Энергосберегающие технологии в строительстве

Проблема энергосбережения при эксплуатации зданий должна и начинает решаться по всей цепочке производства и потребления энергии, начиная с источника теплоснабжения и кончая учетом расхода воды, тепла и энергии потребителем. Но теплозащита зданий, использование энергосберегающего строительного оборудования тоже вносит свою лепту в решение проблемы энергосбережения, и немалую. Финский опыт, а Финляндия по климату сравнима с Россией, показывает, что расходы на энергосбережение берет на себя государство, потому что лучше энергию экономить, чем покупать за рубежом. Но расходов мало, нужно, чтобы понятие “энергоэффективное здание” стало эталоном современной архитектуры. Круг проблем, возникающих при проектировании и возведении энергоэффективных зданий, был определен специалистами еще в середине 70-х годов. Тогда была оптимизирована форма сооружения, затем оптимизировали теплоизоляцию здания и объемно-планировочные решения. Когда подошла очередь вентиляции, были использованы вентилируемые окна и вентиляция через перекрытия. Рассматривались конструкции специальных воздуховодов, наполненных адсорбирующей запахи солью. Внедрили даже компьютерную систему управления, регулируемой освещенности в помещении. Поскольку основным строительным материалом было стекло, даже потолки были стеклянными, отражающими свет ради экономии на освещении. Интересно был решен вопрос с солнцезащитой – когда солнце высоко, солнцезащитная система отсекала поступление солнечной радиации, а в зимнее время при косом солнце пропускала всю солнечную энергию внутрь. Была предусмотрена система аккумулирования тепла в фундаменте и утилизации тепла с помощью тепловых насосов. Эти решения до сих пор остаются новационными. Одно из первых, большое, энергосберегающее здание в мировой практике - это стадион в Саппоро. Оно имело новые аэродинамические характеристики, что позволяло вентилировать его наружным воздухом в любое нужное время. Были внедрены системы климатизации с раздачей воздуха снизу – для зрителей, и сверху – для центрального ядра. Во Франкфурте энергосберегающее здание было окружено по периметру садами, аккумулирующими солнечную энергию. Появились энергосберегающие здания в США, правительство выделило миллиард долларов на превращение Калифорнии в энергоэффективный штат со столицей в Сокраменто. Там используется энергия солнца и ветровая энергия, тепловые насосы поставили не только в строящихся зданиях, но и в существующих. Сейчас в одной только Финляндии построено около 200 энергосберегающих зданий. В Швеции существуют целые микрорайоны из таких домов. У нас, в Никулино-2, построено такое здание. Оно потребляет вдвое меньше энергии за счет использования тепловых насосов и тепла грунта, которое образуется при утилизации тепла.

 

Из всего перечисленного видно, что энергоэффективное здание – это энергетическая система, все составляющие которой взаимосвязаны. В единой энергетической системе существуют три подсистемы. Первая учитывает влияние климата на оболочку здания. Вторая – тепловая защита самой оболочки. Третья – внутренняя энергия, потребляемая инженерным оборудованием. Чтобы влияние климата свести к минимуму, нужно выбрать оптимальную форму здания, ориентировать его так, чтобы зимой оно получало необходимое солнечное тепло и свет, при этом стояло бы торцом к розе ветров. Если проектировщик или архитектор добивается снижения расходов на отопление, то к розе ветров здание должно стоять торцом, а если архитектор добивается снижения нагрузки на системы кондиционирования здания в южных широтах, то ориентацией он может снизить влияние солнечной радиации. Средства теплозащиты здания также повышают его энергоэффективность, в свою очередь, функционирование тепловой оболочки здания также зависит от того, как оно ориентировано. Климатические системы, создающие микроклимат в помещении, должны оптимизировать потребление энергии. Добиться этого можно, последовательно находя оптимальное распределение энергии по помещениям и потом подбирая оборудование, обеспечивающее нужное распределение. Так что архитектор располагает здание, руководствуясь параметром энергосбережения, находит оптимальную для обеспечения этого заказа конструкцию здания и дизайн. Инженер, преследуя те же цели, выбирает источники теплоснабжения, системы вентиляции и кондиционирования, структуру теплоизоляции и систему управления инженерным оборудованием. Даже если такое здание не будет построено, останется в проекте, практика проектирования энергоэффективных сооружений обогатится еще одним оптимальным решением проблемы энергосбережения.