Энергоэффективность в жилищном строительстве

 

Энергосбережение является одной из важнейших задач современной экономики. Целью этого направления является результативное применение энергоресурсов за счет использования новых технологий, которые должны быть экономически, технологически и экологически обоснованы, а также сведение к минимуму бесполезной потери энергии.

Основными причинами потери энергии в жилищном строительстве могут являться следующие факторы: недостатки в устройстве вентиляции; невысокое качество сопряжения окон и балконных дверей со стенами; недоработки в конструкциях лестничных клеток и лифтовых блоков; малая теплоизоляция наружных стен и прочих конструктивных элементов; отсутствие приборов учета или контроля за ними; устаревший вид котельного оснащения; игнорирование вторичных источников энергии.

На территории России значительную часть жилищного фонда представляют старые многоэтажные дома, которые, с точки зрения энергоэффективности, не соответствуют современным требованиям. В новом строительстве также не полной мере учитываются идеи энергосбережения. Здания продолжают терять тепло через оконные проемы (около 19 % теплопотерь) и стены (около 5 % теплопотерь). Однако если продумать комплексный подход и учесть все слабые места (не только в планировке, технических мерах и в строительстве, но и с помощью разъяснения жильцам о нововведениях), можно добиться высоких результатов.

Данная проблема на сегодняшний день очень актуальна: ведь от рациональной эксплуатации энергетических ресурсов напрямую зависит экономика государства, так же экологическая составляющая (снижение выбросов в атмосферу вредных веществ, которые образуются при обогреве зданий).

 

Энергоэффективные здания

Энергоэффективное здание – это здание с комплексом инженерно–технических систем, которые должны снизить энергетические потребности для отопления и охлаждения, с максимальной защитой от потерь теплоты через наружные поверхности и вентиляцию. Главная задача проектирования такого дома является обеспечение экологической составляющей и эффективного жизненного цикла здания.

Одним из родоначальников энергоэффективных зданий считают деревянные избы на Севере и в Сибири, которые строились таким образом, что бы длинная сторона избы была ориентирована на юг (на этой стороне было больше окон, по сравнению с остальными стенами), а со стороны, которая была ориентирована на север, пристраивали хозяйственные постройки. Постройки и сама изба соединялись сенями (так называемым буфером, располагающимся между холодной улицей и теплыми комнатами в избе).

Термин «энергоэффективное здание» появился после энергетического кризиса в 1974 году. Это определение прозвучало в докладе исследователей на МИРЭК (международная энергетическая конференция) Организации Объединенных Наций. Там же была сформирована главная задача таких зданий: использование наиболее результативных мер, которые были бы подкреплены доказательствами со стороны экономики, технологий, а также вызывали бы минимальные изменения привычного хода жизни людей. После конференции нормативы показателей теплозащиты были увеличены в 2–3,5 раза. Через некоторое время эти же нормы были проверены и уточнены, в результате чего появилось два новых термина: дом низкого энергопотребления (ДНЭ) и дом ультранизкого энергопотребления (ДУЭ). Годовой расход тепла для первого термина составлял 30–70 кВт·ч/м³, а для второго – 15–30 кВт·ч/м³.

Результатом дальнейших наработок и исследований энергоэффективности появилось целых три концепции сбережения энергии:

1) «пассивный» дом (от англ. «passive house»). Его концепция основывается на малом энергопотреблении (не более 10 % от энергии, расходуемой обычным зданием для обогрева единицы его внутреннего объема). Снижение потребления энергии удается достичь за счет того, что дом по максимуму улавливает и накапливает в жилом пространстве тепло, которое поступает из окружающей среды, и которое вырабатывается внутренними источниками (бытовые приборы, электролампы и проч.). Такая постройка требует качественного утепления, ориентирования по сторонам света, герметичности (сопряжение окон и балконных дверей со стенами), компактности в плане, а также устройство приточно–вытяжной системы вентиляции с рекуперацией воздуха.

2) «активный» дом (от англ. «active house»). Этот тип дома совмещает в себе некоторые элементы пассивного и умного дома. Благодаря таким компонентам этот тип дома не только тратит мало энергии, но и грамотно распоряжается этим малым количеством, которое потребляет. Эта концепция жилого дома обеспечивает сама себя, используя энергию солнца, тепло земли, ветра и проч.

3) «зеленое» здание (от англ. «green building»). Цель такого проекта – энергоэффективность, экономичность и экологичность. Такой проект не только пытается снизить уровень потребления энергетических и материальных ресурсов (минимум на 25 % меньше), но и пытается «сотрудничать» с окружающей средой. «Зеленое» здание создается с помощью материалов, которые не выделяют вредных веществ ни в период эксплуатации, ни при их демонтаже. Так же таким проектам присуща минимизация потребления чистой воды, чего чаще всего организуется эффективная очистка и вторичное использование (полив растений, мойка полов и проч.), либо использование дождевой воды.

Одним из самых первых проектов энергоэффективного здания был разработан еще в 1972 году архитекторами Н. Исаак и Э. Исаак в Манчестере (США, штат Нью–Хэмпшир). Первые угрозы и предпосылки мирового энергетического кризиса уже нависали над миром и время энергии по недорогой цене заканчивалось. Именно тогда энергопотребление, как критерий, становится главенствующим показателем.

Следующим проектом, который воплотили в жизнь в г. Отаниеми (Финляндия) стал так называемый «EKONO–house». В этих проектах уж была заложена концепция, опирающаяся на применение солнечной энергии, с помощью техники, которая могла бы управлять инженерным оборудованием.

В середине 80–х годов Бу Адамсон с помощью немецкого архитектора Вольфганга Фейста смог создать совершенно новую ветвь в строительстве жилых домов и в энергосбережении в целом – они смогли разработать проект «пассивного» дома. Уже позже где–то в 1991 году в Германии (г. Дармштадт) был создан по образцу и подобию «пассивного» дома жилой дом (материал – силикатный кирпич). Исходя из статистики, приведенной в Германии, в 1999 году было построено 300 подобных домов, в конце 2000 года домов было более 1000, по данным 2007 года – примерно 7000 типовых домов.

Если до 90–го года ученые и строители интересовались только изучением все того, что могло помочь сэкономить потребление энергии, то ближе к середине 90–го года исследователи переносят свое внимание на изучение проблем, связанных с энергоэффективностью и экологией. Отныне ученые выдвигают новую концепцию: природа – это не пассивный элемент, а та часть, которая должна непосредственно взаимодействовать со зданиями нового типа. Это взаимодействие между природой и архитектурой смог выразить архитектор Н. Фостер. Он создал в Германии здание «Commerzbank» (г. Франфурте–на–Майне).

Развиваются новые концепции строительства энергоэффективных зданий. Интересным примером является строительство «Sustainable building» (высотное здание), которое до сих пор поражает множество специалистов из всех стран мира. «Sustainable building» с английского языка переводится как «поддерживающее здание» или «жизнесохраняющее здание». Создатели подразумевали, что оно направлено создать баланс между природой и людьми.

На настоящее время статистика насчитывает множество энергоэффективных зданий, которые, не смогли стать эталоном архитектуры XX века. Здесь присутствует вина нескольких сторон: архитекторов, инженеров, строителей, инвесторов и государства. Ведь ведущая роль в поддержке начинающих проектов и в финансировании отведена именно государству.

На данный момент разрыв между научными обоснованиями и строительством энергоэффективных зданий большой. Чаще всего пытаются выдать за энергоэффективное здание несколько маленьких и независимых друг от друга инновационных решений, которые на практике только снижают эффективность объекта в целом, а в некоторых случая приводят к отрицательному эффекту.