Дом с нулевым потреблением энергии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Дом с нулевым потреблением энергии

1. Строительство

Финляндия

К уже построенным домам нулевого энергопотребления относятся: дом для инвалидов в Ярвенпяа (2124 мІ), студенческое общежитие в Куопио (2124 мІ), односемейный дом в Мянтюхарью (154 мІ). В Хювинкяа будет построен односемейный дом на 160 мІ в 2013 году. Дома с почти нулевым потреблением возведены в Якобстаде (односемейный 165 мІ) и в Лахти (дом пенсионеров 16500 мІ)

2. Вызовы и проблемы

· Несоответствие между локальным использованием и производством энергии

· Тёмная холодная зима и светлое солнечное лето

· Сохранение энергии вне электросети

· Интегрирование электросети с районной теплосетью и сетью охлаждения

· Поиск решений в связи с зависимостями систем обогрева, охлаждения, термальной массы, внутреннего питания, солнечного питания

· Капитальное решение для здания

· Рентабельность

(Рентамбельность (нем. rentabel - доходный, полезный, прибыльный), относительный показатель экономической эффективности. Рентабельность комплексно отражает степень эффективности использования материальных, трудовых и денежных ресурсов, а также природных богатств. Коэффициент рентабельности рассчитывается как отношение прибыли к активам, ресурсам или потокам, её формирующим. Может выражаться как в прибыли на единицу вложенных средств, так и в прибыли, которую несёт в себе каждая полученная денежная единица. Показатели рентабельности часто выражают в процентах.)

Канада

В Канаде продвижением идеи нулевого потребления энергии для домостроительства занимается Коалиция домов с нулевым потреблением энергии (англ.)

«Корпорация ипотеки и жилищного строительства Канады» профинансировала проект «Конкуренция в устойчивом строительстве жилья EQuilibrium», объединив усилия государства и частных лиц. В 2006 году проводился конкурс, где из участвующих 72 проектов победило 12, первым из которых, был воплощён дом «ЙcoTerra» в городе Истман, Квебек. Расходы на его содержание составили сумму на 60% ниже аналогичного стандартного дома.

3. Терминология

Точно установившихся определений для такого типа зданий нет, однако существует несколько вариантов:

· Здания с нулевым чистым потреблением энергии из общей сети (zero net energy buildings), которые подают в энергосети в течение года такое же количество энергии, какое они получают из этих сетей;

· Здания с нулевыми выбросами углерода (zero carbon buildings), которые не используют энергию, ведущую к выбросам СО2, или которые в течение года компенсируют использованную энергию ископаемого топлива за счет производства на месте достаточного количества энергии без выбросов СО2;

· Отдельно стоящие здания с нулевым потреблением энергии из общей сети (zero stand-alone buildings), которые не требуют подключения к каким-либо сетям, кроме резервных. Такие здания могут хранить энергию для использования в ночное время суток или в зимний период;

· Здания с положительным энергобалансом, которые подают в системы энергоснабжения большее количество энергии, чем используют. За год эти здания производят больше энергии, чем потребляют.

4. Немецкая концепция

Немецкая концепция «энергопассивного дома» и дома «нулевого энергопотребления», разработанная доктором Фейстом из Фрайбурга - она очень проста:

· суммарный коэффициент сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций должен быть (для условий Центральной Европы, градусо-сутки отопительного сезона - 2, 5 тысячи) не менее 10 (наш СниП рекомендует не менее 2, 5 для наших условий: градусо-сутки отопительного сезона 4, 2 тысячи, - понятно что при этом энергозатраты на отопление составят у нас в лучшем случае 120 кВт/час кв. м в год);

· использование пассивной солнечной архитектуры (окна - на юг, но с соответствующей защитой от летнего перегрева);

· рекуперация тепла при вентиляции с кпд около 0. 7, т.е. примерно 70% тепла выходящего через систему вентиляции воздуха передается холодному входящему воздуху;

· канал в грунте ниже линии промерзания для естественного подогрева входящего извне в дом воздуха грунтом зимой и охлаждения летом.

