отопления хорошо сочетается с солнечными тепло-

улавливающими установками. Воздушные солнечные коллекторы проще жидкостных,

однако, в связи с недостатками воздушного отопления они используются реже.

Стена Тромба

3.5.Теплоулавливающие стены

Эти стены относятся к простейшим солнечным устройствам. У таких стен снаружи

располагается тонкий темный слой, поглощающий солнечное излучение, за ним воздушная

прослойка, воздух в которой в солнечный день нагревается и поступает в помещение через

верхние отверстия самотеком или принудительно. Через нижние отверстия обеспечивается

отток холодного воздуха из помещения в нагревательную полость, с повторением цикла.

Стены с прозрачной теплоизоляцией.

У такой стены снаружи расположен слой прозрачного теплоизоляционного

материала, который имеет открытоячеистую структуру и за счет этого уменьшает

теплоотдачу в окружающую среду. Следующий слой является приемником солнечной

энергии, он нагревает основной материал стены и через него внутренние помещения.

20

Существуют технологии, позволяющие наносить изоляционный и солнцеприемный слои на

стены в виде паст. Такая конструкция превращает стену в пассивный солнечный элемент. В

этом случае теплосъем происходит со всей тыльной поверхности массивом стены, а не с

помощью жидкого или воздушного теплоносителя.

Одним из видов прозрачной теплоизоляции является теплоизоляция, которая

изготавливается из прозрачного поликарбоната или специального стекла в виде массива

тонких световодов.

Стены Тромба и стены с прозрачной теплоизоляцией перспективны в первую очередь

для реконструкции существующих зданий с целью повышения их энергоэффективности.

Они приспособлены для районов с относительно мягкой и солнечной зимой, где дом может

эффективно обогреваться зимним солнцем.

Полезность таких стен ощутима, когда теплопоступления через них заметно

превышают теплопотери. Теплопоступления пропорциональны времени солнечного сияния в

холодный период, теплопотери пропорциональны степени холодности климата.

Целесообразность применения теплопередающих стен зависит от особенностей климата

района строительства. В холодном климате с редким солнцем зимой (что характерно для

большей части территории России) целесообразнее иметь хорошо утепленные стены. На

территориях с мягкой и солнечной зимой выгоднее могут оказаться «солнцепроводные»

стены.

3.6. Фотоэлектрические системы

Различные виды энергии имеют разную ценность или разное качество при равном

количестве. Разница в качестве определяется способностью преобразовываться в другие

виды энергии, храниться и передаваться. Наименее качественной считается тепловая энергия

из-за того, что круг ее потребления ограничен, преобразуется она в другие виды с большими

потерями, хранение и передача ее затруднены. Различают тепловую энергию высоко- и

низкопотенциальную, т.е. при высокой и низкой температуре. Низкопотенциальная тепловая

энергия имеет наименьшую ценность.

Как форма энергии, электроэнергия имеет первостепенное значение благодаря своей

универсальности и той простоте, с которой ее можно передавать, распределять и

контролировать расход. Ее химические, магнитные, механические, тепловые и световые

эффекты могут быть довольно просто получены там, где они необходимы. Недостатками

электроэнергии являются ее дороговизна из-за низкого КПД ее производства, а также

трудности накопления в большом количестве. Поэтому электроэнергия относится к

качественным видам энергии и потребность в ней в экодоме достаточно велика. Поэтому

21

экспериментальные дома имеют большие площади, покрытые фотоэлектрическими

солнечными приемниками. Еще одним преимуществом электрических преобразователей

является отсутствие в них движущихся частей и, следовательно, простота и надежность

конструкции.

Первые опыты по преобразованию солнечной энергии непосредственно в

электрическую проводились еще более ста лет назад.

Но эффективные преобразователи удалось создать лишь после применения для этой

цели полупроводников в середине нашего века. Первоначально солнечные

полупроводниковые батареи из-за их дороговизны применялись только на уникальных

объектах, например на космических аппаратах. Однако к настоящему времени постоянно

действующая тенденция повышения их КПД и снижения стоимости сделала их доступными

для бытового применения. Срок службы солнечных элементов достигает нескольких

десятков лет, что вполне удовлетворительно для применения их в доме.

Получили развитие гибридные солнечные батареи, совмещающие в одном элементе

свойства тепловых и электрических преобразователей солнечной энергии. Коэффициент

полезного действия этих батарей превышает 60%. Такие батареи перспективны для

использования, поскольку в экодоме необходимы одновременно как тепловые, так и

электрические гелиоприемники. Использование гибридных батарей позволяет более

рационально использовать площадь южного фасада.

Общим недостатком солнечных устройств является нерегулярность поступления

энергии и несовпадение этих поступлений с графиком основных потребностей в ней, в связи

с чем, они могут успешно применяться только в сочетании с другими электроисточниками и

энергоаккумуляторами.

В настоящее время фотоэлектрические батареи сравнительно дороги (энергия от них

обходится в несколько раз дороже сетевой) и массовое применение их возможно только при

административной финансовой поддержке государственных структур. Наибольших успехов

добилась на этом пути Германия. В 1990—1995 гг. там действовала программа «1000 крыш»

по установке фотоэлектрических систем на частных и общественных зданиях. Она

послужила образцом для последующего принятия аналогичных программ в других странах.

На смену этой программы в Германии пришла программа «100 000 крыш».

Частью программы «1000 крыш» была обширная система наблюдений и анализа за работой

установленных фотоэлектрических систем (ФЭС). Использование аккумуляторов не

предусматривалось, в качестве резервуара для излишков энергии использовалась

электросеть. В процессе выполнения программы выявилось, что слабым звеном тогдашних

ФЭС были инверторы, в функцию которых входило преобразование постоянного тока от

22

солнечных панелей в переменный ток, обычных стандартов, и передача излишков в сеть. В

процессе выполнения программы инверторы были усовершенствованы. Важную роль играл

коэффициент затенения.

Многие из производящихся в России фотоэлектрических систем не только

соответствуют мировому техническому уровню, но и превосходят его по ряду параметров.

3.7. Размещение гелиоустановок

Гелиоустановки обычно размещают на фасадах и крышах, ориентированных на юг,

юго-восток и юго-запад. В связи с этим появилось новое понятие — энергетическая крыша.

Оптимальная ориентация зависит от климата, рельефа местности, характера затененности и

других условий. Гелиоприемники могут устанавливаться как неподвижно, так и на

подвижных и трансформируемых платформах, позволяющих менять их ориентацию и

конфигурацию в зависимости от положения Солнца.

Часто возникает проблема затенения гелиоприемников деревьями, домами или другими

сооружениями. Предполагается, что при планировании застройки должно сохраняться

определенное пространственно высотное соотношение между зданиями.

Расчеты показывают, что даже при достаточно плотном шахматном расположении

домов взаимное затенение может оставаться в допустимых пределах.

Для районов, подверженных стихийным бедствиям, солнцеприемные устройства,

должны быть достаточно устойчивыми к их воздействию Например в настоящее время

производится фоточерепица (черепицу со встроенными фотоэлементами), покрытая

бронированным стеклом, выдерживающим попадание камня.

3.8. Вращающиеся дома

На протяжении тысячелетий дома строились статичными, а их ориентация

определялась традициями и местными условиями. Один из способов повышения

энергоэффективности дома состоит в том, чтобы южные фасады делать с увеличенным

остеклением и солнечными батареями, северные — с минимальным остеклением и наиболее

утепленными стенами. Поворотные устройства для солнечных батарей, установленных на

домах, практически не применяются, однако можно построить здание, которое

поворачивается вслед за солнцем, как подсолнух, в течение всего светового дня.

Идея построить вращающееся здание впервые появилась в XIX веке. Сначала

в движение приходили только отдельные элементы, но затем, по мере развития технологий,

архитекторы смогли воплотить в жизнь проекты зданий, которые поворачиваются целиком.

23

Максимальная скорость вращения составляет 8 сантиметров в минуту, что

практически незаметно.

Такой дом возводится на металлической вращающейся основе, которая стоит на

опорах, и может быть сооружен практически из любого материала — бетона, дерева, стекла

или стали. Основание для узла вращения заглубляется на ту же величину, что и обычный

фундамент. Поворотный механизм не требует регулярного обслуживания, а только

периодических осмотров.

Недалеко от Вероны, на севере Италии, находится вилла Girasole («Подсолнух»)

в стиле ар-деко. Она стала первым в мире зданием, способным поворачиваться вокруг

вертикальной оси на 360° в зависимости от движения солнца на протяжении всего дня. Идея

виллы была порождена концепцией «жилой машины», которую предложил Ле Корбюзье

в 1923 году. Здание было спроектировано инженером Анджело Инверницци и построено

в 1929–1935 годах

Дом-подсолнух стал новым словом в мире архитектуры

Двухэтажное здание вращается с помощью двигателя, похожего на двигатель

океанского парохода. Каркас дома составляет железобетонная конструкция, полностью

покрытая листами алюминия. Здание совершает полный круг за 9 часов 20 минут.

Инновационные технологии, высокий уровень комфорта и забота об окружающей среде —

все эти концепции лежат в основе проекта вращающегося здания вблизи германского города

Фрайбурга. Дом, который спроектировал архитектор Рольф Диш, был построен в 1994 году

и получил название Heliotrop, что переводится с греческого как «поворачивающийся

к солнцу».

24

+

Heliotrop — первое в мире здание, которое производит больше энергии, чем потребляет

Heliotrop представляет собой цилиндрическую конструкцию, целиком выполненную

из дерева и стекла. Тройные стеклопакеты окон обеспечивают высокую степень изоляции,

что помогает избежать перегрева помещений. Здание способно вращаться на 180° в течение

дня, следуя за ходом солнца. Здание спроектировано так, что в холодное время года оно

обращено окнами к солнцу, чтобы получить как можно больше энергии для нагрева

помещений. А в жаркие месяцы, наоборот, конструкция ограничивает проникновение

солнечного света внутрь дома.

На крыше установлены солнечные панели площадью 56 м² и мощностью 6,6 кВт·ч,

благодаря которым дом генерирует в 5–6 раз больше энергии, чем потребляет.

Другое здание, которое вращается в поисках солнца,— жилой дом Suite Vollard

в бразильском городе Куритиба. Это первый в мире дом, 11 этажей которого вращаются

на 360° независимо друг от друга. Полный круг совершается за час.

Работа архитекторов Бруно де Франко и Сержиу Силка заняла 10 лет.

25

Квартиры вращаются вокруг статичной основы, внутри которой проложены

коммуникации и находятся кухни и ванные комнаты. Окна с двойными стеклопакетами

разного цвета — голубого, золотистого или серебристого — обеспечивают теплоизоляцию

и экономию энергии до 50 %, даже при использовании систем кондиционирования

и отопления.

Строительство Suite Vollard стало началом пути к созданию еще более сложных

проектов, таких как, например, Rotating Tower («Вращающаяся башня») в Дубае.

Вращающиеся дома построены уже в США, Канаде, Англии, Франции, Австралии,

Новой Зеландии. Возникли фирмы, специализирующиеся на строительстве таких домов.

3.9. Ветровая энергия

Ветровая энергия являясь разновидностью солнечной, используется человеком с

древнейших времен. Еще в древней Персии работали ветряные мельницы с вертикальной

осью вращения. Позже появились мельницы с горизонтальной осью, использовавшиеся

вплоть до недавнего времени. В 1890 году подобная установка в Дании впервые была

применена для получения электроэнергии.

В России к началу XX века вращалось около 2500 тысяч ветряков общей мощностью

миллион киловатт. После 1917 года мельницы постепенно разрушились. Были попытки

использовать энергию ветра на научной и государственной основе. В 1931 году вблизи Ялты

была построена крупнейшая по тем временам ветроэнергетическая установка мощностью

100 кВт, а позднее разработан проект агрегата на 5000 кВт. Но реализация проекта так и не

осуществилась.

26

У лопастных ветродвигателей один принцип действия - под напором ветра вращается

ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу

генератора, вырабатывающего электроэнергию, водяному насосу. Чем больше диаметр

ветроколеса, тем больший воздушный поток оно захватывает и тем больше энергии

вырабатывает агрегат.

Ветроагрегаты делятся на две группы:

ветродвигатели с горизонтальной осью вращения (крыльчатые);

ветродвигатели с вертикальной осью вращения (карусельные).

Основной энергетический показатель ветрового режима местности — средняя многолетняя

скорость ветра. Для возможности установки ветроэнергоисточника она должна составлять не

менее 4—5 м/сек для обычных установок и не менее 3 м/сек для многолопастных и

вихревых.

Ветроэнергоресурсы особенно распространены в прибрежных районах и на

акваториях. Особую ценность им придает то, что во многих районах, в частности в России,

они имеют зимний максимум. Таким образом, они могут компенсировать зимний минимум

солнечной энергии и давать, в отличие от гелиоустановок, энергию в период максимальной

потребности в ней.

Ветроустановки с экологической точки зрения обладают рядом недостатков. Под них

необходимо выделять земельные участки, они производят шум, изменяют ландшафт,

создают помехи теле- и радиосвязи, могут приводить к гибели птиц, небезопасны при

авариях. Технический прогресс последних лет позволил значительно снизить эти

неблагоприятные воздействия — появились малошумящие лопасти, не отражающие

электромагнитного излучения, мачты, автоматически складывающиеся при опасном ветре, и

т. д.

В ряде случаев ветродвигатели целесообразно размещать группами на отдельных

площадках, удаленных от жилья и с хорошими аэродинамическими условиями. Площади под

установками могут использоваться в сельскохозяйственных целях. Ветродвигатели способны

превращать в электрическую энергию более 30% энергии ветрового потока. Однако

существенным недостатком энергии ветра является ее изменчивость во времени, поэтому

часто ветроустановки комбинируют с другими ВИЭ, например солнечными.

3.10. Вземление зданий

Самым эффективным пассивным средством использования геотермальной энергии

является вземление (присыпка грунтом) или заглубление здания. По опыту США, при

стоимости строительства, эквивалентной или немного большей (в пределах 10%) стоимости

27

обычных зданий, заглубленные позволяют экономить до 60% энергии на стадии

эксплуатации, что и стало причиной их активного строительства в последнее время: уже в

конце 1970-х годов около 5% новых индивидуальных жилых домов в США строилось в

заглубленном исполнении. В числе многих достоинств заглубленных и вземленных зданий

следует выделить:

• эффективное использование разработанного грунта, который, как правило,

оставляется на площадке и применяется в качестве средства присыпки (обваловки) здания и

организации ветрозащитных и солнцеаккумулирующих форм рельефа на территории

участка;

• прекрасные эксплуатационные характеристики наружных ограждений: во-

первых, вземление здания позволяет значительно сократить (или исключить полностью) его

наиболее дорогостоящие фасадные поверхности, а во-вторых, теплоинерционные массивы

грунта, укрывающие стены и кровли, смягчают резкие колебания температурно-

влажностных параметров внешней среды, предохраняя материалы покрытий от быстрого

разрушения;

• высокую тепловую инертность, выражающуюся в очень медленной

теплоотдаче (при отключении источника тепла температура внутреннего воздуха в

заглубленном здании снижается на 1-2оС в сутки.

• высокую градостроительную маневренность: заглубление позволяет, к

примеру, компактно располагать весьма крупные объекты в условиях мелкомасштабной (в

том числе исторической) застройки, не нарушая сложившегося характера среды и

обеспечивая дополнительные рекреационные пространства.

Наиболее существенными недостатками заглубленных зданий является некоторая

усложненность решения проблем дренажа и гидроизоляции в условиях высоких грунтовых

вод, а также естественного освещения и вентиляции внутренних помещений: с одной

стороны, повышенная герметичность наружных ограждений исключает неконтролируемый

приток наружного воздуха, обеспечивая максимальную регулируемость

микроклиматических параметров помещений, а с другой, это предполагает неизбежность

устройства механических систем вентиляции, которые снижают содержание озона и

ухудшают ионный состав воздуха в помещениях. Кроме того, при строительстве

полузаглубленных зданий (а они в условиях равнинных ландшафтов, как правило, наиболее

экономичны) требуется резерв территории для обваловки, поэтому одной из наиболее

распространенных форм использования свойств грунта стали грунтовые и дерновые

покрытия, устройство которых возможно и во всех отношениях целесообразно как на вновь

строящихся, так и на реконструируемых зданиях.

28

3.11.Экономическая и энергетическая целесообразность.

Возвращаясь к активным средствам использования энергии природной среды,

необходимо отметить экономическую и энергетическую целесообразность максимально

возможного "сращивания" используемых технических и архитектурно-конструктивных

средств, например, в виде совмещения конструкций стен (крыш) и гелиоколлекторов,

включением ветрогенераторов в объемную структуру здания и т.п. Такие решения,

основанные на принципе совмещения конструктивных элементов зданий и энергетических

установок, позволяют снизить стоимость объекта на 25-35%.

Наиболее существенным результатом приведенного сопоставления путей и средств

повышения энергоэффективности архитектурных объектов может быть тезис об их

сущностном единстве: энергоэкономичные и энергоактивные здания (в т.ч. на основе и

активных, и пассивных энергосистем) (Жуков Д.Д., Лаврентьев Н.А. Т. А. Маркус, Э. Н.

Моррис).

Раздел 4. Методы повышения энергетической эффективности объектов

строительства Как показывают результаты прогнозирования энергетических перспектив развития

общества, наиболее выигрышны сегодня два пути повышения энергоэффективности

объектов строительства:

1. экономия энергии (снижение энергопотребления и энергопотерь, в том числе

утилизация энергетически ценных отходов);

2. привлечением возобновляемых природных источников энергии.

