ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ

ENERGY EFFICIENT BUILDINGS AND STRUCTURES IN RUSSIA AND ABROAD

Alexander Kryukov

student, Department of Industrial and Civil Engineering, Southwest State University,

Russia, Kursk

Ivan Trutaev

 student, Department of Industrial and Civil Engineering, Southwest State University,

Russia, Kursk

Valeria Tolmacheva

scientific supervisor, candidate of biological sciences, associate professor,  Southwest State University,

Russia, Kursk

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются первые энергоэффективные здания в России и за рубежом и примененные особые архитектурные и инженерные решения при их строительстве. Применение новых энергоэффективных технологий в современном строительстве.

ABSTRACT

This article discusses the first energy-efficient buildings in Russia and abroad and the special architectural and engineering solutions used in their construction. Application of new energy-efficient technologies in modern construction.

Ключевые слова: энергоэффективность, инновации, энергоэффективные здания, энергоэффективное строительство, энергосбережение, новые технологии, теплоизоляция здания, рекуперация тепла, пассивный дом, умный дом.

Keywords: energy efficiency, innovation, energy-efficient buildings, energy-efficient construction, energy saving, new technologies, building insulation, heat recovery, passive house, smart house.

Одной из наиболее серьезных задач современного мира является энергоэффективность.  Особая важность данной темы заключается в том, что новейшие энергосберегающие технологии в строительстве помимо экономии финансовых ресурсов, открывают и принципиально новые возможности для снижения выбросов в атмосферу вредных веществ. Энергосберегающие технологии строительства представляют собой более выгодный и экологически грамотный способ обеспечения, растущего с каждым годом спроса на энергоносители.

Энергоэффективные здания являются реальностью нашего времени, одним из неотъемлемых факторов устойчивого развития среды обитания человека. С конца 70-х годов прошлого века из единичных пилотных проектов они превратились в реальные объекты: энергоактивные, энергопассивные, нулевые, энергоэффективные здания, представляющие собой синтез архитектурно-планировочных, конструкторских, инженерных решений, направленных на снижение потребляемых зданиями энергоресурсов без потери их надёжности и комфортности.

Первое зарубежное энергоэффективное здание было построено в США в штате Нью-Хэмпшир в 1972 году (рис. 1). Его авторы, архитекторы Эндрю и Николасом Исаак «сдали в работу» проект здания суммарной площадью 16350 кв.м. Оно имеет семь этажей, на которых располагаются офисные помещения плюс технический этаж. Дополняет проект двухъярусный гараж [5]. Энергетическую эффективность данного здания формировали следующие факторы [1, с. 12]:

- минимальная площадь поверхности здания (куб);

- небольшая площадь остекления (10%);

- светлоокрашенная кровля

- неостеклённая северная сторона;

- вертикальные и горизонтальные солнцезащитные устройства для окон.

Рисунок 1. Первый зарубежный энергоэффективный дом

Первым же в России стал проект “Энергоэффективный жилой дом в микрорайоне Никулино-2″ был реализованый в 1998-2002 гг. (рис. 2) . Проект выполнен под научным руководством доктора технических наук, член-корреспондента РААСН Ю.А. Табунщикова и под общим руководством доктора технических наук, генерал-лейтенанта В.Ф. Аистова [2, с. 36]. Энергетическую эффективность дома в Никулино-2 формировал следующий комплекс факторов:

- теплонасосная установка для горячего водоснабжения, использующая тепло грунта и удаляемого вентиляционного;

 - система вентиляции с механической и естественным притоком через авторегулируемые воздухозаборные устройства в оконных переплётах;

- система отопления: двухтрубная горизонтальная поквартирная с теплосчётчиком, установленным на кухне, с термостатическими вентилями на каждом отопительном приборе;

 - наружные ограждающие конструкции с повышенной теплозащитой;

- окна и двери с тройным остеклением в деревянных переплётах.

 Здание в Никулино-2 является единой энергетической системой, все элементы которой – ограждающие конструкции, системы отопления, вентиляции, кондиционирования, теплоэнергоснабжения – взаимосвязаны, в связи с чем проект энергоэффективного здания не может быть представлен простым суммированием ряда энергосберегающих решений, но должен быть результатом выбора научными методами технических решений, наилучшим образом отвечающих поставленной цели обеспечения энергосбережения при одновременном повышении качества микроклимата.