Построить дом по такой концепции не сложно, условная классификация домов при этом по энергозатратам следующая: если затраты на обогрев помещений в год составляют менее:

· 90 кВт/час на кв. м - дом энергоэффективный;

· 45 кВт/час на кв. м - энергопассивный;

· 15 кВт/час на кв. м - нулевого энергопотребления («на отопление ничего не тратиться», но требуется энергия для подготовки горячей воды, помещение прогревается солнечной энергией, а также выделяемой при приготовлении пищи, работе бытовых приборов и самим человеком);

· менее 0 - «Энержи плюс» дом (русского эквивалента термина, определяющего дом, производящий энергии больше, чем ему надо (с возможностью поставки избытка энергии, например, электрической, в центральную сеть на коммерческой основе) пока не существует, как, впрочем, и условий для развития этого направления у нас, а жаль - условием вступления в ВТО является требование одинаковой внутренней цены на энергоносители с Европой, и соответствующий протокол Россией уже подписан, а климат в России и в Беларуси существенно холоднее, чем в Европе).

5. Экономические расчеты

дом энергия финский канадский

Экономические расчеты показывают - даже при половине европейской цены никакое перекрестное субсидирование коммунальному хозяйству уже не поможет, поэтому понятна суть российской коммунальной реформы - государство отбрасывает от себя ЖКХ, состояние которого в большинстве населенных пунктов как минимум оставляет желать лучшего. Как в этих условиях будет выживать население в городах - одному Богу известно…

Однако не все так просто с домами низкого энергопотребления - пообщавшись с жителями таких домов в Германии понятно, что существует большая экологическая проблема качества воздуха в таких домах (вентиляция, «поддушенная» рекуперацией и необходимостью экономить, не всегда обеспечивает хорошее качество воздуха, особенно если используются ненатуральные строительные материалы и особенно утеплители). Эта большая экологическая проблема касается не только энергоэффективных домов, и она заслуживает того, чтобы рассмотреть ее подробно.

Европарламентом нового законодательства в области обращения химических веществ (в том числе используемых в строительстве) - REACH. Суть его в следующем: всем участникам рынка дается год на выяснение опасности для здоровья того, что они производят и продают. Если опасность есть - еще 5 лет на закрытие / перепрофилирование производства или замену производимых веществ экологически безопасными. Введение этого законодательства инициировали результаты закрытого исследования состояния здоровья подрастающего поколения европейцев, вызывающего большие опасения специалистов. После многочисленных дебатов и дополнительных исследований эксперты сошлись на том, что основная проблема - качество воздуха искусственно созданной среды, в которой современный урбанизированный европеец проводит 23 часа в сутки (дом - машина - офис). В настоящее время в воздухе помещений индицируется около 4000 вредных для человека веществ, ПДК в Европе и США разработаны примерно на 2000, медики оперативно могут измерить 60 (для сравнения - у нас разработаны ПДК для 600 вредностей и только для рабочих зон, оперативно измерить медики могут не более 10). К чему это приводит - понятно: экологическое качество искусственно созданной среды практически никто не контролирует, и частенько возникают любопытные ситуации: все строительные материалы имеют гигиенические сертификаты, а жить (точнее, выжить) в новом доме, построенном из этих материалов, сложно (например, московский скандал с многоэтажками в Останкино - практически новые дома пришлось разбирать после аномально многочисленных случаев появления детей с врожденными уродствами). Слишком много пластика, особенно ПВХ, синтетических смол, композитов и т.п. в современном жилище и офисе. Проблема требует решения и возможны два пути - «контролировать дьявола», что сейчас пытается сделать Европарламент, либо не иметь с ним ничего общего, т.е. использовать природные экологически чистые местные материалы в строительстве. Какой путь более приемлем - каждый решает сам, но наша концепция дома нулевого энергопотребления базируется на немецких расчетах, и втором пути - деревянный каркас, солома или тростник как утеплитель и кровельный материал, альтернативная энергетика (почти все, что нам нужно, производит белорусская фирма «Электрет»), создание пермакультурных систем утилизации отходов «экодом - участок - единое целое с повышением плодородия приусадебных участков и т.д. Именно за разработку и внедрение в жизнь этой концепции при строительстве жилья для чернобыльцев в 2000 г. в Австрии нам вручили приз Международной премии Energy Globe в номинации «Жилище».