Мероприятия, соответствующие преимущественной ориентации на один из этих

путей, имеют принципиальные отличия и позволяют выделить два класса

энергоэффективных зданий. Первый класс – здания, использующие энергию природной

среды. Второй класс - здания, не использующие энергию природной среды.

Энергоэкономичные здания - не применяют альтернативные источники или энергию

природной среды, обеспечивают снижение энергопотребления, в основном за счет

усовершенствования систем их инженерного обеспечения (как наиболее "энергоемких"

составляющих энергетического "каркаса" здания), конструктивных элементов,

определяющих характер и интенсивность энергообмена с внешней средой (наружных

ограждений, окон и т.п.). Актуальна и оптимизация архитектурных решений (повышение

компактности объемов, сокращение площади остекления, использование градостроительных

приемов и архитектурных форм, нивелирующих отрицательные воздействия природно-

29

антропогенных факторов внешней среды - ветра, солнца и т.п.), направленная на сокращение

потерь в энергетике.

Энергоактивные здания - ориентированы на эффективное использование

энергетического потенциала внешней среды (природно-климатических факторов внешней

среды) в целях частичного или полного (автономного) энергообеспечения посредством

комплекса мероприятий, основанных на применении объемно-планировочных, ландшафтно-

градостроительных, инженерно-технических, конструктивных средств, которые

предполагают ориентированность пространств, архитектурных форм и технических систем

на энергетические источники внешней среды (солнце, ветер, грунт и др.).

4.1. Достоинства энергоактивных зданий. Типы энергоактивных зданий

Идея энергоактивных зданий явилась результатом поиска путей наиболее

экономичных средств энергоснабжения объектов строительства. Эта цель достигается за счет

возможности производства энергии непосредственно на объекте, сулящей перспективу

полного отказа от устройства дорогостоящих и ненадежных в эксплуатации внешних

инженерных сетей (тепло-, электросетей, сетей горячего водоснабжения).

При транспортировке любого вида энергии происходят большие ее потери. Отказ от

устройства подводящих сетей позволяет исключить эти потери. Суммарная величина этих и

других возможных экономических "выигрышей", соотнесенная со стоимостью необходимых

для их получения мероприятий и средств, определяет в итоге целесообразную степень

энергоактивности проектируемого здания. В современных экономических и технических

условиях, как показывает практика, далеко не всегда экономически оправдано полное

замещение традиционных энергоносителей возобновляемыми. В ряде случаев это

объясняется невысоким коэффициентом полезного действия имеющихся сегодня

технологических средств утилизации энергии природной среды при довольно значительной

их стоимости. Разнообразные комбинированные схемы энергоснабжения, которые сочетают

использование традиционных и одного (или нескольких) видов альтернативных средств,

являются наиболее целесообразными.

Таким образом, мощность и доступность имеющихся на месте строительства

природных и других энергетических ресурсов, характер, производительность и стоимость

средств их использования определяют целесообразную степень энергоактивности объекта.

По этому признаку различают здания:

• с малой энергоактивностью (замещение до 10% энергопоступлений);

• средней энергоактивностью (замещение 10 - 60%);

• высокой энергоактивностью (замещение более 60%);

30

• энергетически автономные (замещение 100%);

• с избыточной энергоактивностью (энергопоступления от природных

источников превышают потребности здания и позволяют передавать излишки энергии

другим потребителям).

Экспериментальное строительство 1970 - 1980-х годов показало, что экономически

эффективными (по соотношению цена/ производительность), а следовательно, наиболее

популярными сегодня и на видимую перспективу стали здания со средней

энергоактивностью, в которых энергией возобновляемых природных источников

обеспечивается от 40% до 60% общей потребности (Н. П. Селиванов, А. И. Мелуа, С. В.

Зоколей).

4.2. Основы проектирования энергоактивных зданий

Проблемы, возникающие при проектировании энергоактивных зданий

При проектировании зданий, использующих энергию природной среды, наиболее

важной проблемой является поиск путей и средств эффективного управления процессами

распределения энергетических (воздушных, тепловых, световых и др.) потоков с целью

поддержания оптимальных микроклиматических параметров помещений в условиях

циклических (суточных, сезонных) и периодических (облачность, осадки) изменений

параметров внешней среды. При этом ключевое значение имеет решение трех задач:

1. как собрать энергию (как получить необходимое количество энергии, учитывая

ее определенную рассеянность во внешней среде, т.е. компенсировать недостаточную

мощность естественных энергетических потоков);

2. как хранить (аккумулировать) собранную энергию (как компенсировать

характерное несовпадение во времени периодов и суточно-сезонную неравномерность

поступления и потребления энергии);

3. как распределять энергию (как обеспечить регулируемое распределение

энергии в здании для обеспечения требующихся в данный момент и в данное время

функционально-технологических и микроклиматических параметров его элементов).

Пути решения проблем, возникающих при проектировании энергоактивных зданий

Существует два принципиально отличных подхода к организации среды обитания

человека - техноцентрический и экологический. Они определяют две группы средств для

решения указанных задач, обусловливая, как показывает практика, совершенно разные

качества получаемых в результате архитектурно-градостроительных, конструктивных и

инженерно-технических решений.

31

1. Техноцентрический или традиционный подход, рассматривающий здание как

внутренне замкнутую систему, предполагает приоритетность задач по усилению

изоляционных свойств ограждений и выражается использованием, преимущественно,

инженерно-технических, или активных, средств повышения энергоэффективности здания, и

в частности, использования природных источников энергии: сбор, хранение и распределение

энергии осуществляется с помощью специальных систем технического оборудования,

которыми оснащаются здания, а также других инженерных объектов, что предполагает

"принудительный" характер протекания энергетических процессов, обеспечивающий

возможность получения большого количества высококонцентрированной энергии. Однако,

при этом инженерно-технические средства не только "дают", но и "берут": помимо довольно

высокой себестоимости, они требуют расходов на содержание, технической

осведомленности пользователя и квалифицированного обслуживающего персонала, что в

сумме ограничивает область их экономически эффективного применения крупными

общественными зданиями и промышленными объектами с высокой и избыточной

энергоактивностью.

2. Экологический подход к проектированию энергоэффективных (и в частности,

энергоактивных) зданий, рассматривая здание как изначально тесно взаимосвязанный с

внешней средой организм и следуя логике природных явлений, ставит целью решение

энергетических задач на основе целенаправленной организации особой материально-

пространственной среды, обеспечивающей регулируемое, но естественное протекание

требующихся энергетических процессов: само здание, его конструкции и пространства,

объекты окружающей среды выполняют роль энергетической установки. Таким образом,

приоритетное значение приобретают задачи по организации эффективных естественных

обменных процессов внутри объема здания и с внешней средой, (в т.ч. в целях

использования энергии природной среды), решаемые, преимущественно, ландшафтно-

градостроительными, объемно-планировочными и конструктивными, или пассивными,

средствами; технические системы при этом выполняют простые вспомогательные (в

основном, корректирующие) функции. Строительством пассивных систем можно обеспечить

около 50% потребности зданий в энергии, то есть энергетическая эффективность пассивных

систем пока невысока. Однако, их хорошие эксплуатационные характеристики, простота

использования, сравнительно небольшая себестоимость и подчеркнутая экологичность

обусловили целесообразность их применения при проектировании любых архитектурных

объектов. Более того, результаты многих программ по энергосбережению в строительстве,

полученные в конце 1980-х годов, в целом, показали более высокую экономическую

эффективность пассивных энергосистем относительно большинства активных: решающее

32

значение приобрели стоимостные и эксплуатационные качества. (Т. А. Маркус, Э. Н.

Моррис).

4.3.Методы проектирования энергоактивных зданий

На уровне градостроительства:

1. выявление факторов внешней среды (природно-климатических и

антропогенных) как благоприятных так и неблагоприятных с энергетической точки зрения в

районе строительства и оценка их возможных воздействий на энергетический баланс

проектируемого объекта (в том числе с целью использования в качестве источника энергии);

2. выбор площадки строительства с наибольшим потенциалом энергетически

благоприятных факторов и наиболее высокой степенью естественной защищенности от

неблагоприятных;

3. организация новых природных и антропогенных форм ландшафта и

целенаправленное использование существующих с целью концентрации энергетически

благоприятных и защиты от неблагоприятных воздействий факторов внешней среды.

На уровне объемно-планировочного решения:

1. с целью снижения удельной площади поверхности теплоотдачи повышение

компактности объемных форм зданий;

2. оптимизация формы и ориентации объекта, направленная на максимальное

использование благоприятных и нейтрализацию неблагоприятных воздействий внешней

среды в отношении энергетического баланса здания;

3. обеспечение объемно-пространственной трансформативности здания как

средства адаптации к меняющимся воздействиям внешней среды;

4. включение (или предусмотрение возможности включения) в объемно-

пространственную структуру здания элементов, обеспечивающих приток и эффективное

использование энергии внешней среды.

На уровне конструктивного решения:

1. оптимизация энергетической проницаемости (изолирующих свойств)

ограждений с целью защиты от неблагоприятных и использования благоприятных

воздействий внешней среды;

2. придание конструкциям здания дополнительных функций (введение

дополнительных конструктивных элементов), обеспечивающих эффективное регулируемое

распределение внешних и внутренних энергетических потоков в процессе эксплуатации

объекта;

33

3. обеспечение геометрической трансформативности конструкций как основных

средств адаптации объекта к изменению условий внешней среды.

На уровне инженерно-технического обеспечения:

1. снижение энергопотребления системами инженерно-технического обеспечения

зданий и территорий за счет улучшения их технико-эксплуатационных параметров;

2. утилизация вторичных энергетических ресурсов, образующихся в процессе

функционирования систем инженерно-технического обеспечения зданий и территорий;

3. обеспечение автоматического контроля и регулирования процессов

распределения энергии в системах инженерно-технического обеспечения зданий.

4.4. Конструктивное и объёмно-планировочное решение энергоактивных зданий

Эффективное объемно-планировочное и конструктивное решение энергоактивного

здания учитывает не только размеры, конфигурацию, ориентацию проектируемого объекта,

но и придает большое значение наличию на фасаде энергоактивных участков ограждений.

В качестве последних рассмотрены глухой участок стены с лучепрозрачным экраном,

светопрозрачное ограждение с трансформируемыми теплозащитными шторами, имеющее

достаточно высокие значения коэффициентов относительного проникания солнечной

радиации, затенения светового проема и сопротивления теплопередаче. В темное время

суток теплозащитные шторы занимают рабочее положение в плоскости проема, увеличивая

тем самым его сопротивление теплопередаче и снижая теплопотери здания.

Для оценки тепловой эффективности энергоактивных участков введены обозначения

площадей: участков Sх, общей наружных ограждений S0, суммарной полезной здания Sп.

Тепловая эффективность участков выражена отношением . Величина упомянутого

отношения, а следовательно, теплопотери здания снижаются как с увеличением площади Sх

энергоактивных участков, так и особенно, с ростом этажности здания.

Например в пятиэтажном здании, не имеющим энергоактивного ограждения, при Sх

=0,25S0 теплопотери через наружные ограждения уменьшаются в 1,3 раза по сравнению со

зданием, имеющим энергоактивные ограждения.

Энергоактивная конструкция может занимать всю площадь инсолируемого фасада.

Характер кривых зависимости Sх/Sп от ширины сооружения с разной высотой 1этажа

Нэт показывает, что для здания с энергоактивной конструкцией, в отличие от

энергоэкономичного здания, может наблюдаться принципиально иная зависимость расходов

тепловой энергии от ширины сооружения: с уменьшением последней энергозатраты на

34

отопление снижаются благодаря возрастанию удельной поверхности Sх/Sп энергоактивного

ограждения. В жилом здании с высотой этажа 3м особенно значительный рост

отношенияSх/Sп наблюдается при ширине, начиная с 12 м и меньше.

Тепловая эффективность энергоактивных светопрозрачных ограждений определена

расчетным путем. В качестве таких ограждений рассмотрены конструкции оконных

заполнений южного фасада с герметичными теплозащитными шторами, которые

закрываются в ночное время. Коэффициенты затенения и относительного проникания

солнечной радиации приняты соответственно равными 0.75 и 0.855. При сопротивлении

теплопередаче штор R=0.5 и 0.75 кв.м х 0С/Вт такие светопрозрачные ограждения имеют

положительный тепловой баланс, т.е., сумма теплопоступлений от солнечной радиации

превышает сумму теплопотерь через окна в течение всего отопительного периода, кроме

декабря и января.

Рассмотренные конструкции светопрозрачных ограждений обладают высокими

энергосберегающими качествами, поскольку они компенсируют до 20-50% общих

теплопотерь здания, приходящихся на окна.

Использование даже небольших по площади энергоактивных участков наружных

ограждений (Sх = 0.1∙S0) и рекомендуемых конструкций окон позволяет снизить тепловую

нагрузку здания на 15-20% по сравнению с энергоэкономичным зданием за счет

использования тепла солнечной радиации (У.А.Бекман, С.А.Клейн, Дж.А.Даффи).

4.5. Новые типы небольших энергоактивных зданий

Сибирь характеризуется суровыми климатическими условиями. Объемы потребления

топлива на цели отопления и горячего водоснабжения делают необходимым широкое

развитие «солнечного» домостроения, чему в достаточной мере способствует

гелиоэнергетическое изобилие южных районов Сибири. При индивидуальном жилищном

строительстве в Сибири энергоактивное здание должно удовлетворять повышенным

теплозащитным требованиям, иметь установленные стеклопакеты или тройное остекление

или. Отопление помещений первого этажа может эффективно решаться путем установки под

жилыми помещениями бака-аккумулятора солнечной энергии, как источника

низкопотенциальной тепловой энергии. В систему теплоснабжения энергоактивных зданий

(круглогодично эксплуатируемых) должны включаться тепловой насос (для повышения

потенциала тепловой энергии) и дополнительный источник энергии (для покрытия дефицита

энергии в периоды длительных неблагоприятных погодных условий) (В.С.Степанов,

профессор; к.т.н. И.И.Айзенберг, доцент; к.т.н. Е.Э.Баймачев).

35

В ходе разработки принципиально новых типов небольших энергоактивных или,

точнее, ветроактивных зданий с крышной ветроэнергетической установкой геликоидного

типа, имеющей вертикальную ось вращения, авторами ведется поиск их оптимальных

архитектурно-технических решений. Под небольшими ветроактивными зданиями

подразумеваются здания, которые способны получать, как минимум, всю требующуюся для

их эксплуатации энергию (без учета повышенного расхода технологической энергии в

некоторых производственных зданиях) за счет расположенной над ними одной вертикально-

осевой геликоидной ветроустановки (одно- или двухъярусной) с оптимальной для данного

типа ветротехники мощностью генератора (не более 30 – 50 кВт) и экономически

целесообразной тепловой гелиосистемы. Пока предлагаемые объекты, которые

ассоциируются больше с энергетическими сооружениями, чем собственно со зданиями,

воспринимаются даже многими специалистами некоторым скептицизмом. Вместе с тем

спрос на рассматриваемые постройки должен появиться тогда, когда приоритетной задачей

станет достижение максимально возможной энергоэффективности и экологической чистоты

зданий. И произойти это может уже в связанных, главным образом, с динамическими

нагрузками, шумом и электромагнитными полями, вызываемыми ветроустановкой, то их

можно будет компенсировать за счет специфических строительных и технических приемов.

Разрабатываемые ветроактивные здания позволяют, во-первых, экономить территорию, во-

вторых, существенно сокращать объемы использования энергии, получаемой за счет

сжигания ископаемого топлива, и, в-третьих, производить энергию даже в намного большем

количестве, чем требуется для их эксплуатации. Излишки электроэнергии выгодно

использовать для обеспечения частной производственной либо сельскохозяйственной

деятельности или направлять в централизованные электросети. А такие сети являются

самыми эффективными аккумуляторами электроэнергии. Кроме того, избыточная энергия –

это и запасной энергетический ресурс для компенсации периодических спадов сезонной

выработки возобновляемой энергии. Разрабатываемые ветроактивные здания должны иметь

сбалансированные и равноценные по значимости архитектурно-технические, то есть

архитектурные, конструктивные, конструктивно-технологические и инженерные решения.

Причем объемно-планировочные построения следует осуществлять исходя из вполне

определенных энергетических, экологических и экономических ограничений. Для

оптимального функционирования всех инженерных систем предлагаемых зданий их следует

автоматизировать. Величина отапливаемого объема ветроактивных зданий регламентируется

мощностью и размерами ветроэнергетической установки. Но в любом случае ее габаритные

размеры в плане не должны значительно превышать соответствующих размеров

отапливаемой части здания. При этом следует решать такую задачу: стремясь к увеличению

36

размеров ветроустановки (для увеличения ее мощности) и уменьшению размеров здания (для

уменьшения энергетической нагрузки), находить оптимальный вариант. Кроме того,

существует необходимость лимитирования абсолютной высоты и абсолютной мощности

ветроустановки. Представляется обоснованным применять в жилых и подобных им по

основным параметрам общественных зданиях по возможности только одноярусные

(однокаскадные) ветроустановки, а в производственных (в зависимости от их размеров и

энергопотребления) – одноярусные или двухъярусные (двухкаскадные) (Бумаженко О.В.).

