ЗАВИСИМОСТЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ ОТ УСЛОВИЙ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

DEPENDENCE OF ENERGY EFFICIENCY OF BUILDINGS ON THEIR OPERATING CONDITIONS

Anastasia Demina

undergraduate, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

Svetlana Ugorova

scientific adviser, head of department, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

Реализация энергосберегающих мероприятий для существующих зданий позволит серьезно экономить энергию, а строительство новых должно быть сразу направлено на комплексную энегоэффективность. Чем грамотнее построено и эксплуатируется здание, тем комфортнее проживание в нем людей и меньше затраты на инженерные системы.

ABSTRACT

The implementation of energy-saving measures for existing buildings will significantly save energy, and the construction of new ones should immediately be aimed at integrated energy efficiency. The more competently the building is constructed and operated, the more comfortable it is for people to live in it and the lower the cost of engineering systems.

Ключевые слова: инженерные системы зданий, энергетическая эффективность, эксплуатация зданий, солнечная энергия, микроклимат.

Keywords: engineering systems of buildings, energy efficiency, building maintenance, solar energy, microclimate.

От энергетической эффективности зданий напрямую зависит комфортность длительного нахождения человека в помещениях, а также затраты на инженерные системы. Постоянный рост тарифов на энергию и топливо заставляет собственников задумываться и реализовывать мероприятия по энергосбережению в своих жилищах. Экономическая целесообразность увеличения затрат на этапе строительства с целью снижения последующих эксплуатационных расходов многократно доказана специалистами.

Здания коммерческого, жилого, а также общественного назначения характеризуются существенным потенциалом роста эффективности энергопотребления, то есть снижение расхода энергии с сохранением прежних показателей микроклимата помещений здания (или их улучшения).

Внедрение новых технических решений, позволяющих экономить энергию при эксплуатации зданий в северной и центральной части нашей страны требуют постоянного совершенствования технологий, а также предложение и развитие новых. Процесс этот непрерывен, прогресс останавливать не желательно. При этом совершенствовать нужно параллельно и показатели микроклимата в зданиях. При этом направления энергосбережения и комфортности здания должны развиваться вместе, ни в коем случае нельзя совершенствовать одно в ухудшение другого.

Примером служат окна и входные группы герметичной энергосберегающей конструкции, внедряемые повсеместно. Технология является сравнительно дешевой, при этом эффективной. Однако, замена светопрозрачных конструкций приводит к герметизации помещения, что сказывается на микроклимате. Старые оконные конструкции выполняли функции приточных устройств, через них воздух поступал в помещение за счет инфильтрации, замыкая круг естественной вентиляции. Герметичные конструкции нарушили воздушный баланс, а. значит, страдает микроклимат.

Можно сформулировать шесть принципов [1, с.3] реализации эффективной климатизации зданий с их энергоэффективностью:

• непрерывное снабжение ресурсами объекта (топливом, теплоносителями и пр.);
• непрерывная подача энергии;
• максимальное снижение потребления ресурсов;
• обеспечение оптимальных условий в помещениях;
• эффективность энергопотребления;
• баланс получаемого эффекта и затрат на его реализацию.

Потери тепловой энергии в зданиях можно разделить на «статьи». Теплоты теряется через ограждающие конструкции (окна, стены, пол, потолок) и с вентиляционным воздухом (теплый выбрасывается, холодный поступает в помещение).

Важно при реализации проектов энергоэффективных строений рассматривать их в тесной взаимосвязи с внешней средой, используя все возможности для экономии энергии и получении ее извне. Идеальна будет такая система, где окружающая среда частично или полностью станет источником энергии для тепловых потребностей здания. Такие разработки активно используются, например, тепловые насосы, ветрогенераторы, солнечные панели, и пр. Да и само здание должно быть построено таким образом, чтобы энергия расходовалась оптимально.

Направление на оптимизацию энергетических затрат здания целесообразно начинать реализовывать на этапе создания проекта здания и его инженерных систем [2, с.98].

Решение комплексной задачи оптимизации приведет к созданию энергоэффективного здания с небольшими затратами на функционирование. При этом добавляется еще задача учета динамики свойств ограждающих конструкций с течением времени. Тепловая изоляция стареет, увлажняется, несущие конструкции подвергаются воздействию, при этом изменяются их свойства с течением времени.

Сформулируем главные принципы, которыми нужно руководствоваться при проектировании и строительстве энергоэфективных зданий [3, с.24]:

• геометрическая форма и ориентация конструкций здания относительно сторон света должна быть энергетически эффективной;
• конструктивные и инженерные решения здания должны быть согласованы друг с другом;
• теплоизоляционные материалы должны быть низкотеплопроводными и не терять своих свойств в долгосрочной перспективе, их соединение и крепеж не должен создавать мостиков холода в конструкции;
• максимально применять энергоэффективные технические и инженерные решения;
• проектировать оптимальный воздухообмен, максимально делать его организованным и регулируемым (чтобы обеспечить микроклимат с минимальными затратами на нагрев воздуха);
• максимально использовать возобновляемые ресурсы энергии (солнечная, ветровая, энергия почвы и пр.),
• функционирование альтернативных энергетических источников энергии должно быть увязано с классическими инженерными системами;
• необходимо на стадии проектирования учитывать местоположение, ландшафт, окружающую обстановку и ее перспективы.

Все инженерные системы должны проектироваться таким образом, чтобы поддерживать параметры воздуха постоянными (или изменяющимися в заданных пределах) при постоянном изменении погоды на улице. Использование солнечной энергии в помощь инженерным системам очень полезно сказывается на суммарных затратах ресурсов.

Облучение солнечными лучами или инсоляция жилых помещений оказывает положительное воздействие на самочувствие человека. Более того, в зданиях общественного назначения нормируется уровень естественного освещения. Количественное измерение инсоляции представляет собой определение продолжительности облучения прямыми солнечными лучами. По статистическим данным за последние 50 лет уровень облученности поверхностей в центральной полосе России несколько снижалась, что связано с увеличением облачных часов, но это не определяющий фактор рассматриваемого снижения. Главным является увеличение плотности застройки и преобладание высотных зданий. Вычисляется средняя величина. Если из-за облачности изменения укладываются в статистическую погрешность, то уплотнение застройки дает существенное снижение инсоляции в городах.

В целом, солнечную энергию весьма полезно использовать в помощь системам отопления, что является энергосберегающим мероприятием.

Список литературы:

1. Муштаева В. В., Медведева Г. А. Современные ограждающие конструкции энергосберегающих зданий // E-Scio. 2020. №1 (40). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennye-ograzhdayuschie-konstruktsii-energosberegayuschih-zdaniy (дата обращения: 05.01.2022).
2. Косо Й. Солнечный дом. Естественное освещение в планировке и строительстве / Йожеф Косо : пер. с венгер. – М., 2006. – 173 с.
3. Тараненко Дмитрий Васильевич Опыт использования солнечной энергии для создания комфортной среды в зданиях // Архитектура и дизайн. 2018. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/opyt-ispolzovaniya-solnechnoy-energii-dlya-sozdaniya-komfortnoy-sredy-v-zdaniyah (дата обращения: 05.01.2022).