Снижение теплопотерь старого жилого фонда

Создание наружных ограждающих конструкций с повышенным уровнем теплозащиты

В статье расскажем, как можно минимизировать энергопотребление строящихся и реконструируемых зданий благодаря энергоэффективным вентилируемым ограждающим конструкциям (ЭВОК) с активной рекуперацией теплового потока.

Российские нормы по теплозащите

В начале 1990‑х годов в России, аналогично США (см. справку), основное внимание было уделено повышению теплотехнических характеристик ограждающих конструкций зданий, что закреплялось в новой на тот момент редакции СНиП П‑3–79* «Строительная теплотехника» (1995 год).

Если в предыдущей редакции данного нормативного документа минимальное приведенное сопротивление теплопередаче стен для условий Москвы составляло 1,0 м²•°С/Вт, то на первом этапе изменений оно должно было увеличиться до 1,9 м²•°С/Вт, а на втором – до 3,13 м²•°С/Вт, т.е. более чем в 3 раза. И это было осуществлено.

В дальнейшем при разработке актуализированной редакции СНиП 23-02–2003 (СП 50.13330.2012 «Свод правил "Тепловая защита зданий"», 2012 год) дальнейшее повышение минимально регламентируемых теплотехнических характеристик ограждающих конструкций было ограничено, что, к слову, до сих пор вызывает бурную полемику.

Системы активного энергосбережения

В настоящее время для достижения норм по теплозащите в непрозрачных наружных ограждающих конструкциях (стенах и крышах) используется значительный слой утеплителя, что в сегодняшних условиях не всегда экономически и энергетически целесообразно

Именно поэтому в последние годы все большее внимание, в том числе и в нашей стране уделяется новой идеологии, которая получила общее название «системы активного энергосбережения» (САЭ).

В общем случае к САЭ относятся системы, использующие вторичные энергоресурсы, нетрадиционные и возобновляемые источники энергии, а также авторегулирование при изменении условий – как снаружи, так и внутри зданий.

Несмотря на то, что САЭ появились не так давно, уже сегодня можно привести примеры зданий, построенных с использованием ряда технологий, входящих в эту идеологию.

Система термоактивных слоев

Одно из последних интересных зданий, возведенных с использованием системы активного энергосбережения, построено в Германии (рис. 1) на границе с Данией в г. Шлезвиг в конце 2011 года. Здание было построено с участием фирмы Schüco и задумывалось как полностью соответствующее определению пассивного дома. Кроме того, этот дом является частью программы Schüco «Концепция "2 градуса"»², и применяемая в нем система термоактивных функциональных слоев (рис. 2) направлена на недопущение глобального изменения климата.

Рисунок 1. Пассивный дом с термоактивными стенами в г. Шлезвиг (Германия)

Рисунок 2. Концепция сменных слоев

Концепция здания состоит в том, что каждая из стен оборудована четырьмя функциональными слоями (рис. 3).³ При этом слой с установленными фотоэлектрическими панелями является неподвижным, остальные могут перемещаться, заменяя или дополняя друг друга. Открывание и закрывание слоев происходит автоматически по заданной программе в зависимости от времени суток, погоды. Они также могут заменяться и в ручном режиме – по желанию обитателей.

Рисунок 3. Внешний вид: а) функциональные слои; б) неподвижный фотоэлектрический слой

Помимо указанных технологических новинок в здании применена децентрализованная система вентиляции с функцией рекуперации тепла, а также теплохладоаккумуляция с использованием материалов с фазовым переходом (рис. 4).

Рисунок 4. Работа системы вентиляции: а) ночью; б) днем

В системе используется встроенная вентиляция с использованием материалов, которые могут за счет фазового перехода аккумулировать и отдавать тепло или холод. В процессе охлаждения в ночное время материалы с фазовым переходом охлаждаются до более низкого уровня температур и восстанавливаются (заряжаются). Днем холодные материалы с переходом фазы забирают энергию у поступающего теплого воздуха. За счет этого воздух охлаждается, а система с использованием материалов с фазовым переходом снова разряжается.

Используемая в здании специальная система фотоэлектрических панелей ProSol TF с перфорацией помимо выработки электроэнергии может пропускать в помещение естественный свет.