Наиболее перспективным классом современных архитектурных объектов следует

признать энергоактивные здания и комплексы, при этом объективная тенденция к полному

замещению в энергобалансе зданий традиционных источников энергии альтернативными с

учетом длительных (до 100 лет) сроков эксплуатации большинства капитальных зданий

требует проектных решений, которые обеспечивали бы возможность наращивания

энергоактивности зданий с течением времени, т.е. возможность поэтапной модернизации

энергетической структуры объекта от состояния энергоэкономичности к использованию

энергии природной среды пассивными, а затем и активными средствами. Экономически

наиболее эффективными, а значит, пригодными к широкомасштабному использованию в

массовом строительстве являются сегодня пассивные средства использования энергии

природной среды, а также ветроэнергетические установки малой и средней мощности (для

получения электроэнергии) и тепловые насосы, позволяющие утилизировать

низкопотенциальную энергию различных сред (воздуха, грунта, водоемов и т.п.) в целях

отопления и горячего водоснабжения; при этом наилучшие экономические результаты дает

комбинированное использование пассивных и активных энергосистем. В современных

условиях при выборе средств использования энергии природной среды решающее значение

приобретают их потребительские качества - стоимость и простота эксплуатации. Наиболее

прогрессивной архитектурной концепцией, опыт реализации которой демонстрирует

возможность комплексного и притом высококачественного решения широкого круга

экономических, экологических и социокультурных проблем, можно признать концепцию

биоклиматической архитектуры.

Однако, следует отметить, что объективная необходимость полной замены

традиционных энергоносителей в ближайшие 50 лет в условиях господствующей ориентации

на среднюю энергоактивность новых зданий и их все еще небольшое количество в общем

объеме обусловливает рост актуальности проблемы индустриализации производства энергии

от возобновляемых природных источников, в частности, интеграцией в единые

производственные комплексы технических систем, ориентированных на использование и

традиционных, и альтернативных источников энергии.

37

4.6. Интеллектуальное здание

«Интеллектуальное здание» еще не имеет точного толкования, но большинство

людей, которые им пользуются, воспринимают его как автоматизированную техническую

систему, которая:

- «чувствует», что происходит внутри здания и снаружи;

- «реагирует» таким образом, чтобы наиболее эффективным способом обеспечить

безопасное и комфортабельное пребывание в нем, сведя до минимума потребление энергии и

энергоресурсов;

- «взаимодействует» с людьми посредством применения простых и легко доступных

средств общения.

Интеллектуальное здание является продуктом современного развития существующих

систем автоматики в зданиях в направлении:

- комплексной оптимизации использования ресурсов;

- повышения гибкости конфигурирования и снижения общей стоимости владения;

- интеграции с широким спектром технологического и телекоммуникационного

оборудования;

- упрощения взаимодействия с пользователем.

Характерные особенности интеллектуальных зданий

К основным особенностям интеллектуальных зданий можно отнести:

- способность оптимально реагировать на изменения в процессах, происходящих в здании;

- сочетание децентрализованных (распределенных) принципов построения систем с

централизацией функции мониторинга;

- структурированный подход к построению инженерных систем здания;

- возможность внесения изменений с минимальными затратами;

- предоставление определенного набора услуг обитателям здания.

Интеллектуальное здание создается для человека, поэтому основным критерием

эффективности проекта интеллектуального здания является качество его взаимодействия с

жильцами.

«Интеллект» жилой среды современного дома обеспечивается взаимосвязанной

работой автоматизированных домовых и квартирных систем. Все системы соединены

высокотехнологичными управляющей и информационной сетями, которые проложены во

всех жилых и общественных помещениях дома.

38

По данным аналитиков ARC Advisory Group,

Прогноз общего объема рынка BAS

оборот мирового рынка аппаратных и включая оборудование, программное

программных систем и услуг автоматизации обеспечение и услуги (млрд долл.)

зданий (building automation system, BAS) в

2001 году составил 11 млрд долл. В

ближайшие 5 лет среднегодовой рост этого

рынка составит 5,6%; к 2006 году ее оборот

достигнет 14,5 млрд долл.

(Computerworld, 2002, #30. Интернет-адрес

статьи: www.osp.ru)

Основные системы интеллектуальных зданий

При интеграции в структуру интеллектуальные здания становятся участниками

единой системы, поэтому особое значение придается возможности гибкого взаимодействия с

другими подсистемами:

- создание оптимальных условий работы и жизнедеятельности обитателей здания.

- сокращение эксплуатационных расходов и энергосбережение.

- комплекс систем жизнеобеспечения (КСЖ). В состав входят:

- система управления вентиляцией и кондиционированием воздуха (ВКВ);

- система управления тепло- и водоснабжением (ТВС);

- система управления электроснабжением (ЭС);

- система управления освещением (УО);

- система управления возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ).

Комплекс систем безопасности (КСБ). Обеспечивают мониторинг состояния

интеллектуального здания, предотвращение и ликвидацию аварийных и опасных ситуаций,

частично являются надстройкой над технологическими подсистемами и могут использовать

одни и те же датчики, интерфейсы и исполнительные механизмы, если это не мешает их

работе. В состав входят:

- контроль и управление электрическими потребителями;

- контроль и управление внутренним климатом;

- контроль протечек воды;

- система пожарной безопасности;

- система охранной сигнализации;

- контроль состояния внешней среды;

- контроль и управление доступом к ресурсам здания;

39

- контроль за детьми;

- контроль и обслуживание домашних животных.

Комплекс систем информатизации (КСИ). Являются базисом, на котором строятся все

компоненты информационно-вычислительных сетей интеллектуального здания. Правильная

организация системы определяет надежность функционирования системы

интеллектуального здания как интегрированного комплекса:

• сеть (ЛВС);

• система телефонной сети;

• система приема эфирного и спутникового телевидения;

• телекоммуникационная подсистема (ТК);

• система радиофикации;

• средства оперативной радиосвязи персонала и другие системы

Управление интеллектуальным зданием выполняется по сценариям. Сценарии

разделяются на две основные группы:

- технологические, которые определяют работу инженерных систем с целью создания

безопасных (с точки зрения техники, санитарных норм, экологии) условий проживания;

- пользовательские, которые определяют комфортные условия проживания, максимально

адаптированные к индивидуальным характеристикам.

Определение требований к интеллектуальным зданиям

Определение требований к интеллектуальным зданиям проще установить исходя из

совокупности процессов жизнедеятельности здания, рассматривая функционирование

интеллектуальных зданий неразрывно от взаимодействия с человеком. Интеллектуальные

здания можно представить как набор сервисов и способов их реализации. Степень

автоматизации зависит от желания человека переложить на системы интеллектуальных

зданий ту часть процессов, которая должна выполняться автоматически, полуавтоматически

или неким удобным способом. Поэтому не может существовать единого рецепта по

автоматизации здания.

Проработка исходных требований к интеллектуальным зданиям должна происходить

в тесном взаимодействии с теми, кто будет участвовать в эксплуатации здания, обеспечивать

реализацию сервисов и слуг, и теми, кто будет ими пользоваться, или их представителями.

Нередко в практике строительства современных зданий на коммерческой основе нет

возможности осуществить проработку требований с теми, кто будет эксплуатировать здание

и пользоваться его сервисами. В таком случае организация проработки требований ложится

на тех, кто их представляет – коммерческого застройщика. Их задачей становится

40

определение соотношения стоимости предлагаемого коммерческого объекта к составу

систем и сервисов, видам и уровню услуг проектируемого объекта.

Успех коммерческого проекта определяется правильно выбранным соотношением

потребительских качеств и стоимости. В данном случае под качеством понимается вся

совокупность параметров объекта. И среди них немаловажным становится

интеллектуальность здания. Определение системы качественных показателей

интеллектуального здания, предлагаемых потребителю, становится одной из основных задач

при исследовании рынка перед началом реализации коммерческого строительства.

Принципы построения интеллектуального здания

К основным техническим принципам построения интеллектуального здания

относятся:

- Стандартизация архитектуры комплекса систем (открытость систем). Под открытостью

понимается наличие единого протокола взаимодействия оборудования разных

производителей. В основе построения интеллектуального здания лежат принципы «открытой

архитектуры». При оснащении здания системами и оборудованием от разных

производителей важно, чтобы технические устройства были совместимы между собой и

представляли единое целое. Для того чтобы системы понимали друг друга, они должны

использовать одни и те же правила – стандарты – при обмене данными. В области

телекоммуникаций такие правила называют протоколами.

В настоящее время широкое распространение в области систем управления зданиями

получили стандарты BACnet, LonWorks, EIB и др.

- Cтандарт BACnet (Building Automation Control Network – сетевой протокол для

автоматизации зданий) был разработан Американским обществом инженеров по отоплению,

охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE).

- Стандарт EIB (European Installation Bus – европейская инсталляционная шина)

предназначен для управления энергопотреблением, освещением, жалюзи, микроклиматом и

для контроля доступа; определяет требования к:

- каналам связи (проводные, инфракрасные, телефонные, радио, сети 220 В 50 Гц,

оптоволокно, локальные компьютерные сети Ethernet);

- формату курсирующей информации;

- принципам взаимодействия с пользователем (специализированные информационные

панели и программное обеспечение для персонального компьютера).

Технология EIB позволяет организовать передачу сообщений от устройств фиксации

событий к исполнительным механизмам по следующим интерфейсам:

- проводные каналы связи;

41

- связь по силовым электрическим проводам;

- телефонные и радиоканалы;

- инфракрасное излучение;

- интерфейсы компьютерных сетей.

В европейских странах все большее распространение в качестве основного сетевого

стандарта получает LonWorks, разработанный в компании Echelon Corporation.

Первоначально этот стандарт был разработан для HVAC (систем отопления, вентиляции и

кондиционирования воздуха), однако в настоящее время он уже используется при

построении комплексных систем (включая системы безопасности, учета энергоносителей,

освещения и др.). С целью пропаганды и распространения стандарта LonWorks в мае 1994

года была создана ассоциация LonMark, объединяющая производителей и инсталляторов

Lon-продуктов. Сеть управления LonWorks поддерживает различные среды для передачи

информации: кабель «витая пара», коаксиальный кабель, волоконно- оптический кабель,

радиоканал и др. Стандарт LonWorks позволяет строить системы управления зданиями по

свободной топологии, которая наилучшим образом соответствует структуре комплексных

систем интеллектуального здания:

- типизация оборудования и процессов;

- единая физическая среда передачи информации;

- централизация (функций мониторинга и управления) и интеграция систем;

- децентрализация (распределенные системы управления);

- сегментация (модульный принцип построения систем);

- адаптация (готовность к изменениям);

- наращиваемость и избыточность (наличие резерва).

Реализация проекта интеллектуального здания существенным образом отличается от

традиционной схемы построения здания.

При проектировании интеллектуального здания определяющим принципом является

формирование единого подхода при построении всех систем различных комплексов.

Главной и определяющей составляющей организационно-технических мероприятий,

проводимых заказчиком на этапе принятия решения о строительстве интеллектуального

здания, является выбор генерального проектировщика и подрядчика, способного должным

образом организовать и обеспечить качественные характеристики объекта строительства.

4.7. Комплексный подход к повышению энергоэффективности зданий

Повышение энергоэффективности существующих зданий, а также строительство

новых зданий, соответствующих высоким энергетическим стандартам, стало одним из

42

основных приоритетов в Европе. Тем не менее, любые меры, предпринятые для достижения

высокой энергоэффективности жилого фонда, не должны ухудшать качество жизни и

комфортные условия в помещениях. Если говорить о комплексном подходе к решению

вопросов энергосбережения, становится ясно, что помимо теплопотерь через ограждающие

конструкции здания и систем отопления, необходимо принимать во внимание и другие

аспекты.

Комплексный подход должен охватывать три основных и хорошо известных

принципа устойчивого развития: баланс экологических, экономических и социальных

аспектов. Для всех трех основных принципов следует определить критерии, по которым

здания будут оцениваться и сравниваться. Очевидно, что потребление энергии является всего

лишь одним из многих критериев. Комплексный подход к повышению энергоэффективности

зданий включает в себя дополнительные аспекты, такие как размер инвестиций, анализ

рентабельности, использование экологически чистых материалов, принципы

проектирования, внутренний комфорт и некоторые другие. Рассмотрим их более детально.

1. Размер инвестиций – один из важнейших аспектов при принятии решения о

реализации мер, направленных на повышение энергоэффективности. Ни один из проектов по

энергосбережению не может быть реализован, если это экономически нецелесообразно.

Расходы в городах значительно выше, чем в сельских районах, наблюдается различие в

уровнях цен в период экономического роста и спада. Общий объем инвестиций должен

включать архитектурное проектирование, техническое проектирование, строительство

здания требуемого качества, включая полное техническое оснащение здания, а также НДС.

2. Анализ рентабельности здания на протяжении его жизненного цикла.

Энергетическая эффективность здания и экономические аспекты, применяемых мер должны

быть сбалансированы. Необходимо определить экономически оптимальный уровень путем

проведения анализа рентабельности здания, рассчитанного с учетом всего жизненного цикла

здания. В соответствии с Директивой ЕС 2010/31/ЕC “экономически оптимальный уровень»

означает уровень энергетической эффективности, приводящий к самой низкой стоимости в

течение рассчитанного экономического цикла. Низкая стоимость определяется с учетом

капитальных затрат, технического обслуживания и эксплуатационных расходов (включая

расходы на энергию и сбережения, доход от произведенной энергии), где это применимо, и

расходов на утилизацию, где это применимо.

3. Комплексное планирование жилых районов. Наиболее важные аспекты

комплексного планирования поселений включают в себя: их компактность, в том числе

наличие коротких путей к достопримечательностям или на работу; короткое расстояние до

общественного транспорта; социальное равновесие для достижения устойчивого качества

43

жизни; сведение к минимуму потерь тепла посредством введения компактных типов зданий;

максимальное использование естественного освещения; максимальное использование

солнечной энергии для пассивного отопления, обеспечение возможности использования

централизованного теплоснабжения; минимизации ущерба, наносимого окружающей среде;

хорошая система ухода за почвой во избежание лишних затрат на материалы; управление

отходами и дождевой водой.

4. Комфортный климат в помещениях. Любое здание должно быть спроектировано и

построено таким образом, чтобы достичь здорового, безопасного и комфортного климата в

помещениях. План строительства и конкретные технические планы должны соответствовать

климатическим требованиям к помещениям, определяемым национальным

законодательством. При планировании необходимо принимать во внимание то, как

сохранить тепловой режим здания. Здания должны быть спроектированы и построены таким

образом, чтобы водяные пары внутреннего воздуха не конденсировалась на строительных

конструкциях (окна, рамы, стены, вентиляционные системы и т.д.), и чтобы это не приводило

к повреждениям. Влажность воздуха в помещении должна оставаться в пределах указанных

значений. Правила и указания, касающиеся звукоизоляционных мер должны быть приняты

во внимание. При проектировании и строительстве здания концентрация летучих

органических соединений (ЛОС) должна быть учтена и сведена к минимуму либо в

соответствии с требованиями национального законодательства. Помимо этого, необходимо

учитывать концентрацию радона и, при необходимости, принять специальные меры по

сокращению его до минимума или до соответствия требованиям национальных нормативных

актов.

5. Экологические материалы. Строительные материалы являются частью проведения

оценки здания и являются очень важными для оценки всех систем здания. В Европейском

союзе все строительные материалы должны иметь этикетку CE, которая свидетельствует о

том, что материал может быть использован и распространен в странах Европейского союза, а

также о том, что были проведены испытания и материалы отвечают всем требованиям. Тем

не менее, данная этикетка не означает, что материал является экологически чистым или эко-

материалом. Согласно проекту CAPEM, эко-материал – материал / продукт, не имеющий

негативного влияния на окружающую среду и не оказывающий отрицательного воздействия

на здоровье. Так, например, при реконструкции или модернизации здания необходимо

избегать использования либо заменять материалы, содержащие следующие вредные

вещества: асбест, фреоны; вещества, содержащие кадмий (например, краски); вещества с

высокой долей содержания растворителей, пластификаторов или формальдегидов, смолы;

44

несертифицированной древесины, клея и красок, содержащих битум, тропическую

древесину, за исключением случаев, сертифицированных лесным попечительским советом.

6. Энергетический стандарт. При планировании или принятии решения о

строительстве дома энергетический стандарт предопределяет его последующее потребление

энергии. Кроме того, он определяет технические меры, необходимые для достижения

определенного энергетического стандарта. В настоящее время существует два точно

определенных стандарта: первый установлен национальным законодательством каждой

страны, а второй – так называемый «стандарт пассивного здания». Критерий оценки

энергетического стандарта здания основан на потреблении тепловой энергии на квадратный

метр в год. Здания нулевого потребления энергии и стандарт пассивного здания являются

одними из лучших примеров.

7. Принципы проектирования. Проектирование является основным этапом для

достижения хорошего высокого энергетического стандарта, а также привлекательного

внешнего вида здания. Есть несколько основных принципов дизайна, применяемых в

процессе проектирования энергоэффективного здания: компактность застройки,

оптимальное зонирование и расположение, использование солнечного света, естественное

освещение, тень и тепловая защита. Следует применять комплексное мышление на этапе

проектирования и далее в процессе строительства и управления. Должна обеспечиваться

гибкость использования здания или его частей.

8. Контроль качества. Даже самое лучшее детальное планирование является

бесполезным, если техническая реализация проекта строительства не является правильной.

Существует необходимость в проведении мониторинга и проверки на этапах планирования

использования здания, проектирования, завершения строительства. Процесс контроля

качества рассматривается как оценка реализации проекта. Обычно он начинается с

утверждения проекта в соответствии с требованиями национального законодательства.