Хотя первый экодом из соломы появился в Беларуси в 1996 г., а первый наш проект экодома нулевого энергопотребления прошел госэкспертизу еще в 1997 г., построен первый экодом нулевого энергопотребления только сейчас в Беларучах под Минском - частным образом. Предыдущий проект так и не был реализован, несмотря на поддержку Минстройархитектуры - официального отказа не поступило, но в приватной беседе с заместителем тогдашнего градоначальника была озвучена мысль, что не тоже показывать населению, что можно жить в городе и не платить за сети, даже если ты ими не пользуешься.

Поэтому первый экодом нулевого энергопотребления в Беларуси построен за городом. Он выполнен по собственному проекту с учетом принципов фен-шуй и древнерусской системы пропорционирования «Всемер», идущей от параметров человека, а не искусственного эталона размером 1 метр, имеет ветряк (400 Вт), фотоэлектрические панели (300 Вт), солнечный водогрейный коллектор (2Ч2 кв. м), систему аккумулирования электроэнергии на щелочном аккумуляторе и резервный полуторакиловатный генератор. По материалам и оборудованию мы уложились в 10000 долларов (примерно столько же стоит разрешение на подключение коттеджа к электросетям в Подмосковье). Экодом общей площадью 72 кв. м был начат в августе, закончен в декабре, обошелся в половину стоимости однокомнатной квартиры, хотя уровень комфорта и потребительские качества такого экодома несравненно выше (например, русская баня внутри, натуральная глиняная штукатурка внутри и снаружи, камин и высокоэффективная печь с низкой лежанкой, встроенная мебель из массива дуба, ольхи и сосны и т.д.). Экодом полностью отвязан от центральных сетей, потребляет менее 20 кВт/час в год на кв. м и во многом подобен орбитальной станции - за свет, воду и канализацию платить не надо, надо просто разумно пользоваться естественными материальными и энергетическими потоками, не ухудшая, а улучшая состояние окружающей среды в процессе своей жизнедеятельности. Поэтому при его строительстве максимально использовались вторичные строительные материалы: кирпич с разрушенной фермы в соседней деревне, бутылки со свалки для кольцевого энергоэффективного фундамента шириной 0, 5 м, стены были выполнены из отходов сельхозпроизводства - тюкованной соломы, крыша будет утеплена тростником с ближайшего озера, глина на штукатурку взята при рытье погреба рядом с домом, даже старая чугунная ванна нашла себе эффективное применение: из 1/3 сделан классический чугунный камин, а 2/3 пошло на практически вечную и бесплатную каменку в бане (каменки, которые можно купить на стройрынках за 500-1000 у. е. выполняются из листового железа толщиной 2, 5-4 мм, - недолгий срок их службы хорошо известен заядлым парильщикам).

Суммарные удельные затраты энергии на строительство такого экодома по сравнению с традиционным строительством из кирпича и газосиликата ниже во много десятков и даже сотен раз - как за счет практически отсутствия обжиговых материалов, так и за счет не использования при строительстве тяжелой техники, кранов и т.п. (это же позволяет свести к минимуму затраты как на строительство, так и на озеленение и благоустройство - при таком строительстве не повреждается даже естественный газон вокруг экодома). Наконец, такой экодом является полностью «нулевым» по выбросам СО2 (т.к. таковым является использование древесного топлива по международной классификации - но дров в таком экодоме на отопление и подготовку горячей воды тратиться в 5-6 раз меньше, чем в обычном). Да и после своей «смерти» через сто и более лет такой экодом не вызывает проблем - его составляющие возвращаются в естественный оборот органики и минеральных веществ.

Литература

1. Экодом нулевого энергопотребления. Архитектура и строительство России, Москва // Открытая электронная библиотека по инженерным дисциплинам: http:// 360gr.ru/? p=2017#more-2017

2. Классификация зданий с нулевым энергопотреблением. 09.01.2012 г. // Энергетический портал Беларуси: http://reenergy.by/index.php? option=com_content&task=view&id=458&Itemid=88888916

3. Строительство и реконструкция малоэтажного энергоэффективного дома. Г.М. Бадьин. Спб. 2011 ISBN 978-5-9775-0590-1

4. Green Homes. Towards energy-efficient housing in the United Nations Economic Commission for Europe region. 2009 // United Nations Economic Commission for Europe (англ.)

Размещено на Allbest.ru