Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА В РОССИИ

Гайдарь Никита Сергеевич

ФГБОУ ВО «НИУ МГСУ», E-mail: nikita-gaydar@mail.ru

В статье рассматривается мировая практика в области энергосберегающих технологий строительства, а также современная ситуация в России. Также рассматриваются проблемы, связанные с ростом энергопотребления и выработки электроэнергии, поднимаются вопросы, касающиеся экологических проблем производства энергии. Даны рекомендации по снижению энергопотребления.

Ключевые слова: Энергосберегающие технологии строительства, энергопотребление, экологические проблемы производство энергии, потребление энергии, “пассивный дом”, ECONOhouse, экологичное здание, энергоэффективность здания.

энергосберегающий технология строительство энергопотребление

The article considers the world practice in the field of energy-saving construction technologies as well as the present-day situation in Russia. Also the authors consider problems associated with the growth of energy consumption and electricity generation, raise questions concerning the environmental problems of energy production. The recommendations on the reduction of energy consumption are given.

Keywords: energy-saving technologies of construction, energy consumption, environmental problems of energy production, energy consumption, “passive house”, ECONO-house, eco-friendly building, energy efficiency of the building.

Производство электроэнергии представляет собой сложный трудоемкий процесс, зависящий от многих факторов: от конъюнктуры мирового экономического рынка до ограниченности энергоресурсов и негативного воздействия на окружающую среду. Поэтому, помимо добычи ископаемого топлива, необходимо также обратить внимание на меры по снижению энергопотребления и на эффективность его использования.

Потребление энергии в Российской Федерации более чем в 3 раза больше, чем в странах Западной Европы, экономика РФ является одним из самых энергоемких экономик в мире [1]. В связи с этим Правительство РФ поставило в 2008 году достаточно амбициозную цель: к 2020 году сократить потребление энергии не менее чем на 40% (по сравнению с 2007 годом). Данная цель сформулирована в указе Президента РФ от 04.07.2008 № 889 " О некоторых мерах по повышению энергоэффективности и экологической безопасности экономики РФ”; указанное постановление положено в основу Федерального закона № 261-ФЗ (от 23.11.2009 г., редакция от 13.07.2015 г.)” об энергосбережении и повышении энергоэффективности, а также внесении изменений в отдельные законодательные документы Российской Федерации".

В данном документе проблема снижения энергопотребления в строительной отрасли и жилищно-коммунальном хозяйстве рассматривается как одна из важнейших проблем, так как для отопления и горячего водоснабжения требуется около 1/3 потребляемой энергии, которая может быть снижена за счет строительства энергоэффективных зданий. Динамика строительства жилых домов в период с 1990 по 2014 гг., свидетельствует о том, что с 2000 г. площади жилых этажей стали значительно больше, что также привело к увеличению энергопотребления.

Требования к энергоэффективности зданий и сооружений, а также требования к определению категорий энергоэффективности утверждены постановлением Правительства РФ от 25.01.2011 № 18.

Требования к энергоэффективности зданий и сооружений также включены в Федеральный закон от 30.12.2009 № 384-ФЗ (редакция от 02.07.2013) “о технических регламентах по обеспечению безопасности зданий и сооружений”.

Вопрос энергосбережения в строительстве поднимался еще в 1970-х годах в связи с концепцией “устойчивого развития”. Первые энергоэффективные здания (сооружения с низким энергопотреблением или без отопления [2-4]) появились в 1974 году, после мирового энергетического кризиса.

Первое энергоэффективное 7-этажное офисное здание общей площадью 16 350 было спроектировано архитекторами Н. Исааком и е. Исааком в США. Оптимальное планирование и распределение воздушных потоков уменьшили потребление энергии для системы вентиляции. Энергия, затрачиваемая на воздушное охлаждение или нагрев воздуха, также уменьшалась за счет рекуперирующих теплообменников. Потребление электроэнергии было снижено за счет управления устройствами освещения: интенсивность электрического света в здании зависит от уровня естественного света [5].

В 1979 году в Финляндии было введено в эксплуатацию второе энергоэффективное здание (ECONO-house), спроектированное и возведенное под руководством архитектора Каутонена Н. Конструкция обеспечивает рациональное использование внутреннего объема: поверхность ограждающей конструкции сведена к минимуму, что позволяет снизить теплопотери.