Дальнейший контроль (желательно на регулярной основе) осуществляется в течение всего

процесса строительства. Все строительные процессы должны быть проверены и измерены.

Может проводиться независимая сертификация, предлагаемая различными схемами

сертификации и вводящая ряд строгих правил (например, сертификат пассивного здания).

9. Изоляция крыши. По грубым подсчетам, через поверхность крыши может

происходить около 10-20% общих потерь тепла. Настоятельно рекомендуется использование

изоляционного материала для крыши толщиной как минимум 15-20 см (с

теплопроводностью λ = 0040 Вт / мК), независимо от климатических условий. Изоляция

толщиной до 30 см необходима для домов с низким потреблением энергии, 40 см – для

пассивного дома в условиях климата Центральной Европы.

45

10. Изоляция стен. Стены большинства домов являются самой большой поверхностью

энергопотерь и оказывают наибольший эффект на потребление энергии. Стены могут давать

около 20-30% от общих потерь тепла. Рекомендуется минимальная внешняя изоляция стен

не менее 10 см (λ = 0040 Вт / мК), независимо от климатических условий. Около 24 см

необходимо для энергосберегающих домов, 35 см – для пассивного дома в условиях климата

Центральной Европы.

11. Изоляция пола. Пол может повлиять на 5-10% от общих потерь тепла. Большое

значение придается и комфорту. Лучший способ держать ноги в тепле без отопления –

изоляция пола или изоляция потолка погреба. Настоятельно рекомендуется минимальная

изоляция пола, равная 4 см (λ = 0040 Вт / мК). До 16 см требуется для энергосберегающего

дома и 30 см – для пассивного дома в условиях климата Центральной Европы.

12. Коэффициент теплопередачи окон. Помимо получения солнечного света, на окна

приходится около 15% общих потерь тепла только через теплопередачу. Количество

потерянной тепловой энергии зависит, в основном, от количества стекол и толщины рамы, а

также от степени заполнения оконной рамы изоляционной пеной. Показатель

энергетического качества окон – коэффициент теплопередачи (U-значение). U-значение

всего окна (UW) включает U-значение стекла, рамы и потери через тепловые мостики по

краю остекления. В основном, старые окна, UW-значение которых приблизительно 5,6 W / m²

K, имеют одну раму. Окна с двойной рамой и покрытием на внутренней стороне внешнего

стекла имеют UW-значение до 2,3 W / m² K. У современного тройного стеклопакета UW-

значение может достигать 0,8 Вт / м2

К.

13. Герметичность (воздухонепроницаемость) здания Тепловые потери относятся к

тепловому потоку, который выходит из внутренней части здания через его ограждающую

конструкцию во внешнюю среду. Таким образом, герметичность оболочки здания имеет

большое значение для предотвращения потерь тепла. Потери тепла через неплотность

ограждающих конструкций могут достигать 10%. В случае, если герметичность повышается

и проверяется, можно значительно уменьшить потери. С помощью теста на

воздухопроницаемость можно измерить герметичность здания и выявить утечки.

Минимальная плотность воздуха новостройки должна быть ниже, чем скорость

воздухообмена – 3 раза в час (т.е. <3 ч-1

). Хорошее соотношение – ниже, чем 1 ч-1

. Для

пассивных домов, герметичность должна быть меньше, чем 0,6 ч-1

.

14. Вентиляция. В настоящее время при энергоэффективном строительстве и

реконструкции вопрос вентиляции очень часто недооценивается. Во многих случаях в

существующих зданиях первоочередным способом сохранения энергии является замена

домовладельцами старых окон новыми, герметичными и более энергоэффективными. Другой

46

стороной таких действий является недостаточный обмен воздуха по причине отсутствия

притока свежего воздуха. Это приводит к увеличению влажности в помещении и созданию

климатических условий, благоприятных для роста плесени. Система вентиляции с

рекуперацией тепла является решением для повышения энергетической эффективности

здания. Наличие такой системы обязательно для дома пассивного стандарта.

15. Отопление и охлаждение. Как правило, для повышения энергетической

эффективности здания должны быть оптимизированы системы отопления и охлаждения.

Есть несколько способов, среди них: использование эффективных котлов, использование

низкотемпературных систем отопления и конденсатных котлов, хорошо оптимизированные

обогреватели (радиаторы, полы с подогревом и т.д.). Рекомендуется применять насосы с

высоким КПД, что позволяет экономить электроэнергию. Теплоизоляция всех труб системы

отопления и горячего водоснабжения приводит к снижению теплопотерь. Установка

термостатов с автоматической регулировкой температуры на обогревательные элементы

позволяет контролировать температуру. Понижение температуры, когда тепло не требуется

(например, ночью или в отсутствие жильцов), уменьшает потребление энергии. Установка

счетчиков повышает уровень осведомленности об энергопотреблении индивидуального

отопления и охлаждающих устройств.

16. Использование возобновляемых источников энергии. Запасы ископаемых

источников энергии ограничены, экологические проблемы и ожидаемое увеличение спроса

на энергию являются одними из основных причин более активного развития возобновляемых

источников энергии (ВИЭ). Возобновляемые источники энергии представляют собой

энергию, вырабатываемую за счет таких природных ресурсов, как вода, солнечный свет,

ветер, дождь, приливы, геотермальные источники и биомасса для производства

электрической и тепловой энергии. Использование ВИЭ зависит от нескольких факторов,

таких как доступность, уровень развития технологий и расходы. Эти факторы всегда должны

учитываться.

4.8. Энергосберегающие объемно-планировочные решения жилых зданий

Энергосберегающие объемно-планировочные решения жилых зданий в соответствии

с СП-31-107-2004 «Архитектурно-планировочные решения многоквартирных жилых зданий»

обеспечиваются:

- сокращением площади поверхности наружных стен за счет уменьшения изрезанности

объема здания;

- увеличением ширины корпуса с учетом нормативных требований по освещенности

помещений;

47

- увеличением протяженности здания с учетом градостроительных ситуаций;

- увеличением суммарной площади квартир на этаже с учетом противопожарных

требований;

48

- применением планировочных элементов, способствующих повышению

теплоэффективности жилого дома (в том числе использование незадымляемых лестничных

клеток типов Н2 или Н3 и обычной лестничной клетки типа Л2 с верхним освещением).

49

При выборе типов лестничных клеток для жилых зданий следует учитывать

требования энергосбережения, повышения экономической эффективности принимаемых

решений, безопасности проживания.

50

Лестничная клетка типа Л2 применяется в жилых зданиях высотой, как правило, не

более 9 м. Допускается ее применение в жилых зданиях высотой до 12м. Она

характеризуется наличием в покрытии остекленных (или открытых) проемов площадью не

менее 4 м или световых фонарей.

В лестничных клетках типа Л2 следует предусматривать просветы между маршами

шириной не менее 0,7 м или световую шахту на всю высоту лестницы площадью

горизонтального сечения не менее 2 м . Лестничная клетка типа Л2, как правило,

выполняется в центре плана секции или односекционного жилого здания, при этом в ее

объеме могут размещаться двух-, трех- и четырехмаршевые лестницы. При двух- и

четырехмаршевых лестницах входы в квартиры могут устраиваться с обеих площадок - с

поэтажной и промежуточной, при трехмаршевой - с одной лестничной площадки.

Незадымляемые лестничные клетки типов Н2 и Н3 допускается проектировать в

крупных и крупнейших городах (с учетом требований СНиП 31-01) при высоте

расположения верхнего этажа более 28 м и до 50 м включительно. Данные типы лестничных

клеток допускаются и при меньшей высоте расположения верхнего этажа жилого здания.

Проход к незадымляемой лестничной клетке типа Н2 следует осуществлять через

тамбур (или коридор), допускается проход через лифтовой холл при применении в лифтах

противопожарных дверей с EI 30.

Незадымляемые лестничные клетки типа Н2 характеризуются устройством подпора

воздуха при пожаре непосредственно в лестничную клетку. Такие лестничные клетки

целесообразно разделять по вертикали на отсеки через 7-8 этажей для сокращения объема, в

котором следует создавать подпор.

Подпор воздуха в отсеках обеспечивается подачей воздуха в верхние зоны отсеков.

Величина подпора воздуха должна составлять не менее 20 Па на нижнем этаже отсека при

одной открытой двери.Незадымляемые лестничные клетки типа Н3 характеризуются

устройством подпора воздуха при пожаре в тамбур-шлюз перед лестничной клеткой.

Обеспечение энергоэффективности многосекционных жилых зданий за счет

увеличения выхода площади на этаже секции рекомендуется осуществлять:

51

- в жилых домах с прямыми рядовыми или поворотными секциями - за счет увеличения

ширины секции на торце;

- в жилых домах с широтными Т-образными секциями - за счет увеличения количества

квартир на этаже до 6 - 8;

52

- в угловых секциях (с углом поворота на 90°) - за счет размещения по наружному световому

фронту максимального количества квартир.

В жилых зданиях (секционного, коридорного, коридорно-секционного и галерейного

типов) государственного и муниципального жилищных фондов увеличение выхода

суммарной площади жилья на этаже, обеспечивающей повышение их энергоэффективности,

может быть достигнуто:

- в широтных зданиях - за счет применения квартир с большим числом комнат, а также за

счет увеличения количества квартир на этаже секции;

- в протяженных меридиональных домах (в том числе со сдвижкой в плане) - за счет

увеличения количества квартир на этаже и уменьшения удельного периметра наружных стен.

4.9. Способы повышения энергоэффективности многоквартирных домов

Если дом крепкий и имеет небольшой процент износа, то имеет смысл работа по

повышению энергоэффективности дома. Затраты по повышению энергоэффективности

окупятся, и комфорт тоже имеет существенное значение. Если дом находится в

предаварийном состоянии, то лучше обойтись малыми затратами на поддержание комфорта

и обеспечение учета энергоресурсов. Учет в любом случае быстро окупится.

В составе требований к управлению энергоэффективностью зданий, строений,

сооружений: показатели энергоэффективности для объекта в целом; показатели

энергоэффективности для архитектурно-планировочных решений; показатели

энергоэффективности для элементов объекта и конструкций, а так же материалов и

технологий,применяемых при капремонте.

Надзорные органы определяют класс энергоэффективности многоквартирного жилого

дома, а застройщик и собственник дома размещают указатель класса энергоэффектиности на

фасаде дома. Собственники зданий, строений, сооружений обязаны в течение всего срока их

эксплуатации не только обеспечивать установленные показатели энергоэффективности, но и

проводить мероприятия по их повышению. Это так же является обязанностью лица,

ответственного за содержание жилого дома. Один раз в пять лет показатели

энергоэффективности должны пересматриваться в направлении улучшения.

Состав мероприятий по повышению энергоэффективности:

Повышение теплового сопротивления ограждающих конструкций:

Облицовка наружных стен, технического этажа, кровли, перекрытий над подвалом

теплоизоляционными плитами - снижение теплопотерь до 40%;

Устранение мостиков холода в стенах и в примыканиях оконных переплетов. Эффект

2-3%;

53

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%;

Замена /применение современных окон с многокамерными стеклопакетами и

переплетами с повышенным тепловым сопротивлением;

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 до40%;

Применение наружного остекления имеющего различные характеристики накопления

тепла летом и зимой;

Установка дополнительных тамбуров при входных дверях подъездов и в квартирах;

регулярное информирование жителей о состоянии теплозащиты здания и мерах по

экономии тепла.

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;

54

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

регулярное информирование жителей о состоянии системы отопления, потерях и

нерациональном расходовании тепла и мерах по повышению эффективности работы

системы отопления.

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 подваллах для охлаждения воздуха,

подаваемого в приточную вентиляцию;

регулярное информирование жителей о состоянии вентсистемы, об исключении

сквозняков и непроизводительного продува помещений дома, о режиме комфортного

проветривания помещений

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;

55

установка стабилизаторов давления (понижение давление и выравнивание давления

по этажам);

теплоизоляция трубопроводов ГВС (подающего и циркуляционого);

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;

регулярное информирование жителей о состоянии расхода воды и мерах по его

сокращению.

Экономия электрической энергии

Замена ламп накаливания в подъездах на люминесцентные энергосберегающие

светильники;

Применение систем микропроцессорного управления частнорегулируемыми

приводами электродвигателей лифтов;

Замена применяемых люменесцентных 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;

регулярное информирование жителей о состоянии электопотребления, способах

экономии электрической энергии, мерах по сокращению потребления электрической

энергии на обслуживание общедомового имущества.

Экономия газа

Применение энергоэффективных газовых горелок в топочных устройствах блок

котельных;

56

Применение систем климат-контроля для управления газовыми горелками в блок

котельных;

Применение систем климат-контроля для управления газовыми горелками к

квартирных системах отопления;

Применение програмируемого 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.

4.10. Способы повышения энергоэффективности общественных зданий в Москве

Поскольку основной резерв экономии энергии находится в существующих жилых и

общественных зданиях, потребляющих более 40% первичных энергоресурсов, то к ним в

первую очередь относится стратегия энергосбережения. Это подтверждает опыт реализации

комплекса энергосберегающих мероприятий, проведенных на здании Департамента

топливно-энергетического хозяйства города Москвы.

Стремительный рост и развитие такого современного мегаполиса, как Москва,

вызывает увеличение потребления энергетических ресурсов и воды. С ростом

энергопотребления увеличивается нагрузка на все элементы инфраструктуры по генерации и

транспортировке электрической и тепловой энергий и воды, а также происходит

расходование невосполняемых природных ресурсов. Этим вызвана необходимость

компенсирования общего увеличения потребления ресурсов, вызванного развитием города,

за счет внедрения современных энергосберегающих технологий в уже существующих

зданиях и сооружениях, а также за счет повышения их энергетической эффективности.

Задачи снижения потребления энергоресурсов на объектах Москвы сформулированы

в Государственной целевой программе «Энергосбережение в городе Москве на 2011, 2012–

2016 годы и на перспективу до 2020 года" (Программа). Одним из основных разработчиков

Программы был Департамент топливно-энергетического хозяйства города Москвы (далее

ДепТЭХ.

Для достижения целевых показателей, установленных Программой, было принято

решение о внедрении комплекса энерго-сберегающих мероприятий на здании департамента,

позволяющих достигнуть экономии энергетических ресурсов не менее чем в 3% от

фактических значений базового 2010 года.

57

Для выбора энергосберегающих мероприятий, позволяющих получить максимальный

эффект и имеющих сравнительно низкие сроки окупаемости, было проведено энергетическое

обследование здания ДепТЭХ. Результатом стало составление энергетического паспорта

организации и отчета, содержащего рекомендации по энергосбережению и повышению

энергетической эффективности.

В рамках энергетического обследования проведены визуальные осмотры и

инструментальные измерения, показывающие реальное состояние оборудования вводно-

распределительных устройств, электрической сети и системы освещения, теплового пункта,

систем теплоснабжения и отопления здания, водопроводов горячего и холодного

водоснабжения, запорной арматуры. Также было проведено тепловизионное обследование

ограждающих конструкций здания.

По результатам энергетического обследования были выделены три вида ресурсов, для

экономии которых необходимо было разработать и внедрить энергосберегающие

мероприятия. Такими ресурсами являются электрическая и тепловая энергии, холодная

(горячая) вода. Для каждого из перечисленных ресурсов были определены энерго-

сберегающие мероприятия, проведены проектные работы.

Энергосберегающие мероприятия, направленные на экономию тепловой энергии:

- модернизация теплового пункта здания с установкой автоматизированного узла управления

системой отопления

- установка балансировочных клапанов стояков системы отопления.

Для здания была применена схема автоматизированного узла управления, при

которой блоком управления автоматизированного узла учитывались значения температуры

внешнего воздуха, снижались расходы теплоносителя в нерабочее время, в выходные и

праздничные дни.

Полученная экономия тепловой энергии, расходуемой на отопление здания, составила

от 15 до 25% относительно значений базового 2010 года в январе—марте 2012 года.

Кроме экономии тепловой энергии внедренное оборудование позволило обеспечить

необходимый гидравлический режим в системе отопления, организовать управление

насосами смешения, повысить эффективность транспортировки теплоносителя, оперативно

перекрывать отдельный стояк в случае аварии (утечки теплоносителя) и минимизировать

затраты на сервисное обслуживание и настройку системы отопления.

Экономия электрической энергии была достигнута благодаря комплексным

действиям по модернизации части системы освещения здания. Помимо этого совместно с

проектированием типовых энергосберегающих мероприятий была предложена и разработана

58

система по использованию альтернативных источников энергии, а именно предусмотрена

установка по генерации электрической энергии на основе солнечных панелей.

Полученная экономия электрической энергии, расходуемой на освещение внутренних

помещений здания, составила от 3,5 до 6,5% относительно значений базового 2010 года в

январе — марте 2012 года.

Дополнительно к экономии электрической энергии внедренное оборудование

позволило повысить комфорт пользования освещением, увеличить срок службы

люминесцентных ламп за счет плавного пуска, соблюдать предписанные нормативной

документацией уровни освещенности в соответствующих помещениях.

Энергосберегающим мероприятием, направленным на экономию воды, стала установка в

санитарных узлах здания водосберегающих сенсорных смесителей на фотоэлементах.

Сенсорные смесители существенно поднимают уровень комфорта, практичности и

гигиеничности. В их корпус встроен специальный датчик, который реагирует на движение в

определенной области. Экономия заключается в том, что исключается возможность

бесконтрольного вытекания воды из смесителя и в отсутствии расхода воды во время

регулировки ее температуры.