Помимо этого предусмотрена система мониторинга, контролирующая температуру и влажность воздуха, освещенность, содержание СО₂ и в соответствии с этим управляющая функциональными слоями. К сожалению, пока не опубликованы данные мониторинга эффективности этого здания. Однако представляется, что это сооружение гораздо ближе к системе активного энергосбережения, чем к классу пассивных зданий.

Пока говорить об окупаемости подобных пилотных проектов сложно, поскольку в них используются абсолютно новые концепции, технологии и материалы, которые при массовом производстве и применении становятся значительно дешевле.

Снижение теплопотерь старого жилого фонда

При реализации Федерального закона № 261‑ФЗ «Об энергосбережении…» в области строительства возникает основная проблема – снижение теплопотерь из помещений зданий, построенных в нашей стране в прошлом веке. Они и морально, и физически устарели. Эти здания, которых было построено по некоторым оценкам более 12 млрд м² во всех климатических регионах страны, являются источником огромных энергетических потерь через ограждающие конструкции, а также за счет неэффективных инженерных систем.

В середине 2000‑х годов в ряде регионов была запущена программа по реновации и санации жилых зданий, построенных в 60–70‑е годы прошлого века. Основные работы предполагали повысить уровень теплозащиты стен за счет различных вариантов наружного утепления, замены или ремонта окон и некоторых коммуникаций. Предполагалось, что за счет этих мероприятий возможно снизить расходы на эксплуатацию жилых помещений на 25–30%.

К сожалению, мониторинг реконструированных домов показал значительно меньший энергетический эффект. Например по результатам обследований, проведенных Мосгосэкспертизой и другими заинтересованными организациями, снижение потребления энергии в них не превышало 10%. Это связано как с неудачными схемами реконструкции, качеством работ, так и с неэффективными дешевыми материалами и решениями, использованными при реконструкции.

Многолетний достаточно положительный опыт строительства энергоэффективных зданий и реконструкции существующих с применением некоторых технологий активного энергосбережения имеется в Республике Беларусь [5, 6]. В последние годы в этой стране реализовано довольно много интересных проектов, а с 2014 года (на основе наработанного опыта) началось массовое строительство подобных зданий и целых районов.

Разработка САЭ в России

Исследования, проведенные в НИИ строительной физики в 2011–2013 годах [7, 8], способствовали разработке предложений по использованию технологий и элементов САЭ в ограждающих конструкциях, которые позволят значительно повысить энергетическую эффективность и комфортность существующих зданий в процессе проведения их тепловой санации при реконструкции и ремонте.

Основой данных предложений являются энергоэффективные вентилируемые ограждающие конструкции (ЭВОК) с активной рекуперацией теплового потока, которые могут быть широко использованы для строительства, капитального ремонта и реконструкции зданий и сооружений с минимальным энергопотреблением.

Предлагаемые ограждающие конструкции фактически становятся приточными устройствами системы вентиляции с последующей активной рекуперацией тепла, уходившего ранее в атмосферу через наружные ограждения зданий. Влажностный режим и теплотехническая однородность наружных ограждающих конструкций зданий также улучшаются.

Одно из наиболее актуальных направлений развития энергосбережения в строительной отрасли – создание ограждающих конструкций с повышенным уровнем теплозащиты за счет активной рекуперации теплового потока. Производство таких изделий должно составлять основу строительной индустрии, а их применение позволит ускорить возведение объектов, снизить стоимость, повысить качество и долговечность зданий, а также комфортность микроклимата помещений.

Широкая номенклатура конструкций, выпускаемых отечественными предприятиями крупнопанельного домостроения, дает возможность проводить многовариантное проектирование, использовать в массовом строительстве конструкции с очень высокими потребительскими свойствами: надежностью, долговечностью, экологичностью, эстетичностью. То же относится и к массовому малоэтажному жилищному строительству, которое очень активно развивается в настоящее время в российских городах и других поселениях.

Энергоэффективные вентилируемые ограждающие конструкции, утилизируя уходящее тепло, возвращают его в помещение, обеспечивая постоянный комфортный воздухообмен, удобны в эксплуатации и являются перспективными для обеспечения энергосбережения с использованием вторичных энергоресурсов и возобновляемых источников энергии.

Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 168; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!