Тенденция, используемая в первом энергоэффективном здании в США, успешно развивается даже в северных странах, а второе направление, положенное в основу финского энергоэффективного дома, положило начало новой тенденции в строительной отрасли под названием “интеллектуальные здания”.

В 1977 году в Дании на государственном уровне были приняты новые энергосберегающие строительные нормы и стандарты (датский Стандарт BR77), а в 1980 году - в Швеции (SBN - 80, Svensk Bygg Norm). К 1988 году Швеция сократила потери тепла в жилых домах почти на 50%.

Дания потребляла тепловую энергию в жилых зданиях в 1985 году на 28% меньше по сравнению с 1972 годом.

До сих пор датские и шведские стандарты энергопотребления в строительстве считаются самыми строгими в мире.

В 1980-х годах совместными усилиями Швеции и Германии была создана концепция пассивного здания (Passivhaus), которое имеет непрерывную оболочку здания с улучшенной теплоизоляцией и теплопроводностью менее 0,15 Вт/ Ч К [6].

Основателем концепции является доктор Фейст, который рассчитывал энергетический баланс зданий до тех пор, пока не достиг параметров здания, не требующих специальной системы отопления.

В соответствии с этой концепцией, первый экспериментальный Passivhaus-прототип был построен в Германии в 1991 году; успешная строительная служба привела к серии строительства таких зданий: к 2007 году в Германии было более 7000 пассивных зданий.

Следующим этапом развития “пассивных зданий” считается “активное здание”, которое должно обеспечить себя электрической энергией и горячей водой. В настоящее время типовое оборудование в действующем здании включает в себя солнечный коллектор для производства горячей воды, солнечную электростанцию на крыше и тепловой насос, преобразующий низкое потенциальное тепло земли или бытовых сточных вод в горячую воду. Таким образом, реальное “пассивное здание” включает в себя и электростанцию.

Первое действующее здание было возведено в Дании; во-первых, оно потребляет не так много энергии (как “пассивное здание”); во-вторых, оно производит энергию и может передавать ее в центральную сеть, которая оплачивается в нескольких европейских странах.

Наивысшим этапом развития энергоэффективных зданий является строительство “устойчивого здания”. Экологичное здание-это здание с комфортным микроклиматом в своих помещениях, где в наибольшей степени используется энергия природы, и оптимизируются энергетические элементы здания в целом.

В настоящее время лучшим энергоэффективным зданием является офисное здание в Норвегии, которое производит больше энергии (200 000 кВт Чч), чем потребляет. Это уникальное здание” Kjorbo " общей площадью 2600 расположено на набережной Сандвик (пригород Осло), после глобальной реконструкции требует около 100 000 кВтЧч / год. Электрическая энергия произведена через панели солнечных батарей. Плотные стыки стен, полов, окон, а также надлежащая теплоизоляция обеспечивали минимальные теплопотери, а облицовка фасада значительно снижала теплопотребление здания летом.

В России также есть несколько примеров энергоэффективного строительства: два здания возводятся в Севастополе с целью изучения возможных рекомендаций по повышению энергоэффективности зданий.

Первое здание является административным зданием, в котором предлагаются некоторые энергосберегающие меры: стены заполнены газобетонными блоками или локальным пористым природным материалом (ракушечник; его теплопроводность близка к теплопроводности газобетона). Площадь остекления Южного фасада значительно превышает Площадь Северного фасада, в остекление входят энергосберегающие окна и др.

Второе здание - жилое, там же были приняты такие же меры. Кроме того, в здании имеется навесной фасад с вентилируемым зазором, в зазоре несколько панелей из минеральной ваты. Как ориентация здания, так и ландшафт были приняты во внимание в процессе строительства здания.

В Московской области ведется строительство двухэтажного энергоэффективного здания. Предполагается, что здание будет потреблять не более 45 кВт Чч / ( Ч год) за счет использования современной минераловатной изоляции, энергосберегающих стеклопакетов, системы рекуперации воздуха и теплового насоса.

В среднем потребление тепловой энергии в малоэтажных домах составляет от 150 до 300 кВтЧч /( Чгод) (нормативное значение от 95 до 195 кВт Чч/ (Чгод)).