Для мониторинга расхода энергетических ресурсов была спроектирована система

диспетчеризации, позволяющая отслеживать расход ресурсов в реальном времени,

архивировать и хранить данные и формировать отчеты о состоянии инженерных систем

здания.

Для обеспечения работы системы диспетчеризации устаревшие приборы учета воды,

тепловой и электрической энергий были заменены на современные, которые позволяют

осуществить их подключение к информационной магистрали.

При анализе данных, собранных системой диспетчеризации в процессе эксплуатации,

выявлены новые возможности для экономии. Например, замена водопроводной арматуры,

установка водосберегающих унитазов, устранение щелей в стыках дверей и окон здания,

модернизация системы вентиляции.

4.11. Информационные и организационные меры по энергосбережению на уровне

домашних хозяйств

В ЕС домашние хозяйства потребляют около 25% от общего объема произведенной

энергии. В Республике Беларусь данный показатель еще выше: потребление электроэнергии

достигает 20% и свыше 40% тепла. Поэтому вовлечение людей является крайне важным для

тех, кто работает над общей стратегией по сокращению потребления энергии. Для того

чтобы внести свой вклад, население должно быть хорошо осведомлено по данной проблеме.

59

В настоящее время, в ситуации непрерывно растущих цен на энергоносители, актуальность

информирования населения, как правило, не является проблемой. Тем не менее, наличие у

людей соответствующих знаний не предполагает автоматического изменения ситуации.

Итак, что же население может сделать, и что мы можем сделать, чтобы заставить их

действовать? Давайте рассмотрим вопрос, как и каким образом можно изменить ситуацию.

Эффективная экономия энергии предполагает изменение поведения людей, и здесь

мы уже сталкиваемся со сложностью: это может означать изменение положения вещей,

которое до сих пор было очень удобным. Однако это далеко не единственный барьер на пути

от пассивного знания о том, что каждый должен внести свой вклад, и непосредственно

самими действиями. Некоторые люди очень скептичны и утверждают, что их личные

действия не приведут к каким-либо значительным изменениям. Существует еще одна группа

людей, те, кто идет еще дальше, спрашивая: «Почему я должен изменить свое поведение, а

не другие?» А некоторые просто не видят в этом выгоды.

Кроме того, на ситуацию влияют социальные нормы, которые регулируют поведение

людей. За последние десятилетия в западноевропейском обществе внимательное отношение

к окружающей среде стало общепринятым в большей или меньшей степени, и люди

ожидают друг от друга соответствующего поведения.

Еще одно препятствие, с которым мы сталкиваемся, – это использование некоторыми

людьми недостоверной или ложной информации, которая впоследствии закладывается в

основу их поведения. Многие знают, что энергоэффективные лампочки содержат ртуть,

которая очень опасна для окружающей среды и поэтому используют обычные лампочки.

Однако они переоценивают вред, связанный с ртутью, по сравнению с потенциалом

сокращения выбросов CO2 благодаря использованию энергосберегающих лампочек.

Последнее, но не менее важное препятствие состоит в следующем: большому

количеству людей просто не хватает достаточной информации для того, чтобы принять

какое-либо решение.

Возникает вопрос, каким образом преодолеть эти препятствия? Существуют

различные способы и стратегии, чтобы справиться с причинами бездействия населения, и

очень важно найти правильный способ. Люди часто имеют негативные ассоциации,

связанные с понятием «защита окружающей среды», поскольку предполагают отказ от чего-

либо. Необходимо превратить данное понятие в личное для каждого и убедиться, что

обращение передано в правильной форме.

Люди, которые по своей сути скептичны и считают, что их собственное поведение не

может изменить положения вещей, должны просто делать то, что они могут сделать, даже

60

если это что-то совсем незначительное, например, регулярно проверять, выключен ли свет,

выходя из дома или помещения.

Многие люди смотрят на окружающих и спрашивают, почему они также не меняют

свое поведение. Следует обратить внимание на отдельные преимущества экономии энергии,

такие как снижение затрат или просто более сознательное отношение к окружающей среде.

Наличие положительного примера, как, например, действия местных властей, проводящих

политику снижения потребления энергии в общественных зданиях, может послужить

хорошей мотивацией.

Если люди не видят для себя в этом никакой выгоды, то небольшие награды и

соревнования могут помочь мотивировать их действовать.

Давайте рассмотрим несколько конкретных примеров того, что люди могут делать

дома, чтобы экономно использовать электроэнергиию:

• Во время стирки и сушки белья: использовать стиральную машину только при полной

загрузке, стирать на низкотемпературных режимах, отказаться от сушки в машине,

использовать современные стиральные порошки хорошего качества предназначенные для

стирки при низких температурах. Многие порошки можно использовать для стирки при 30

°C, что позволяет использовать только 20% энергии, потребляемой при стирке при 60 °C.

• Приготовление пищи на электроплите: накрывать кастрюлю крышкой, выключать

плиту за 10-15 минут до готовности еды, использовать кастрюли с плоским дном, чтобы

обеспечить максимальную теплоотдачу; при наличии конфорок с различными диаметрами

выбирать ту, которая наиболее близка диаметру кастрюли или сковороды.

• Освещение и электроприборы: контролировать потребление электричества по

счетчику, использовать энергосберегающие либо светодиодные лампочки вместо обычных,

т.к. первые окупаются в долгосрочной перспективе; использовать переходники и удлинители

с главным выключателем, который одновременно отключает несколько приборов, которые, в

противном случае, могли бы оставаться в режиме ожидания.

Это лишь несколько советов, но их выполнение большим количеством людей могло

бы оказать значительное влияние.

Что мы можем сделать для того, чтобы способствовать изменению социальных норм

и ожиданий? Следует четко понимать, что такое изменение происходит только в

долгосрочной перспективе. Тем не менее, если оно окажется успешным, то это самое

устойчивое изменение, которое оказывает существенное влияние. Одним из наиболее

распространенных способов является повышение уровня осведомленности и

информированности населения. При этом важно иметь в виду, что информация должна

предоставляться не один раз, а систематически. Например, если город проводит кампанию

61

по энергосбережению дома, люди, не принимающие непосредственного участия в ее

проведении, забудут о проблеме вскоре после завершения кампании. Поэтому очень важно

повторять информирование снова и снова. Однако не все информационные кампании с

постоянным информированием и в большом масштабе являются эффективными. У

населения может просто выработаться «иммунитет» против нее.

Еще один способ заключается в организации конкурсов. Например, люди,

проживающие в одном городе или доме, соревнуются друг с другом в том, кому удастся

сэкономить наибольшее количество электроэнергии в год. Такие конкурсы могут быть

организованы и на национальном уровне; в случае их трансляции по телевидению они

способствуют энергосбережению и имеют широкий спектр воздействия.

Лучший способ воздействия на социальные нормы начинается с воспитания детей в

школах. Дети будут выступать в роли мультипликаторов, делясь дома с родителями

знаниями, полученными в школе. Таким образом, у родителей появится возможность

обдумать и обсудить данные темы.

Существует несколько моментов, которые необходимо учитывать, независимо от

того, какой способ информирования населения выбран: обращение должно быть

положительным – без прогнозирования обреченного будущего и катастрофических

предположений о мире после пятидесяти лет изменения климата, которые отпугивают

людей. Достоверно неизвестно, каким будет будущее. Эффективнее всего обращать

внимание на личную экономию от энергосбережения.

Раздел 5. Внедрение энергосберегающих технологий

В каждой из областей энергопотребления имеется своя специфика, свои программы

энергоэффективности, которые необходимо учитывать комплексно в расчетах при

проведении энергоаудита. Необходимо владеть методами, позволяющими рассчитать

достаточно точное энергопотребление зданий и сооружений и проанализировать ситуацию с

позиции внедрения энергосберегающих технологий. В результате проведения энергоаудита

комфортность условий микроклимата в помещениях здания не должна быть ухудшена,

поэтому для оценки энергетического состояния здания в полном объеме, в т.ч. инженерных

систем, персонал, проводящий энергоаудит, должен иметь квалификацию инженера,

обладающего знаниями по строительству зданий, инженерным системам, инженерному

оборудованию, вопросам тепломассообмена и теплотехники, измерению различных текущих

параметров, по нормативным документам федерального и регионального уровней и пр.

62

Начинается программа энергоэффективности со сбора исходных данных о состоянии

его теплоэнергетического хозяйства. Необходимые исходные данные должны содержать

следующие основные элементы:

- теплотехнические характеристики строительных материалов, конструкций стен,

полов, потолков, окон, дверей и пр.;

- информация об инженерных системах здания и прочем энергопотребляющем

оборудовании;

- изучается состояние внутреннего микроклимата в помещениях.

Отчет по энергосервисным разработкам с расчетами и итоговыми значениями

необходимых показателей является основанием для внедрения энергосберегающих

мероприятий. В нем должны быть отражены технические и экономические возможности по

энергосбережению в здании, а также экономические, энергетические, экологические и

прочие последствия от внедрения энергетических технологий.

Для выполнения программы энергоэффективности необходимы точные измерительные

приборы, прошедшие поверку. При внедрении энергосберегающих мероприятий нужно

уделить внимание внедрению системы эксплуатации и обслуживания, подготовке

обслуживающего персонала. Для увеличения точности необходимо провести большое число

измерений в разные сезоны.

Проект по энергоаудиту для каждого здания разрабатывается индивидуально. Объем

энергосберегающих мероприятий зависит от степени износа здания, от принятых проектных

решений, от использованных при строительстве технологий,поэтому для одних зданий

потребуются незначительные энергосберегающие мероприятия, для других

крупномасштабная реконструкция. Всю проверку необходимо провести тщательно, с

достаточной точностью. На основе полученной информации можно рассчитать требуемые

капитальные затраты и предполагаемые эксплуатационные расходы, прибыльность,

окупаемость мероприятий и пр.

Важное значение имеет экономический эффект от энергосервисной разработки после

внедрения мероприятий по энергосбережению, а также обеспечение расчетного уровня

энергосбережения в течение длительного времени. Необходимо обеспечить внешний

контроль эксплуатации и обслуживания в здании энергосберегающего оборудования.

В процессе расчетов должны быть получены следующие основные сведения:

экономия энергии за год (в кВт/(м2•год)); экономия (в руб./год); общая стоимость

энергосберегающих мероприятий; срок окупаемости и прибыльность мероприятий по

энергосбережению.

63

5.1. Направления по внедрению энергосберегающих технологий

Возможны следующие направления по внедрению энергосберегающих технологий

для существующего, реконструируемого и проектируемого здания, в каждом направлении

свои конкретные мероприятия:

1 – архитектурно-планировочные и конструктивные;

2 – мероприятия по инженерным системам;

3 – мероприятия по использованию вторичных и возобновляемых источников энергии.

В инженерных системах внимание уделяется оборудованию.

Для проектируемого здания энергосберегающие мероприятия должны предусматриваться в

обязательном разделе проекта и носить конкретный характер в соответствии с

действующими нормами.

Разработка рекомендаций является важнейшим этапом энергосервисных разработок,

поскольку ради получения обоснованных предложений по повышению эффективности

использование энергии проводится энергетическое обследование.

Повышение энергоэффективности возможно при помощи таких очевидных

мероприятий, как внедрение энергоэффективного оборудования, в то же время не стоит

пренебрегать такими мероприятиями, как изменение системы энергоснабжения, применение

комплексного производства тепловой и электрической энергии, использование как топлива

отходов производства, использование в процессе производства более дешевых

энергетических ресурсов.

Рекомендации по внедрению энергосберегающих технологий принято разделять

относительно категорий энергопотребления или относительно альтернативных решений

одной и той же энергетической проблемы. Чаще используют распределение рекомендаций

по их стоимости.

5.2. Рекомендации по внедрению энергосберегающих технологий

Беззатратные рекомендации внедрения энергосберегающих технологий:

• экономное использование имеющихся ресурсов;

• улучшение технического обслуживания оснащения;

• приобретение топлива по более низшей цене.

Низкозатратные рекомендации:

• установление более эффективного оборудования;

• установление новых (автономных) средств управления;

• тепловая изоляция теплотрасс и помещений;

64

• изменение регламента технического обслуживания оборудования;

• обучение персонала;

• контроль энергопотребления и оперативное планирование.

Высокозатратные рекомендации:

• изменение производственного оснащения;

• установление комплексных систем управления;

• комплексное производство тепловой и электрической энергии;

Раздел 6. Энергоаудит

Повышение энергоэффективности – это огромный скрытый российский ресурс, по

масштабам сопоставимый с добычей нефти и газа, а энергоаудит – основной инструмент

выявления неэффективных энергозатрат.

В России опыт практического энергоаудита насчитывает всего около десяти лет.

Первое обучение российских специалистов проводили иностранные консалтинговые фирмы

их Англии, США, Франции и Дании. В России до этого энергетические обследования

решали только отдельно взятую проблему, а не комплексную задачу эффективного

энергопотребления.

Управление жилым зданием на сегодняшний день невозможно представить без

применения энергосберегающих технологий – использования современных, отвечающих

международным стандартам качества, теплоизоляционных строительных материалов,

применении приборов регистрации и регулирования энергоресурсов(тепловые системы, водо

и газоснабжение), замены изношенных трубопроводных систем на современные, установки

энергосберегающего оборудования.

Энергоаудит общественных и жилых зданий, в том числе многоярусных сооружений,

многоквартирных домов обязателен. В особенности это касается строений, находящиеся на

стадии введения объекта в эксплуатацию или находящихся на стадии ремонта. Ведь только

энергоаудиторская экспертиза жилого строения может в полной мере дать оценку

эффективности использования энергетических и теплоэнергетических ресурсов данного

объекта.

Энергоаудит жилых и общественных зданий и сооружений представляет из себя

комплекс мероприятий, направленных на получение качественной экспертной информации

об энергопотреблении и дальнейшую структуру оптимизации использования энергетических

и теплоэнергетических ресурсов. Результатом аудита является разработанная целевая

стратегия, включающая проектные решения разделов электрообеспечения, схемы трубо- и

65

теплопроводов, устройство вентилируемых фасадов, позволяющих обеспечить наиболее

рациональное потребление электроэнергетических и тепловых ресурсов.

6.1. Этапы аудиторского обследования

Этапы аудиторского обследования утверждены и сертифицированы в международной

системе сертификации ISO 9001.

1) Натурное обследование объекта, выполнение измерений и сбор информации в

различных условиях. В зимнее время для жилого дома проводят тепловизионную

съёмку, которая позволяет определить источники нарушения теплоизоляционного

материала и выявить тепловые протечки.

2) Определение качества строительных конструкций, типы и свойства

используемых материалов при строительстве здания или сооружения.

3) Анализ полученных результатов, построение энергетических изолиний и

графиков распределения энергии.

4) Составление и анализ теплоэнергетического баланса объекта.

5) Разработка долгосрочной программы по увеличению энергоэффективности

сооружения с подробным поэтапным планом разгрузки энергетических сетей.

6) Формирования отчёта по каждому из вышеперечисленных пунктов с

подробным анализом эффективности принимаемых мер по рациональному расходу

энергии.

Результатом энергоаудита является подробный отчёт с рекомендациями по снижению

энергопотребления, а также энергетический паспорт здания. В энергетический паспорт

заносятся результаты, полученные в ходе энергетического обследования, данные по

энергоэффективности, класс энергоэффективности здания, а также смета потребляемых

ресурсов и т.д.

6.2. Передовые интеллектуальные технологии энергоаудита.

Не так давно в нашей стране начали применять метод интеграции тепловых процессов

на основе пинч-анализа. Применение этого высокоэффективного метода дает в ряде

производств уникальные результаты при проектировании и реконструкции

тепломассообменных сетей.

Для действующих предприятий нефтепереработки и нефтехимии, большинство из кото-

рых запущены в эксплуатацию в 60-70-х годах прошлого столетия, применение пинч-

технологии позволяет достичь снижения потребления энергоресурсов и, соответственно,

финансовых платежей за них на 30-50 %, а в ряде случаев по отдельным установкам до 70 %.

66

При этом срок окупаемости проектов по реконструкции, разработанных с использо-

ванием метода пинч-анализа, не превышает двух лет,

Пинч-метод основан на термодинамическом анализе системы технологических пото-

ков, а для экономической оптимизации использует немонотонную зависимость общей

годовой стоимости эксплуатации проекта от наименьшего температурного напора на

теплообменном оборудовании.

Применение пинч-метода позволяет добиться существенной финансовой экономии за

счет минимизации использования внешних энергоносителей, как подводящих энергию, так и

отводящих, путем максимального применения рекуперации теплоты в рамках

рассматриваемой энерготехнологической системы.

При этом данный метод позволяет минимизировать теплообменную поверхность и

количество теплообменных единиц, оптимизировать перепад давления в сети и размещение

силовых установок, минимизировать количество сточных вод и эмиссию углекислого газа. В

случае модернизации существующих производств пинч-технологии позволяют максимально

использовать уже установленное оборудование, но в новых рабочих сетях, что снижает

инвестиции в реконструкцию.

Более того, методами пинч-анализа возможно определить стоимостной компромисс 1

между всеми названными факторами и капитальными вложениями при заданном сроке

окупаемости, которому и должен удовлетворять окончательный проект.

6.3. иболее характерные места энергетических потерь в многоэтажном жилом доме

Энергетические потери в многоэтажном жилом доме рассмотрим на примере

конкретного объекта. Для этого возьмем двухкомнатную квартиру на третьем этаже в

десятиэтажном жилом доме по улице III-Кольцевая в г. Владимире.