Рисунок 2. Первый в России энергоэффективный дом

Энерго- и ресурсосберегающие строительные технологии являются перспективными направлениями будущего строительства. Они включают: энергоэффективный дом, пассивный и активный дом, экодом, возведение купольных домов, энергосберегающие инженерные системы интеллектуального дома, новые типы солнечной энергии и виды фасадного остекления, инновационные решения защиты конструкций дома от разрушительных воздействий природы и климата [3, с. 112].

Энергоэффективный дом предполагает использование альтернативных источников энергии в системе снабжения дома электричеством и теплом и подключение к системе "умный дом", которая позволяет контролировать расход энергии, добиваясь его минимизации.

Основные элементы энергоэффективного дома:

1) «Теплые» окна. Используются: широкие оконные профили с внутренним утеплением, тройное остекление с двумя низкоэмиссионными покрытиями и заполнением инертным газом, пециальные «теплые» дистанционные рамки по краю стеклопакетов. Теплопотери через «теплые» окна в 2-3 раза ниже, чем обычные стеклопакеты.

2) Герметичность наружной оболочки. Используются: сплошная пароизоляция, пароизоляционные ленты. Создается сплошная герметичная оболочка для того, чтобы конструкции дома плотно примыкали друг к другу.

3) Внутренняя теплоизоляция. Используются: минераловатные утеплители, органические утеплители, пенополистирол, вакуумная теплоизоляция. Вокруг дома создается теплоизоляционная оболочка без разрывов и без уменьшения толщины

4)Вентиляция с рекуперацией тепла.  Используются: приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла.

Стоимость строительства энергоэффективного дома всего на 10—20 % выше, чем обычного типового. В процессе эксплуатации все инженерное обеспечение не только полностью себя окупает, но и начинает в скором времени приносить ощутимую выгоду. Деньги, вложенные в энергоэффективный дом, — это деньги, вложенные в безопасность и комфорт, которые уже в течение 4—5 лет возвращаются за счет более низких затрат на эксплуатацию.

Пассивный дом – это здание, возведенное по строительному стандарту, который обеспечивает пониженное потребление тепловой энергии и предполагает либо отсутствие отдельной системы отопления в нем, либо наличие отопительной системы малой мощности [4, с. 4]. Наибольшее распространение пассивные дома получили в странах Западной, Центральной и Северной Европы, в которых устанавливаются следующие обязательные стандарты их проектирования:

1) максимальное использование теплоты солнечной радиации, предусматривающее расположение большей части окон на южном фасаде;

2) использование систем воздушного отопления или их совместное использование в наиболее холодные месяцы отопительного периода с радиаторным или напольным отоплением;

 3) суммарная мощность отопительно-вентиляционных систем не должна превышать 10 Вт на 1 м2 отапливаемой площади пола здания;

4) удельный расход тепловой энергии на отопление 1 м2 площади пола здания не должен превышать величины qот=15 кВт·ч/(м2 год);

5) общее потребление первичной энергии для всех бытовых нужд

6) максимальное использование бытовых и биологических тепловыделений, по величине достигающих значений qбыт = 10…17 Вт/м2.

Распространение технологии пассивного дома достаточно активными темпами связано с сокращением расходов на отопление в 7—10 раз. Таким образом тема энергоэффективных зданий является огромной и комплексной по своему содержанию, не теряет своей актуальности, а наоборот, с появлением новых научных зданий она расширяется и приобретает новые горизонты и ставит задачи для дальнейших научных исследований. С развитием научного знания об энергоэффективных зданиях развивается методология научного познания процессов их жизненного цикла.

Список литературы:

1. Алоян Р.М., Федосов С.В., Опарина Л.А. Энергоэффективные здания – состояние, проблемы и пути решения – Иваново: ПресСто, 2016. – 276 с
2. Табунщиков, Ю.А. Энергоэффективные здания / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач, Н.В. Шилкин. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2003. – 200 с.
3. Современные технологии строительства и реконструкции зданий / Г. М. Бадьин, С. А. Сычев. — СПб.: БХВ-Петербург, 2013. — 288 с.: ил. — (Строительство и архитектура)
4. Бодров, В. И. Инженерные основы создания пассивных домов: учебник / В. И. Бодров, М. В. Бодров, В. Ю. Кузин, Ж. А. Шевченко; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2015. – 110 с.
5. [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://www.c-o-k.ru/review/samye-izvestnye-v-mire-energoeffektivnye-zdaniya (Дата обращения 20.02.2023).