В Томске многоквартирный дом включен в высшую категорию энергоэффективности "А" за счет комплексного внедрения энергосберегающих технологий.

В план капитальных ремонтных работ могут быть включены энергосберегающие инженерные решения, направленные на значительное улучшение категории энергоэффективности здания.

С 2008 года в Московском государственном инженерно-строительном университете действует ситуационный центр энергоэффективности (ЕЭСК), созданный на базе научнообразовательного центра информационных систем и интеллектуальной автоматизации в строительстве.

В настоящее время ЕЭСК осуществляет энергоэффективный контроль над двумя корпусами университета общей площадью 18 000 . ЕЭСК осуществляет оперативное управление инженерными системами, анализ данных, проверку технических и технологических решений, а также программного обеспечения автоматизированных систем управления зданиями.

ЭЭСК является экспериментальной площадкой для нового подхода в строительстве: рассмотрения строительного проекта в течение всего срока его эксплуатации: от момента возведения до момента его утилизации. Такой подход предполагает, как разработку концепции, так и проектирование объектов строительства с учетом условий их дальнейшего сопровождения. Здесь можно добиться значительной экономии затрат на содержание (затраты ресурсов, услуги, возможные ремонтные работы и работы в опасных ситуациях) [7].

Поэтому приведенные выше примеры являются лишь единичными примерами и не вносят большого вклада в развитие энергоэффективного строительства.

Проблема заключается в разрыве между практикой использования новых строительных материалов и систем инженерного оборудования в зданиях и эволюцией эффективности и даже целесообразности их использования.

Здесь наиболее проблематично то, что у нас нет собственного энергоэффективного оборудования, а энергоэффективные инженерные системы стоят достаточно дорого.

Сегодня устойчивое развитие города является актуальной важной задачей, которая заключается в поддержании баланса развития города и приемлемого уровня окружающей среды.

Устойчивое развитие города предполагает создание красивого, здорового, энергоэффективного города, обеспечивающего полное удовлетворение потребностей населения.

В настоящее время энергоэффективные здания требуют значительных дополнительных инвестиций по сравнению с традиционными зданиями. Первым этапом процесса повышения энергоэффективности являются системы регулирования теплоносителя, которые необходимо устанавливать в существующих зданиях, срок окупаемости которых составляет от 5 до 6 лет.

В России можно использовать другие меры и инструменты, которые успешно применяются в энергоэффективных зданиях за рубежом.

Следует отметить, что в европейских странах утепления слой может быть выполнен толщиной от 15 до 20 см, в то время как в России этот слой должен быть толщиной около 20-30 см, стены становятся толще и площадь становится меньше. Поэтому целесообразно разрабатывать новые эффективные, дешевые и долговечные строительные материалы.

Кроме того, следует уделять больше внимания проблемам контроля энергоэффективности строительных объектов в течение их жизненного цикла.

Список литературы

1. Шилов Л.А., Адамцевич А.О., Шилова Л.А. Исследование особенностей энергопотребления России и Канады. - 2015 - 27-31с.

2. Кряклина И.В., Шешунова Е.В., Грек И.Л. Энергоэффективный дом с нетрадиционными и возобновляемыми источниками // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 1.

3. Гринкруг Н.В., Костриков С.А. Моделирование и расчет конструкций при химических агрессивных воздействиях. - 2015. - 389-394с.

4. Мухутдинов И.Н., Орлов Г.А., Кондрашин В. В. Энергосбережение на основе внедрения энергоэффективных домов // Международный научно-исследовательский журнал. - 2013. - №5-1 -. 84 с.

5. https://www.c-o-k.ru/review/samye-izvestnye-v-mire-energoeffektivnye-zdaniya - Энергоэффективные здания.

6. Эндхарт М. Типовые проекты: энергосберегающие и пассивные дома. -2010. -20-24с.

7. Волков А.А., Челишков П.Д., Седов А. В. Информационные системы и логистика в строительстве. Алгоритм методики построения распределенных интеллектуальных систем управления энергопотреблением комплексов объектов в условиях произвольных ограничений ресурсов. -2015.- №5.

Размещено на Allbest.ru