Прибор testo 875-1 серийный №: Standard

32° 2239923

Заказчик Место измерения:

Заказ

Испытание было проведено в соответствии с EN 13187 с помощью тепловизионной камеры.

Отклонения в заданных требованиях к испытаниям:

Файл: Дата: Время:

67

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 21,4 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 21,3 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 21,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 21,6 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 22,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 22,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 7 22,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 8 21,9 1,00 20,0 -

Точка измерения 9 17,7 1,00 20,0 -

Точка измерения 10 21,0 1,00 20,0 -

68

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Файл: Дата: Время:

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 16,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 15,3 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 18,7 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 19,4 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 19,3 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 23,7 1,00 20,0 -

69

Точка измерения 7 21,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 8 21,9 1,00 20,0 -

Точка измерения 9 20,5 1,00 20,0 -

Линия профиля:

Файл: Дата: Время:

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Выделение изображений:

70

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 42,1 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 42,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 42,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 42,1 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 40,8 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 23,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 7 22,1 1,00 20,0 -

Точка измерения 8 23,7 1,00 20,0 -

Точка измерения 9 28,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 10 24,7 1,00 20,0 -

Линия профиля:

Файл: Дата: Время:

71

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 24,3 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 24,3 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 22,9 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 17,4 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 20,1 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 22,6 1,00 20,0 -

Линия профиля:

Файл: Дата: Время:

72

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 20,7 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 20,8 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 20,8 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 21,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 21,8 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 22,1 1,00 20,0 -

Точка измерения 7 21,9 1,00 20,0 -

Точка измерения 8 21,7 1,00 20,0 -

Точка измерения 9 23,4 1,00 20,0 -

Точка измерения 10 22,6 1,00 20,0 -

Линия профиля:

Файл: Дата: Время:

73

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 16,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 20,2 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 13,9 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 18,7 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 21,8 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 18,5 1,00 20,0 -

Линия профиля:

74

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Файл: Дата: Время:

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 40,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 39,2 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 40,9 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 24,3 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 23,2 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 24,2 1,00 20,0 -

Точка измерения 7 20,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 8 16,6 1,00 20,0 -

Точка измерения 9 19,6 1,00 20,0 -

Точка измерения 10 25,5 1,00 20,0 -

Линия профиля:

75

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Файл: Дата: Время:

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 15,6 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 18,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 23,1 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 18,3 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 21,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 22,1 1,00 20,0 -

76

Точка измерения 7 15,7 1,00 20,0 -

Линия профиля:

Файл: Дата: Время:

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 17,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 18,0 1,00 20,0 -

77

Точка измерения 3 21,6 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 23,2 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 22,9 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 18,2 1,00 20,0 -

Точка измерения 7 20,9 1,00 20,0 -

Точка измерения 8 20,2 1,00 20,0 -

Линия профиля:

Файл: Дата: Время:

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

78

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 38,7 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 38,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 23,2 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 18,2 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 18,6 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 21,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 7 22,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 8 23,6 1,00 20,0 -

Линия профиля:

Файл: Дата: Время:

79

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 39,6 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 41,4 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 17,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 17,8 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 22,1 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 20,8 1,00 20,0 -

Точка измерения 7 21,7 1,00 20,0 -

Точка измерения 8 20,5 1,00 20,0 -

Линия профиля:

80

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Файл: Дата: Время:

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 41,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 38,4 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 42,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 40,1 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 40,4 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 26,6 1,00 20,0 -

81

Точка измерения 7 25,4 1,00 20,0 -

Точка измерения 8 15,1 1,00 20,0 -

Точка измерения 9 25,9 1,00 20,0 -

Линия профиля:

Файл: Дата: Время:

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 22,2 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 22,7 1,00 20,0 -

82

Точка измерения 3 17,6 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 16,6 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 18,6 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 20,0 1,00 20,0 -

Линия профиля:

Файл: Дата: Время:

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

83

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 15,7 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 17,7 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 15,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 19,8 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 20,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 21,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 7 21,6 1,00 20,0 -

Точка измерения 8 21,5 1,00 20,0 -

Точка измерения 9 21,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 10 17,9 1,00 20,0 -

Линия профиля:

Файл: Дата: Время:

84

Параметры изображения:

Коэффициент излучения: 1,00

Отраж. темп. [°C]: 20,0

Выделение изображений:

Измеряемые объекты Темп. [°C] Излуч. Отраж. темп. [°C]

Примечания

Точка измерения 1 41,1 1,00 20,0 -

Точка измерения 2 42,4 1,00 20,0 -

Точка измерения 3 38,4 1,00 20,0 -

Точка измерения 4 36,4 1,00 20,0 -

Точка измерения 5 19,0 1,00 20,0 -

Точка измерения 6 18,7 1,00 20,0 -

Точка измерения 7 24,6 1,00 20,0 -

Точка измерения 8 29,1 1,00 20,0 -

Точка измерения 9 24,9 1,00 20,0 -

Линия профиля:

85

Вывод:

1 Имеет место перегрев - в помещении на момент проверки 24 гр. Цельсия.

2 В квартире недостаточно эффективно работает вентиляция. Окна герметичные. Щели

под дверьми меньше нормативных. Естественная вентиляция не справляется

воздухообменом.

3 Вследствие п.1, п.2 требуется проветривание через частое открывание окон.

4 Стены удерживают теплопоток равномерно. Проблем не обнаружено.

5 Нарощенные радиаторы батарей дают свой эффект (повышенная температура в

квартире). Вместе с тем при наличии регуляторов (а они имеются) это является хорошим

запасом для локальных провалов по теплоснабжению.

6 На момент проверки температура радиаторов на входе была порядка 40 градусов. Для

окружающего воздуха это нормально. При понижении температуры наружного воздуха

температура в радиаторах будет (должна!) повышаться.

Котельная в доме крышная, автономная, инерционность у нее не большая.

Рекомендации:

-пользоваться регуляторами (можно в последствии установить автоматические, например

фирмы Дакфос);

-обратить внимание на слабую вентиляцию.

86

6.4. Экспресс-энергоаудит

Одной из форм энергоаудита является экспресс-энергоаудит, который позволяет

оперативно определить в здании основных потребителей по видам энергии, установить

фактические значения потоков энергии в результате прямых измерений, ее распределение по

основным потребителям, установить класс энергоэффективности здания и необходимые

технические мероприятия по его повышению.

Экспресс-энергоаудит включает три основных этапа:

расчетное определение контрольных показателей энергопотребления по нормативным

требованиям, проектным характеристикам или показателям аналогичных зданий;

проведение комплекса экспресс-измерений и их обработка с приведением к

«стандартным» климатическим условиям;

сопоставление контрольных показателей с расчетными на основе измерений и

составление рекомендаций по повышению энергоэффективности здания.

Анализ современной практики проведения энергоаудита показал, что не существуют

универсальные схемы и приборы, позволяющие выполнить все необходимые измерения,

поэтому комплекс состоит из трех автономных блоков:

блок определения теплотехнических качеств ограждающих конструкций;

блок измерений расходов тепла и теплоносителя (жидкости);

блок измерений расходов воздуха в системах вентиляции и параметров микроклимата

в помещениях.

Обычно термографическое обследование проводится в холодный или переходный

периоды года, температура внутреннего воздуха в жилых и общественных зданиях не ниже

+16 °С, условие соблюдения необходимой разности температур всегда выполняется.

Типичная термограмма участка стены представлена на рис. 1.

87

Рис.1 Термограмма участка стены

6.5. Энергетический паспорт здания

В составе проекта здания обязательно наличие раздела «Энергоэффективность». В

нем должны быть представлены сводные показатели энергоэффективности принятых

решений в соответствующих частях проекта здания. Сводные показатели должны быть

сопоставлены с нормативными показателями удельного расхода тепловой энергии qт.от, кВт

· ч/(м2 · год), которые установлены СНиП и территориальными строительными нормами по

энергосбережению.

Содержание пояснительной записки к разделу «Энергоэффективность»

1) общая энергетическая характеристика запроектированного объекта;

2) сведения о проектных решениях, направленных на повышение эффективности

использования энергии;

3) описание технических решений ограждающих конструкций с расчетом приведенных

сопротивлений теплопередаче (за исключением светопрозрачных) с приложением

протоколов теплотехнических испытаний, подтверждающих принятые расчетные

теплофизические показатели строительных материалов, отличающиеся от показателей

СНиП 23-02-2003 и сертификата соответствия для светопрозрачных конструкций;

88

4) принятые виды пространства под первым и над последним этажами с указанием

температуры внутреннего воздуха, принятой в расчетах, наличие мансардных этажей,

используемых для жилья, тамбуров входных дверей и отопления вестибюлей,

остекления лоджий;

5) принятые системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, сведения о

наличии приборов учета и регулирования, обеспечивающих эффективное

использование энергии;

6) специальные приемы повышения энергоэффективности здания: устройства по

пассивному использованию солнечной энергии, системы утилизации тепла вытяжного

воздуха, теплоизоляция трубопроводов отопления и горячего водоснабжения,

проходящих в холодных подвалах, применение тепловых насосов и прочее;

7) информация о выборе и размещении источников для объекта. В необходимых случаях

приводится технико-экономическое обоснование энергоснабжения от автономных

источников энергии вместо централизованных;

8) сопоставление проектных решений и технико-экономических показателей в части

энергопотребления с требованиями норм;

9) заключение.

Пояснительная записка заканчивается составлением энергетического паспорта здания.

Энергетический паспорт жилых и общественных зданий предназначен для

подтверждения соответствия показателей энергетической эффективности и

теплотехнических показателей здания, показателям установленным в нормативных

документах.

Содержание энергетического паспорта здания:

- общая информация о проекте;

- расчетные условия;

- сведения о функциональном назначении и типе здания;

- объемно-планировочные и компоновочные показатели здания;

- расчетные энергетические показатели здания, в том числе: показатели

энергоэффективности, теплотехнические показатели;

- сведения о сопоставлении с нормируемыми показателями;

- рекомендации по повышению энергоэффективности здания;

- результаты измерения энергоэффективности и уровня тепловой защиты здания после

годичного периода его эксплуатации;

- класс энергетической эффективности здания.

89

6.6. Пример составления энергетического паспорта

Форму и порядок составления энергетического паспорта здания рассмотрим на

следующем примере.

Исходные условия: Разработан проект десятиэтажного жилого дома для строительства в

Москве. Общее количество квартир - 40. Стены здания изготовлены с применением

трехслойных железобетонных панелей с теплоизоляцией из минеральных плит типа

«Роквул», окна с трехслойным остеклением в деревянных раздельно - спаренных переплетах.

Чердак - «теплый», покрытие - из керамзитобетонных панелей толщиной 250 мм. Подвал -

«теплый» с разводкой трубопроводов с изоляцией. Здание подключено к центральной

системе теплоснабжения с оборудованием в подвале ИТП. В оконных рамах имеются

регулируемые отверстия для поступления санитарной нормы наружного воздуха. Из кухонь,

санузлов и ванной предусмотрена механическая вытяжка с расположением вытяжных

агрегатов на чердаке.

З АДАНИ Е

С использованием формализованных таблиц составить раздел проекта здания

«Энергосбережение» с рекомендациями по повышению энергетической эффективности

проекта здания, энергетический паспорт и заключение.

Р ЕШЕН И Е

Для решения поставленной задачи воспользуемся «Методическими указаниями по

проведению энергоресурсоаудита в жилищно-коммунальном хозяйстве», утвержденными

приказом Госстроя России от 18.04.2001 г. № 81, и Московскими городскими строительными

нормами МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и

тепловодоэлектроснабжению», утвержденными Правительством Москвы постановлением от

23 февраля 1999 г. №138.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ЗДАНИЯ

Общая информация о проекте Дата заполнения (число, месяц, год)

Адрес здания Москва, ул. ...

Разработчик проекта - адрес и телефон Проспроект-1 ГлавАПУ ...

Шифр проекта Серия 90-05/1.2Щ

РАСЧЕТНЫЕ УСЛОВИЯ

№

п/п

Наименование расчетных параметров Обозначения Единица

измерения

Величина

1 Расчетная температура воздуха

помещения в холодный период года

tв °С +20

90

2 Расчетная температура наружного

воздуха в холодный период года

tн.х °С -26

3 Расчетная температура «теплого»

чердака

tв.чер °С +14

4 Расчетная температура «теплого»

подвала

tв.под °С +6

5 Продолжительность отопительного

периода

τот Сут. 213

6 Средняя температура наружного

воздуха за отопительный период

tн.ср.от °С -3,6

7 Градусо-сутки отопительного периода* ГСОП °С сут 5027

* Вычисляется по формуле: ГСОП = (tв – tн.ср.от) – тот = [(20 - (-3,6)] · 213 = 5027 °С · сут.

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ, ТИП И КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ЗДАНИЯ

ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ ЗДАНИЯ

№ Показатель Обозначение, Нормативное Расчетное Фактическое п/п ед. измер. значение (проектное) значение

показателя значение показателя

показателя

8 Назначение Жилое

9 Размещение в застройке Отдельно стоящее

10 Тип здания Многоэтажное - 10 этажей

11 Конструктивное решение здания Крупнопанельное,

железобетонное

12 Оснащенность здания узлами регулирования отопления

с указанием типа регулятора

Отопительные конвекторы

«Сантехпром Авто», с

регуляторами РТД-1

13 Наличие узлов учета расхода тепловой и электрической

энергии, топлива и воды

В ИТП имеется узел учета

расхода теплоты зданием,

в каждой квартире -

электрический счетчик.

В ИТП установлен счетчик

расхода водопроводной

воды

91

14 Общая площадь

наружных

ограждающих

конструкций здания

В том числе:

стен по продольным

фасадам

торцевых стен

многосекционных

здании

Окон

Покрытий

пола

15 Площадь

отапливаемых

помещений

16 Общая площадь

17 Жилая площадь

18 Отапливаемый объем

19 Коэффициент

остекленности фасада

здания

20 Коэффициент

компактности здания

Fн/Vот

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

№

п/п

Показатель Обозначение,

ед. измер.

Нормативное

значение

показателя

Расчетное

(проектное)

значение

показателя

Фактическое

значение

показателя

21 Приведенное

сопротивление

теплопередаче

наружных

92

ограждений:

- стен по продольным

фасадам

- торцевых стен

- окон и балконных

дверей

- покрытий

- покрытий 1-го этажа

22 Удельное поступление

приточного наружного

воздуха в жилые

помещения

23 Расход поступающего

приточного наружного

воздуха в жилые

помещения здания

ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

№

п/п

Показатель Обозначение,

ед. измер.

Нормативное

значение

показателя

Расчетное

(проектное)

значение

показателя

Фактическое

значение

показателя

24 Трансмиссионные

теплопотери через

ограждающую

оболочку здания за

отопительный период

Qт.пот.тр.,

кВт·ч/от. пер.

186 404

25 Расход теплоты за

отопительный период

на нагрев приточного

наружного воздуха

Qт.пн,

кВт·ч/от.пер.

186 997

26 Удельные бытовые

тепловыделения в

здании

Qт.б, Вт/м2 Не менее 10 10

27 Бытовые Qт.пр.б, 76 067

93

теплопоступления в

здании за

отопительный период

Qт.пр.б = qт.б·10-

3·213·24·Fж

кВт·ч/от.пер.

28 Потребность в

тепловой энергии за

отопительный период

на цели отопления и

вентиляции

Qт.пот.тр.,

кВт·ч/от.пер.

297 334

29 Удельный расход

теплоты на

отопление здания по

отношению к общей

площади

отапливаемых

помещений Fп.от =

2392 м2

Qт.тр,

кВт·ч/м2

от.пер.

95 124,3

СОПОСТАВЛЕНИЕ С НОРМАТИВНЫМИ ТРЕБОВАНИЯМИ

№ п/п Показатель Обозначение,

ед. измер.

Нормативное

значение

показателя

Расчетное

(проектное)

значение

показателя

Фактическое

значение

показателя

30 Категория

энергетической

эффективности

здания

(qт.от - qт.от.нар)

100/qт.об.нор

% ±14 ±31

31 Соответствует ли

проект здания

нормативному

требованию

Нет

32 Категория

энергетической

Пониженная

94

эффективности

33 Дорабатывать ли

проект здания?

да

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ПРОЕКТА ЗДАНИЯ

34 Рекомендуется: для сокращения расхода теплоты на подогрев приточного воздуха

применить приточно-вытяжные агрегаты, расположенные на чердаке с

использованием в них пластинчатых «воздухо-воздушных» теплоутилизационных

теплообменников с применением для устранения обмерзания конденсата подогрев

удаляемого воздуха

35 Паспорт заполнен:

Организация ...

Адрес и телефон ...

Ответственный исполнитель ...

Заключение

Проведенные расчеты и данные заполненного «Энергетического паспорта» показали,

что запроектированное здание имеет пониженную энергетическую эффективность и

перерасход теплоты за отопительный сезон на системы отопления и вентиляции по

сравнению с нормами МГСН. Принято решение переработать проект в соответствии с

рекомендациями по п. 34.

Раздел 7. Зарубежный опыт энергоэффективных решений

Первое демонстрационное энергоэффективное здание в городе Манчестере (Нью-

Хемпшир. США)

Первоначально проект предполагал строительство 6-этажного здания с площадью

каждого этажа 1950 м2 и общей полезной площадью офисов 11700 м2. Была запланирована

подземная автостоянки (3900 м2). Здание имело меридиональную ориентацию с

соотношением сторон 2:1. Рекомендации по энергосберегающим мероприятиям относились к

выбору формы и ориентации здания, оптимизации ветрового воздействия на него,

повышению теплозащиты и теплоаккумуляционной способности наружных ограждающих

конструкций, а также по размещению в них теплоизоляционного слоя, уменьшению площади

95

остекления и использованию солнцезащиты, а также тепла солнечной радиации в системе

теплоснабжения здания.

