П.1. Об энергосберегающих технологиях

К эффективным решениям в области энергосберегающего архи­тектурно-планировочного направления относят строительство широ­кокорпусных жилых домов с сокращением удельной площади ограж­дающих конструкций на 1 м² площади жилья, возведение мансардных этажей на существующих зданиях для предотвращения сверхнорма­тивных потерь тепла через покрытия и др..

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П.15.1 Характеристика основных утеплителей по данным зарубежных источников
Утеплитель	Форма	Теплосопротивление R на 1 см	Характеристика материалов
Стекловолокно	Вата	0,19	Негорючий водостойкий материал
Маты	0,21
Плиты	0,28
Минеральная вата	Вата	0,19
Маты	0,21	Тоже
Целлюлозная вата	Вата	0,26	Горючий, неводостойкий
Вспененный полистерен	Плиты	0,25	Горючий, водостойкий
Прессованный полистерен	Плиты	0,35	Тоже
Полиуретан	Плиты	0,42	Тоже
Пена	0,42
Полиизоцианурат	Плиты	0,39	Тоже

При архитектурном проектировании жилых домов с целью сбере­жения энергии прибегают также к таким мерам, как упрощение кон­фигурации домов, оптимальная ориентация их по ветру и по солнцу, оптимизация внутренней планировки и т. д.

Весомый вклад в энергосбережение в строительной сфере могут внести оптимальные конструктивные системы, применяемые при возведении и эксплуатации зданий. Известно, что при действующей практике проектирования и строительства более 60% тепла уходит че­рез ограждающие конструкции: внешние стены, потолок, крышу, ок­на, двери и фундамент. Поэтому основной резерв теплосбережения кроется в надежной теплоизоляции всего корпуса жилого дома.

Самый трудоемкий процесс – утепление стен, ранее достигалось либо увеличением их толщины, либо использованием материалов с большим теплосопротивлением. Однако для удовлетворения новых требований по теплозащите кирпичные стены в центральных районах России нужно было бы проектировать толщиной не менее 1 м. Поэтому с учетом повышенных требований к теплоэффективности и к сбережению ресурсов, основным способом снижения теплопотерьстановится утепление стен с помощью новых эффективных материалов с теплосопротивлением R от 0,19 до 0,42 на 1 см (табл. 15.1).

Следует отметить, что в России на душу населения производится теплоизоляционных материалов в несколько раз меньше, чем в дру­гих экономически развитых странах. Объем выпуска этих материалов на 1000 жителей составляет в Японии – 350 м³, Финляндии – 416 м³, США – 496 м³, в России – 120 м³. К сожалению, в нашей стране прак­тически не производятся ценнейшие утеплители из базальта и верми­кулита.

Теплоэффективная архитектура дома немыслима без увеличения сопротивления теплопередачи окон, так как через них проходит от 20 до 70% всех потерь через ограждающие конструкции.

существующие на сегодня в России повышенные нормативные теплозащитные требования мо­гут быть выполнены при использовании оконного заполнения из древесины и стеклопластика с тройным остеклением, либо специальных стеклопакетов с двойным слоем пленки, а также при использование окон с теплоотражающими стеклами.

В районах с холодным климатом через фундамент здания теряется от 20 до 30% тепла от общих потерь через ограждающие конструкции. Для снижения этих потерь необходима тщательная теплоизоляция фундамента вместе с мероприятиями по водоотведению, парозащите и достаточной вентиляции подвальных помещений. Наибольший теплозащитный эффект дает теплоизоляция фундаментов с внешней стороны.

Энергосберегающие инженерные системы– энергоисточники, оборудование, контрольно-измерительные приборы и др., по оценке специалистов, позволяют сократить расход тепла на отопление и на­грев воздуха на 25 – 30% за счет использования высокопроизводительного котельного оборудо­вания и повышения его КПД; устранения теплопотерь в системах централизованного теплоснабжения; перехода на автономные систе­мы горячего водоснабжения с использованием газовых или электро­нагревателей; установки терморегулирующей аппаратуры для регулирования обогрева жилых зданий в зимний и осенне-весенний периоды, в дневное и ночное время и т. д.