Было установлено, что размеры и ориентация места застройки ограничивают выбор

оптимальной фирмы здания и его ориентацию с точки зрения энергосбережения.

Прямоугольная в плане форма здания с длинными фасадами, обращенными к югу и северу,

уменьшает теплопоступления от солнечной радиации в летнее время, при этом в зимнее

время, когда солнце расположено низко над горизонтом, имеется возможность использовать

теплопоступления от солнечной радиации.

В окончательном варианте здание состоит из двухъярусного гаража, семи офисных

этажей и технического чердака. Офисные этажи имеют размеры 40х33,5 м. Общая площадь

здания - 16350 м2.

Инфильтрационные теплопотери через наружные ограждающие конструкции,

вызванные ветровым воздействием, могут быть уменьшены за счет использования

особенностей места застройки или путем оптимизации аэродинамики самого здания - выбора

его оптимальной формы по отношению к господствующему направлению ветра или за счет

использования ветрозащитных ребер, барьеров и т.п.

Рекомендации по экономии энергии, затрачиваемой на вентиляцию, учитывались

следующим образом:

- уменьшение объема наружного воздуха путем пересмотра стандартов;

- создание мест для курения в строго определенных частях здания;

- группировки внутренних пространств по схожим функциям;

- замена наружного воздуха рециркуляционным, очищенным посредством системы

абсорбирования, а также правильная организация воздухораспределения для снижения

потребности в его дополнительных объемах.

Энергия, затрачиваемая на нагрев и охлаждение приточного воздуха, может быть

уменьшена на 60-75 % за счет применения рекуператоров тепла.

Солнечная энергия рассматривалась как способ обеспечить наивысший уровень

энергосбережения. Для снижения затрат энергии на освещение была рекомендована система

управления искусственным освещением в зависимости от изменения уровня естественного (в

качестве эксперимента система была установлена только на одном этаже). Большую

освещенность создают и светлоокрашенные полы, стены и потолки - благодаря большему

взаимному отражению между поверхностями. Избирательное "рабочее освещение" в местах,

где оно больше необходимо, наряду с менее интенсивным там, где оно не слишком важно (в

гостиных, коридорах, проходах, технических комнатах), эффективнее традиционного

постоянного освещения.

96

Большие открытые пространства внутри здания дают возможность теплоте,

выделяемой от источников освещения и людей, равномерно распространяться по всему

сооружению. Более того, такой интерьер позволяет более эффективно использовать

кондиционированный воздух путем его беспрепятственного перемещения из одного места в

другое до рециркуляции.

Здание "EKONO-house" (Отаниеми, Финляндия)

Здание "EKONO-house" было построено в Отаниеми (Otaniemi) близ Хельсинки.

Авторы проекта - инженеры фирмы, работавшие под руководством архитектора Хеймо

Каутонена (Heimo Kautonen). Энергосберегающие решения были предложены талантливым

финским ученым Юхой Габриэльсоном (Juha Gabrielsson). Для выбора оптимальных

энергосберегающих решений и расчета их параметров создатели здания "EKONO-house"

использовали компьютерное моделирование, выполненное посредством программного

пакета "DOE", разработанного американским министерством энергетики (US Department of

Energy, DOE). Расчеты велись при помощи спутниковой связи

Основные инновационные энергосберегающие решения здания "EKONO-house":

- эффективное использование внутреннего объема для минимизации площади

ограждающих конструкции и уменьшения через них теплопотерь;

- эффективная теплоизоляция ограждающих конструкции для уменьшения

теплопотерь;

- высокая теплоемкость ограждающих конструкций

- Для накопления тепла и повышения теплоустойчивости здания;

- аккумулирование тепла солнечной радиации в основании сооружения для снижения

нагрузки на систему отопления;

- применение вентилируемых окон для уменьшения теплопоступлений в летнее время

и уменьшения теплопотерь в зимнее время;

- минимальные утечки воздуха (герметичность здания) и низкий расход наружного

воздуха в системе вентиляции для снижения затрат энергии на отопление здания;

- эффективное освещение для снижения затрат электрической энергии;

- система автоматического управления оборудованием климатизации и освещением

для оптимизации и учета потребления энергии.

Ежегодное удельное теплопотребление первой секции здания "EKONO-house"

составило 124 кВт·ч/м2. В то время это было на 50 % ниже чем в административных зданиях

Финляндии Подобные здания в США имели еще большее удельное теплопотребление.

Ежегодное удельное электропотребление первой секции 79 кВт·ч/м2 что также ниже, чем в

Финляндии и США. Удельное теплопотребление второй секции здания "ЕKONO-house"

97

составляет 70 кВт·ч/м2, удельное электропотребление - 57 кВт·ч/м2, что составляет

примерно одну треть от энергопотребления традиционных сооружений подобного типа.

7.1. Польский опыт модернизации существующих зданий

Накопленный к этому моменту польский опыт позволяет сформулировать целый ряд

основных принципов модернизации зданий, которые проверены на многих тысячах

инвестиций в Польше:

1. Высокая теплоизоляционная способность конструкций стен, перекрытий и

фундаментов. Для типовых бетонных стен и перекрытий, не обладающих тепловой

изоляцией, надлежит применять утепление (пенополистирол, минеральную вату) с

минимальной толщиной порядка 15 см, которое будет удовлетворять высоким стандартам

тепловых нормативов. Это позволит предотвратить необходимость очередного

дополнительного утепления таких зданий, которые бы не соответствовали будущим высоким

тепловым нормам.

2. Верификация эффективности систем вентиляции зданий в результате применения

современных герметичных окон и дверей. Поддержание стандартов проветривания

внутренних помещений позволит избежать возникновения плесени и грибка на стенах и

потолках в результате недостаточного проветривания.

3. Внедрение систем отопления с поквартирным регулированием и счетчиками на

отопление квартир с индивидуальным начислением затрат. Это позволит жителям

достигнуть рационального потребления энергии по отношению к их нуждам, это даст им

возможность понижения температуры, а, следовательно, и оплаты за тепло, когда в

помещениях в течение длительного времени никто не находится (уход на работу, отпуск и т.

п.).

4. Приспособление энергетических систем зданий к использованию возобновляемых

источников энергии.

а) Солнечные коллекторы. В частности, необходимо приспособить системы горячего

водоснабжения к совместной работе с солнечными коллекторами. Можно прогнозировать,

что уже в ближайшие годы начнется процесс установки солнечных коллекторов на зданиях.

Плоские бетонные крыши зданий в Минске предоставляют возможность легкого монтажа

даже крупных систем коллекторов. Коллекторы можно также устраивать на южных стенах,

которые благодаря бетонной конструкции характеризуются высокой прочностью.

б) Фотоэлектрические батареи. Динамичное развитие фото- электрической

технологии во всем мире позволяет прогнозировать, что уже в текущем десятилетии

указанные системы найдут широкомасштабное применение, в том числе и в таких странах с

98

умеренным климатом, как Беларусь. Следует внимательно обдумать концепцию монтажа

подобных систем на крышах и южных стенах зданий.

Ограниченная площадь крыш, на которой наиболее удобно и выгодно устанавливать

как солнечные коллекторы, так и фотоэлементы, требует оптимизации величины указанных

систем с экономической и энергетической точки зрения. Солнечные электростанции могут

служить частичному покрытию потребностей зданий в электрической энергии. Возможные

при этом крупные системы могут успешно взаимодействовать с сетью и возвращать избытки

мощности; следует также обдумать и взвесить возможность в будущем заряжать энергией

электрические средства передвижения, которые принадлежат жителям. В развитых странах

наблюдается динамичный рост количества электромобилей. К примеру, в Великобритании

число таких автомобилей составляет около 100 тысяч. Вполне вероятно, что уже в текущем

десятилетии подобные средства передвижения станут в широких масштабах появляться и в

Беларуси.

в) Ветряные турбины. Ряд публичных зданий демонстрирует удобные и выгодные

условия для монтажа на их крышах ветряных турбин. Удобные плоские бетонные

перекрытия могут представлять собой конструктивную базу для размещения целых батарей

таких устройств, включающих от нескольких штук до десятка и более турбин малой

мощности (каждая — на уровне нескольких кВт), особенно выгодных для многоэтажных

зданий, локализованных на возвышенных местах, которые встречаются в Минске.

Ограниченная площадь плоских крыш требует осуществлять оптимизацию величины

энергетических систем, создаваемых на основе источников возобновляемой энергии:

солнечных коллекторов, батарей фотоэлементов, а также батарей ветряных турбин.

При проектировании солнечных систем достаточно данных о солнечной радиации с

одного удобного и репрезентативного пункта локализации, тогда как в случае поиска

оптимальных мест размещения турбин обычно необходимо проводить исследования в целом

ряде точек ввиду того, что ветровая обстановка носит изменчивый характер в зависимости от

рельефа местности, высоты, а также от влияния соседних объектов на скорость ветра.

С этой целью монтируются датчики для измерения скорости и направления ветра,

рассчитанные, как минимум, на годичный измерительный цикл. Собранные данные вводятся

в программу математического моделирования, которая использует кривую с

характеристиками электростанции — ее мощности как функции от кратковременной

скорости ветра. Оптимизация, или максимизация количества электроэнергии,

вырабатываемой в течение полного годового цикла, позволяет выбирать подходящую

разновидность турбины (например, с вертикальной или же горизонтальной осью, выбирать

число и размер лопастей, высоту оси и т. д.).

99

г) Геотермальная энергия. Польша является страной, где уже сегодня несколько

городов снабжаются теплом от геотермальных теплоцентралей; например, в Закопане

несколько тысяч зданий подключены к местной геотермальной теплоэнергетической сети.

Следует оценить потенциал геотермальной энергии на территории города Минска и

возможности ее использования для снабжения города теплом. Особенно выгодным является

сопряжение подобной теплоцентрали с теплоэнергетической сетью города, поскольку

температуры теплоносителя относительно низкие (для минской сети они ниже 100 0С на

входе и 40 0С — на возвращении). Ключевое значение имеют местные ресурсы

геотермальных вод, а также параметры месторождений — температура, производительность

и глубина. Для сравнения: в Закопане температура геотермальных вод составляет 86 0С, а

производительность скважин достигает даже 500 тонн в час. В центральной Польше

эксплуатируются геотермальные воды с температурой порядка 60 0С и часовой

производительностью в несколько десятков тонн. Оценка возможностей использования

геотермальной энергии в Минске требует проведения геотермально-геологических анализов.

5. Тепловая энергия выпускных вод теплоэлектроцентрали. Относительно высокая

температура выпускной воды из систем охлаждения теплоэлектроцентралей Минска (на

уровне свыше 40 0С) открывает различные возможности ее использования, как для

отопления, так и так и для сопряжения этих систем при применении технологии

адсорбционных тепловых насосов. Энергетическим продуктом является здесь вода с

температурой теплоэнергетической сети, что позволяет отдавать полученную

высокотемпературную энергию обратно в городскую сеть.

6. Энергосберегающее освещение. Новые экономные источники света — как

флуоресцентные CFL, так и светодиодные LED позволяют добиться дополнительного

сбережения электрической энергии в зданиях публичного назначения ввиду большей

энергетической эффективности, соответственно в 4 и в 10 раз больше для названных

источников по сравнению с традиционным освещением. Это позволит снизить количество

энергии, потребляемой в таких зданиях на освещение, а также покрыть потребности в

энергии для того осветительного оборудования, которое планируется установить в будущем.

7. Мониторинг и управление. Сейчас в мире наблюдается стремление к полному

мониторингу зданий: внутренней температуры, расхода тепла, электричества или воды. Это

позволяет оптимизировать работу всей городской системы в целом с помощью систем

управления. Достигается также возможность дистанционного считывания показаний по

расходу различных носителей и автоматического начисления оплат. Все указанные действия

позволяют добиться значительного сокращения стоимости энергии, а также суммарных

затрат на эксплуатацию зданий.

100

Проведенный многосторонний анализ доказывает, что Беларусь находится в очень

благоприятной и выгодной ситуации для рационализации использования и потребления

энергии в зданиях. Растущие цены энергии и разных видов топлива в мире приводят к тому,

что энергетическая модернизация зданий, с одной стороны, необходима, а с другой стороны,

существует огромный потенциал сбережения потребляемой энергии благодаря доступным

уже сегодня технологиям проведения энергетической модернизации.

Энергетические сертификаты зданий будут в значительной степени способствовать

повышению уровня общественного сознания в сфере рационального использования энергии,

дадут проектировщикам и ответственным руководителям возможность принимать

рациональные инвестиционные решения о применении существующих технологий

модернизации зданий, а также подбирать самые лучшие технологии при строительстве

новых объектов.

7.2. Реализация директивы «Об энергетических характеристиках зданий»

в Польше

Реализация Европейской Директивы «Об энергетических характеристиках зданий» –

это хороший инструмент стимулирования повышения качества зданий в ЕС, принимающий

во внимание местные климатические условия, назначение и анализ рентабельности. Это

имеет важное значение, поскольку сектор жилых и общественных зданий является основным

потребителем порядка 40% энергии в ЕС.

Применение Директивы в Польше выполняется Министерством инфраструктуры под

руководством Министерства экономики. Правовые основы реализации опираются на

Национальный закон (Закон о строительстве) и вторичное законодательство

(сопровождающие постановления министерств). Реализация директивы началась 19 сентября

2007 года после принятия Польским парламентом изменений в Законе о строительстве.

Изменения определяют правила по созданию системы энергетической сертификации зданий,

оценки энергозатрат и инспекции энергоэффективности строительных объектов. В 2009 году

парламент принял дополнительные поправки в Законе о строительстве с целью исключения

выявленных правовых ошибок во время реализации Директивы, а также введения реестра

специалистов, ответственных за выдачу энергетических сертификатов зданий.

Постановление о методологии расчетов энергетической эффективности и шаблон

сертификата определяют требования к энергоэффективности (различные для новых и уже

существующих зданий) и методологию оценки энергопотребления зданий или отдельных

квартир, что в свою очередь, существенно влияет на энергетический сертификат здания. На

основании постановления выделяют 4 вида сертификатов:

101

• энергетический сертификат жилых зданий;

• энергетический сертификат других зданий (нежилых зданий);

• энергетический сертификат квартир;

• энергетический сертификат строительных конструкций, составляющих отдельные

технические или функциональные области.

Все виды сертификатов, схожие по форме и содержанию, представлены на четырех

страницах. На первой странице размещена основная информация о строительном объекте,

данные по потреблению невозобновляемой первичной энергии и полезной энергии, а также

информация о специалисте, выдавшем сертификат. Следующая страница включает в себя

информацию о технических характеристиках здания и подсчеты энергетической

эффективности. Кроме того, сертификат содержит рекомендации возможных мер по

повышению энергетической эффективности здания или квартиры и дополнительную

информацию. Сертификат действителен в течение 10 лет.

Что касается механизма контроля качества, то в Польше пока еще не был установлен

порядок контроля качества энергетических сертификатов и контроля работы специалистов

по вопросам энергетики. Все возможные конфликты между квалифицированными

специалистами и владельцами зданий решаются в суде. Предусмотрено обязательное

страхование гражданской ответственности специалистов, выдающих энергетические

сертификаты зданий.

Специалисты, имеющие право на выдачу сертификатов энергетической

эффективности в соответствии с вышеупомянутым законом о строительстве от 19 сентября

2007 года (с изменениями, принятыми 27 августа 2009 года) подразделяются на 3 категории:

• лица, компетентные в проектировании и осуществлении контроля за работой в

рамках специализаций: архитектура, строительство зданий или строительных установок;

• лица, прошедшие специализированные курсы и сдавшие экзамены при

Министерстве, отвечающем за строительство, пространственное планирование и жилищное

обеспечение;

• лица, прошедшие обучение не менее одного года аспирантуры в области

архитектуры, строительства, экологической инженерии, в рамках энергоаудита для термо-

модернизации либо энергетической сертификации.

Тем не менее, основным требованием к квалифицированному специалисту является

получение инженерного образования и изучение следующих специализаций: архитектура,

гражданское строительство, экологическая инженерия. Признается также наличие

магистерской степени по другим строительным специальностям.

102

С целью создания условий для соответствующей подготовки специалистов в 2008

году Министерство инфраструктуры подписало постановление об объеме подготовки и

проведении экзамена для специалистов, желающих получить квалификацию по выдаче

энергетического сертификата зданий. В соответствии с постановлением, не имеется каких-

либо специфических требований к организации, предлагающей подготовительные курсы,

оговариваются правила относительно объема и методов обучения, формы сертификата и

оплаты обучения.

За период времени с января 2009 по сентябрь 2010 гг. более 7000 человек прошли

сертификацию и получили статус квалифицированных специалистов после сдачи

министерских экзаменов. Также насчитывается около 10000 инженеров, получивших

разрешение на выдачу энергетического сертификата зданий, компетентных в вопросах

проектирования и осуществления контроля за качеством работ.

Ряд информационных кампаний об энергосерфтикации зданий проводился в Польше.

Так в 2005 году началась информационная кампания по реализации Директивы «Об

энергетических характеристиках зданий», нацеленная на менеджеров проектов и владельцев

домов (кампания «Дружественный дом» под руководством Министерства инфраструктуры

Польши). Были подготовлены и опубликованы несколько информационных брошюр о

выгодах и обязательствах, вытекающих из реализации директивы. Дополнительная

информация размещена на веб-странице Министерства.

По некоторым оценкам, реализация Директивы «Об энергетических характеристиках

зданий» в Польше не оказала серьезного влияния на строительный рынок, однако она

способствовала увеличению уровня общественного сознания и компетентности

специалистов в области энергоэффективного строительства. В технических и научных

журналах было опубликовано большое количество докладов, отражающих различные

аспекты энергоэффективности. Многие технические университеты ввели в учебный план

курсы по энергоэффективности зданий, осуществили разработку дополнительных программ

для магистрантов и аспирантов.

7.3. Методы оценки зданий с учетом экологических, экономических и

социальных аспектов

В настоящее время больше внимания уделяется зданиям, их техническому состоянию,

а также возможным мерам по повышению энергоэффективности, чтобы снизить расходы на

103

потребление энергии и одновременно повысить качество среды обитания. Однако, прежде

чем начать любое улучшение в здании, важно провести оценку его состояния. Перед началом

работ по усовершенствованию здания необходимо выдвинуть цель и результаты, которые

нужно достичь. В случае планирования строительства нового здания, оценка перед

реализацией проекта позволит определить приоритеты, которые необходимо соблюдать и

выполнять во время проведения строительных работ. Также оценка рекомендуется при

контроле качества строительства, чтобы отследить, соответствует ли проект начальным

требованиям и выдвинутым критериям. Оценка применяется, если необходимо сравнить

разные строительные проекты.

Международно известные системы оценки зданий. Существует несколько

известных международных систем оценки и сертифицирования зданий, которые оценивают

здания по принципам устойчивого строительства. Результаты указывают степень, в какой эти

принципы осуществлены. Известны такие методы оценки как LEED – Leadership in Energy

and Environmental Design (англ.), который используют в основном в США, и BREEAM –

Building Research Establishment Environmental Assessment Method (англ.), который разработан

в Великобритании и популярен в основном в Европе. Тем не менее, анализ полученных

результатов оценки здания требует много времени, лучше приглашать сертифицированного

консультанта для его проведения. Эти методы не подходят для получения быстрого

описания здания. В основном эти методы применяются для оценки больших общественных,

административных и промышленных зданий.

Простой и быстрый метод оценки зданий. В рамках международного проекта

INTENSE разработан простой и легко применимый метод оценки зданий. Он включает 16

критериев, к которым относятся технические решения, аспекты планирования и социально-

экономические аспекты. Этот метод дает возможность в довольно короткое время получить

многостороннее представление о состоянии здания или его проекта. Применение метода

простое и подходит для широкого круга пользователей, например, для старост жилых

многоэтажных домов, домовладельцев, для самоуправлений и специалистов

государственных учреждений. Метод можно использовать как для жилых, так и для

общественных, производственных и других типов зданий. Следует учитывать, что

результаты предоставят ориентировочную информацию и не заменят энергосертификацию

или любой другой метод сертификации.

Критерии различных методов, используемых для оценки зданий. Сравнение

критериев оценки LEED, BREEAM и INTENSE показывает сходство методов, хотя

наблюдаются и небольшие различия (табл. 1). Например, технические аспекты в методе

INTENSE более детализированны. В отличие от LEED и BREEAM, в метод INTENSE

104

включен экономический критерий оценки расходов и прибыли, в то время как использование

воды не оценивается.

Таблица 1. Критерии оценки здания у методов LEED, BREEAM и INTENSE.

Критерии метода

LEED

Критерии метода

BREEAM

16 критерий метода

INTENSE

Устойчивое

использование

территории

Использование территории Планирование территории

Транспорт

Эффективное

использование водных

ресурсов

Вода Не включен

Энергия и

качество воздуха

Энергия Потребление энергии

Утепление крыши

Утепление стен

Утепление пола

Коэффициент

теплопередачи окон

Воздухопроницаемость

здания

Отопление и

охлаждение

Использование

возобновляемых ресурсов

Вентиляция

Материалы и ресурсы Материалы и отходы Экологические

строительные материалы Загрязнение

Качество климата в

помещении

Здоровье и самочувствие Климат помещения

105

Инновация и дизайн Управление Принципы дизайна здания,

которые относятся к

энергоэффективности

Контроль качества

Не включен Не включен Общие инвестиции

Оценка расходов и прибыли

Пример оценки здания с применением метода INTENSE для многоквартирного

жилого дома во Франкфурте, Германия по улице Rotlintstraße 116-128.

Шестнадцать критериев оценки метода INTENSE условно разделены на 3 группы.

Оценка проводится в соответствии с параметрами каждого критерия – процентами,

кредитными очками или данными по пятибалльной системе. Соответственно, с полученным

результатом от 1 до 5 строка в таблице окрашивается в зеленый или красный цвет. Оценка

«5» указывает на самый высокий результат, и данная строка окрасится в зеленый цвет. Если

параметры оцениваемого здания будут хуже, то строка окрасится в красный цвет. Проводя

оценку здания, возможно отобразить ситуацию и в том случае, если нет данных или

достоверной информации о каком- либо критерии. В этом случае строка окрасится в серый

цвет.

Оценка социально-экономических критериев. С помощью метода INTENSE общие

инвестиции, которые рассчитываются на 1м2, оцениваются по объему инвестиций в

сравнении со средним уровнем в стране (100%). А оценка расходов и прибыли относится к

106

жизненному циклу здания, указывая, посчитаны ли вложенные средства и эффективны ли

они на всем жизненном цикле здания.

Насколько планирование территории разносторонне оценивается по числу

включенных аспектов, например, доступность общественного транспорта, расположение

здания по сторонам света, разработка системы ливнеотвода. По такому же принципу

оцениваются внутренний климат в помещении и принципы проектирования здания,

относящиеся к энергоэффективности. Строительные материалы оцениваются в категориях,

которые связаны с аспектами окружающей среды и здоровьем.

Также оценивается потребление энергии. Самые лучшие результаты соответствуют

стандартам пассивного дома или нулевого энергопотребления. Оценка контроля качества

проводится в зависимости от заданной степени качества контроля в процессе строительства

дома. Высокую оценку можно получить, если проведена или запланирована проверка

качества здания, но самую высокую оценку можно получить, если дополнительно к проверке

качества здания независимой компанией была проведена энергосертификация.

Параметры зданий характеризуют цифровыми выражениями. Утепление крыши,

стен и пола оценивают по толщине теплоизолирующего материала в сантиметрах.

Теплопроницаемость окон характеризует коэффициент теплопередачи U (Вт/м2K).

Воздухопроницаемость здания определяют по степени уплотнения. Степень определяют по

результатам проверок, используя результаты теста на воздухопроницаемость.

Оценка энергосистем. В этой группе оценивается вид вентиляционной системы и ее

энергоэффективность, системы отопления и охлаждения, а также использование

возобновляемой энергии для получения тепла и электричества.

Полученная в результате оценки здания таблица с зелеными и красными строками

отражает его состояние с разных сторон. Рассмотренный пример жилого многоквартирного

дома в Германии указывает на очень хорошую герметичность здания, что является одним из

условий устранения потерь тепловой энергии. Однако, планируя дальнейшие улучшения,

больше внимания следует уделить аспектам, связанным с планированием территории и

внутренним климатом помещений. INTENSE метод предоставляет ориентировочную

информацию, оставляя интерпретацию результатов в компетенции пользователя. Ясно, что

большая часть зеленых строк в таблице указывает на энергоэффективное и экологичное

строительство. Но следует учитывать практические возможности строительства и

результаты, которые можно реально достичь. Больше информации о методе можно найти на

сайте www.intense-energy.eu или бесплатно получить метод оценки INTENSE в организации

„Балтический Экологический Форум”.

Литература

107

1. Аверьянов В.К., Подолян Л.А., Тютюнников А.И., Зарецкий Р.Ю. Энергоэффективный

дом. Первые результаты эксплуатации и предложения по совершенствованию систем.

Информ. бюлл. «Теплоэнергоэффективные технологии» № 3, 2002.

2. Аверьянов В.К., Тютюнников А.И. и др. Альбом для проектирования установок

солнечного горячего водоснабжения, СПб, 1992.

3. Акшель В. А. Энергоцентры на базе микротурбинных установок, журн.

«Энергосбережение» №5, 2006

4. Алексеенко С.В. «Нетрадиционная энергетика и энергосбережение в России», журн.

«Энергосбережение» № 1, 2008, ООО «Теплообмен», г. Севастополь

5. Барон В.Г. Новая идеология создания ИТП, Бюллетень «Теплоэнергоэффективные

технологии»№3/4, 2007 г., С-Петербург.

6. Бродач M. M. Энергетический паспорт зданий. АВОК, 1993. No 1/2.

7. Булгаков С.Н., Чистович С.А., Аверьянов В.К. Пути развития застройки и инженерной

инфраструктуры современных городов. Инф. бюллетень “Теплоэнергоэффективные

технологии”, №3, 1998, С-Петербург

8. Варнавский Б.П. и др. «Энергоаудит объектов коммунального хозяйства и

промышленных предприятий». Учебное пособие. М. МИКС и С, 1998.

9. Васильев Г.П. Рекомендации по проектированию и монтажу геотермальных

теплонасосных систем теплоснабжения зданий. Приложение к диссертации

«Теплохладоснабжение зданий с использованием низкопотенциальной тепловой энергии

поверхностных слоев земли», МГСУ, М., 2006 г.

10. ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей

зоны».

11. ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в

помещениях», М., 1999.

12. ГОСТ Р 51388-99 «Информирование потребителей об энергоэффективности изделий

бытового и коммунального назначения».

13. Energy Process Assessment Protocol. IEA ECBCS. Annex 46. US Army Corps of Engineers.

2009

14. Карпов В. Н. О проектировании современных систем отопления в многоэтажных

зданиях жилого и общественного назначения, журн AВОК №1/2008.

15. Кокорин О.Я. Энергосберегающие технологии функционирования систем ВОК. М.,

“Проспект”, 1999.

16. Колубков А. Н, Никитин С. Г., Шилкин Н. В.,. Белов А. Л, Бочкалов Д. А. Опыт

проектирования и эксплуатации поквартирных систем отопления высотных жилых зданий,

108

журн. AВОК 6, 2005.

17. Комплексная методика по обследованию и энергоаудиту реконструируемых зданий.

Пособие по проектированию. МДС 13-20.2004. ОАО «ЦНИИПромзданий». М., 2004

18. АВОК № 6, 2006.

19. Ливчак В. И. Экспертиза энергоэффективности строительства зданий, журн. АВОК №

7, 2003 .

20. Ливчак В.И., Комментарий. Журн. «АВОК», № 5, 2005.

21. Ливчак В.И.Энергосбережение при водоснабжении жилых зданий, журнал

«Сантехника» №4, 2002.

22. МГСН 2.01-99 Московские городские строительные нормы «Энергосбережение в

зданиях», М. 1999.

23. МГСН 2.01-99. Московские городские нормы «Энергосбережение в зданиях.

Нормативы по теплозащите и тепло-, водо-, электроснабжению».

24. Методические рекомендации и типовые программы энергетических обследований

систем коммунального энергоснабжения (утв. приказом Госстроя РФ от 10 июня 2003 г. N

202).

25. Методические рекомендации по использованию низкотемпературных ВЭР в системах

вентиляции и воздушного отопления промышленных зданий”, М, ЦМИПКС, 1996.

26. Наумов А. Л. Мини-Тэц – очередной бум или объективная потребность отечественной

энергетики, журн. АВОК №7, 2005.

27. Наумов А.Л. Энергоэффективный жилой дом в Москве, журн. AВОК №4/1999.

28. Октябрьский Р.Д. «Управление риском в системах и объектах жизнеобеспечения

городской застройки», учебное пособие, М., ГАСИС, изд. 3 (переработанное и

дополненное), 2007 г.

29. Октябрьский Р.Д. Ресурсосберегающие принципы проектирования объектов

строительства. Инф. бюллетень “Теплоэнергоэффективные технологии”, №3, 2001, С-

Петербург.

30. Октябрьский Р.Д., Перов В.Н. Оптимальные решения в производственно-

энергетических задачах строительства. М., уч. пособие, изд. ЦМИПКС,. 1997.

31. Патенты РФ на изобретения № 2148211, № 2168113, № 2200906 «Система

централизованного теплоснабжения».

32. Положение № 7-2005 «Положение об экономическом стимулирова¬нии

проектирования и строительства энергоэффективных зданий и выпуска для них

энергосберегающей продукции». Введено в действие Департаментом градостроительной

политики, развития и реконструкции города Москвы от 12 мая 2005 г. № 46.

109

33. Порядок организации работ по выдаче разрешений на допуск в эксплуатацию

энергоустановок (утв. приказом Ростехнадзора от 07 апреля 2008 г. № 212).

34. Постановление Правительства РФ №1087 от 2 ноября 1995 г. «О неотложных мерах по

энергосбережению».

35. Постановление Правительства РФ №588 от 15 июня 1998 г. "О дополнительных мерах

по стимулированию энергосбережения в России"

36. Постановление Правительства РФ №832 от 8 июля 1997 г. "О повышении

эффективности использования энергетических ресурсов и воды предприятиями,

учреждениями и организациями бюджетной сферы".

37. Постановление Правительства РФ от 5 марта 2007 г. № 145 "О порядке организации и

проведения государственной экспертизы проектной документации и результатов

инженерных изысканий".

38. Правила учета тепловой энергии и теплоносителя. Минтопэнерго, М., 1995.

39. Рекомендации по применению систем обогрева с газовыми инфракрасными

излучателями, АВОК, М., 1996.

40. Рекомендации по применению теплообменников ТТАИ в тепловых пунктах жилых и

общественных зданий. Изд. КиевЗНИИЭП, 2005.

41. Рекомендации по проведению энергетических обследований (утв. приказом

Минпромэнерго №141 от 4.07.2006).

42. Рымкевич А.А. Системный анализ оптимизации общеобменной вентиляции и

кондиционирования воздуха. М., Стройиздат, 1990.

43. СанПиН 2.1.2.1002-00 Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и

помещениям.

44. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите

помещений жилых и общественных зданий и территорий

45. СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных

помещений.

46. СНиП 2.07.01-89* Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских

поселений

47. СНиП 2.08.02-89* Общественные здания и сооружения

48. СНиП 31-01-2003 Здания жилые многоквартирные

49. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование

50. СНиП 23-01-99* Строительная климатология

51. Сотников А.Г. Автономные и специальные СКВ, С-Петербург, 2005.

52. Справочное пособие «Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и

110

кондиционирования воздуха», под ред. Л.Д.Богуславского и В.И.Ливчака, Стройиздат, М.,

1990.

53. СП-31-107-2004 Архитектурно-планировочные решения многоквартирных жилых

зданий.

54. Стандарт АВОК «Системы отопления и обогрева с газовыми и инфракрасными

излучателями», СТО НП «АВОК» 4.1.5-2006.

55. Стандарт АВОК-1-2004 «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена».

56. Стефанов Е.В. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Изд. АВОК Северо-Запад,

С-Петербург, 2005.

57. Табунщиков Ю.А. Энергоэффективные здания в Москве, Сб. материалов междунар.

конференции-выставки в Москве «Уникальные и спец. технологии в строительстве», апрель

2006.

58. Табунщиков Ю. А., Бродач M. M. Математическое моделирование и оптимизация

тепловой эффективности зданий. M.: ABOK-ПРЕСС, 2002.

59. Табунщиков Ю. А., Бродач M. M., Шилкин Н. В. Теплоэнергетические нормативы для

теплозащиты зданий. АВОК, 2001, № 4.

60. Технические рекомендации по организации воздухообмена в квартирах многоэтажного

жилого дома (ТР АВОК-4-2004).

61. Фадеева Г.Д. Строительство малоэтажного жилья: зарубежный опыт [Текст] /

Г. Д. Фадеева, К. С. Паршина, А. С. Давыдов // Молодой ученый. — 2013. — № 5. — С. 111–

113.

62. Фадеева Г. Д. Повышение энергеэффективности жилого фонда за счёт малозатратных

технологий (на примере г.Пензы) [Текст] / Г. Д. Фадеева, К. С. Паршина, Е. В. Родина //

Молодой ученый. — 2013. — № 6. — С. 156–158.

63. Федеральный закон от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ «Об энергосбережении и

повышении энергетической эффективности».

64. Фокин К.Ф. “Строительная теплотехника ограждающих частей зданий”, Стройиздат,

М., 1973.

65. Харитонов Б. П. , Харитонов А.Б. «Расчет энергопотреления VRV-системой Daikin в

реальных условиях эксплуатации», Ж. АВОК №8, М., 2006

66. Чистович С.А., Аверьянов В.К., Темпель Ю.А., Быков С.И. Автоматизированные

системы теплоснабжения и отопления. Л., Стройиздат, 1987

67. Шабанов В. Е. «Кольцевая система кондиционирования воздуха в гостинице». Журн.

«АВОК», № 7, 2004 г. и № 4 -2006 г.

68. Энергосберегающие системы теплоснабжения зданий на основе современных

111

технологий и материалов (альбомы), Рострой РФ, г. Санкт-Петербург, 2004г.

69. Энергосберегающие системы теплоснабжения зданий на основе современных

технологий и материалов / Под общ. ред. С.А. Чистовича / Госстрой России. − СПб., 2003. –

132 с.

70. «Энергосбережение» Журн. «АВОК», № 3, 2012 г.

71. http://www.znaytovar.ru/gost/2/SP_311072004_Arxitekturnoplani.html