Экологически чистый энергоэффективный жилой дом (см. рис. 14.1, П.14.1, гл.14) разрабо­тан сотрудниками НПО «Инсолар» совместно с американской фир­мой «Peace Ecology» (АВОК, 1994, № 1–2). Теплоснабжение, горячее водоснабжение и кондиционирование осуществляются в нем с помо­щью нетрадиционных источников энергии. По сравнению с тради­ционными аналогами существующее инженерное оборудование по­зволяет снизить затраты энергии на эксплуатацию на 60 – 70%. В ка­честве источников низкопотенциального тепла для испарителей теплонасосных установок АНТУ-10 и ТУГВ-200 используется грунт поверхностных слоев и вентиляционные выбросы. Площадь застрой­ки 260 м², число этажей – 3, высота комнат – 3 м.

Анализ основные преимуществ экодома в энер­госбережении и сохранении окружающей среды в сравнении с обыч­ными малоэтажными домами определяется следующим:

– отсутствие дорогостоящих централизованных коммуникаций теплоснабжения и канализации. Использование при необхо­димости автономных электрогенераторов и артезианских вод (при их наличии);

– эффективное энергосбережение за счет высокой степени теп­лоизоляции ограждающих конструкций. Сбережение энергии при вентиляции и кондиционировании;

– непременное использование солнечной энергии ддя обогрева до­ма и получения горячей воды. В лучших конструктивных образ­цах экодомов за счет этого источника получают до 80% энергии;

– освещение экодома, как правило, электрическое с использова­нием экономичных источников света: галогенных и люминес­центных ламп, которые могут работать и от солнечных батарей;

– утилизация с помощью биореакторов всех видов органических отходов, которые перерабатываются в компост и затем исполь­зуются в теплице и на приусадебном участке в качестве естест­венного удобрения. Таким образом культивируются биоинтен­сивные системы земледелия без использования химикатов и удобрений извне, при этом биологическая активность почвы увеличивается;

– уменьшение экологической нагрузки на окружающую среду с помощью экономии материальных ресурсов, использование щадящих природу ресурсосберегающих строительных и возоб­новляемых материалов;

– использование в архитектуре экодома энергосберегающих и эстетических принципов, соответствующих историческим, национальным и культурным особенностям его обитателей и территории.

Этим перечнем далеко не исчерпываются все экологические пре­имущества экодомов. Помимо решения проблем энергосбережения и ряда других экологическую привлекательность им могут придавать:

– применение только природных (преимущественно местных) строительных материалов с пониженной эмиссией летучих компонентов;

– консервация дождевой воды, очистка воды с помощью локаль­ных очистных сооружений;

– биопозитивность дома (озеленение крыши, фасада и балко­нов, декор дома и др.);

– автоматизация экологического контроля за взаимодействием экодома и окружающей природной средой.

Создание энергосберегающих экодомов в мире активно прак­тикуется с начала 70-х гг. и, несмотря на все препятствия, их коли­чество неуклонно растет. Так, например, в Германии число энерго­пассивных, т. е. с нулевым теплопотреблением, домов превысило одну тысячу, а количество домов с низким теплопотреблением ис­числяется многими тысячами.

В Швеции построены сотни экодомов особой конструкции, с замкнутым циклом водо- и энергоснабжения и специальным биоре­актором по переработке органических отходов. Активно используют­ся альтернативные источники энергии: солнечные батареи, ветрогенераторы, генераторы биогаза.

Экодома такого типа начинают строить и в России. Например, по данным Е. и М. Кондрашовых (2001), в настоящее время проектиру­ется строительство экопоселения в Тамбовской области. В состав экодомов будут входить зимние сады, теплицы, ориентированные на юг солнечные коллекторы, тепловые аккумуляторы, генераторы био­газа и т. д. Авторы полагают, что по теплозащитным и экологическим показателям подходящим материалом для возведения стен одноэтаж­ных зданий будет глино-соломенная смесь. Интересно, что в Швеции и США до сих пор стоят дома, построенные из соломенных тюков еще в XIX в.

Идея создания экодомов с использованием природных циклов жизнеобеспечения весьма обнадеживает, ибо, на наш взгляд, это не только экономия энергоресурсов и внедрение нетрадиционных во­зобновимых источников энергии, не только реализация энергосбере­гающего образа жизни, но, главное, впечатляющий пример «во всех отношениях безопасного и достойного сосуществования людей и ок­ружающей природы». Остается надеяться, что удачные образцы эко­домов будут стимулировать развитие массового экологического энер­госберегающего домостроения в нашей стране.