СОВРЕМЕННЫЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ В ДОМОСТРОЕНИИ

АННОТАЦИЯ

Активная деятельность людей по созданию необходимых благ требует огромных затрат электроэнергии и ведет к необратимым и неблагоприятным экологическим последствиям. На сегодняшний день человечество сталкивается с такими проблемами как изменение климата, загрязнение воздуха, дефицит водных ресурсов, уменьшение лесных территорий. Решение части указанных проблем современности может быть достигнуто путем масштабного внедрения технологий, рассматриваемых в данной статье.

ABSTRACT

Human activity for natural goods requires the consumption of consumables and leads to irreversible and adverse environmental consequences. Nowadays people face such tasks as climate change, air pollution, water resources shortage, reduction of forest resources are being solved. The solution to the partial problem of modernity can be implemented through the large-scale implementation of the technologies discussed in this article.

Ключевые слова: энергоэффективность, экология, инновации, строительство.

Keywords: energy efficiency, ecology, innovation, building.

Каждый человек ежедневно пользуется электроэнергией. Сегодня более 75% энергии люди получают, прибегая к невосполнимым источникам [1]. Решение некоторых проблем современности может быть достигнуто путем масштабного внедрения инновационных технологий, которые уже применяются или только будут применяться в ближайшем будущем в ряде современных зданий и сооружений.

Энергия ветра.

Ветер, как природный ресурс, уже давно рассматривается человеком в качестве источника дополнительной энергии. Так, например, ветряные мельницы впервые появились приблизительно в начале 12 столетия. Сегодня их основной функционирующий компонент уже в модернизированном виде применяется в различных видах ветрогенераторов. К преимуществам ветроэнергетики можно отнести экологичность, возобновляемость и возможность широкого использования вне зависимости от региона.

Все эти свойства интегрированы в проекте W.E.T.E.R., который разрабатывается с 2019 года по сей день. Он представляет собой ветроэлектростанцию [2], которая может быть расположена внутри как жилого комплекса, так и близ промышленных объектов. Благодаря внедренной технологии здание способно вырабатывать порядка 200% энергии от собственных потребностей. Устройство ветроэлектростанции представлено на рис. 1.

Рисунок 1. Ветроэлектростанция

1 – опорная рама; 2 – вал; 3 – лопастная система; 4 – обтекатель

Преимуществами использования ветроэлектрогенератора по сравнению с ветроустановками классического типа являются независимость направления потока ветра, что позволяет размещать устройство проекта W.E.T.E.R. как в городской среде, так и вне ее; тихоходность и отсутствие инфразвука, что повышает комфорт местных жителей; возможность концентрации воздушных потоков, которые увеличивают вырабатываемую мощность. Так, например, создаваемый тремя радиально расположенными зданиями воздушный коридор позволил бы сформировать усиленные потоки ветра при любом его направлении.

Энергия воды.

Спрос на воду, вследствие роста численности населения, превышает сегодняшние возможности муниципальной инфраструктуры [3]. В настоящее время создаются системы для цикличного использования водных ресурсов. Например, в уже готовящейся к эксплуатации Dubai Creek Tower в ОАЭ, будет применена технология самоочистки фасадов, которая основана на использовании воды, сконденсированной при работе систем внутреннего кондиционирования. А в небоскрёбе Bank of America Town имеется система накопления и очистки дождевой воды, которая далее используется по высоте всей конструкции.

Энергоэффективные строительные материалы.

Затраты Европейских стран на отопление составляют около 57 % от общего объема электроэнергии, в России, в силу климатических условий, эта величина достигает 72%.

В России активной разработке и внедрению энергосберегающих технологий в некоторой степени способствовал Федеральный закон № 261 от 23.11.2009 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», на основании которого все здания должны отвечать требованиям энергоэффективности и снабжаться приборами учета ресурсов.

В связи с этим, для достижения максимальной энергоэффективности зданий, необходимо снизить их теплопотери, которые происходят через систему вентиляции, крышу, стены, оконные и дверные проемы и т.д.

Использование изоляционных бетонных форм позволяет потреблять на 20% энергии меньше, чем при традиционных типах строительства. Например, энергетические кирпичи из пенополиуретана PIR изолируют в 16 раз эффективнее, чем традиционные бетонные блоки. В вакуумных изоляционных панелях используется тот же принцип изоляции, что и в термосе: внутри панели почти вакуум, несмотря на то, что ее толщина составляет всего 2,5 см. В настоящее время эта система является дорогостоящей и деликатной и используется пока только в промышленных условиях. Тем не менее, производители работают над тем, чтобы сделать продукт доступным для массового применения [4].

Энергия Солнца.

Солнечная радиация изменяет микроклимат прилегающей территории городской застройки и оказывает существенное влияние на энергоэффективность зданий. Так, в результате реконструкции штаб-квартиры Hanwha Group в Сеуле был установлен энергогенерирующий фасад со встроенными солнечными батареями. В проекте северный фасад небоскреба открывается, чтобы обеспечить дневное освещение внутри здания, но на южном фасаде, где солнце могло бы оказать слишком сильное влияние на тепловую нагрузку здания, фасад сделан почти непрозрачным [5]. Там установлены фотоэлектрические панели под углом для уменьшения прямого солнечного воздействия на здание.

Рассмотренные способы решения проблем взаимоотношения человека и природы основываются на работе различных технологий, работающих за счет природных источников энергии, и, таким образом, значительно сокращающих вредное воздействие на окружающую среду. Все это говорит о том, что будущее за энергоэффективным строительством.

Список литературы:

1. IEA // World gross electricity production by source, 2019: [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://www.iea.org/areas-of-work/data-and-statistics (дата обращения: 02.05.2022).
2. Патент РФ №2021105686, 05.03.2021. Тяглин Д.В. Ветроэлектростанция // Патент России №2766497. 2021.
3. Джеймс К., Годлав К.Е., Кэмпбелл С.Л. Watergy: Возможности эффективного использования энергии и воды в муниципальных водохозяйственных системах. – К.: Альянс за сбережение энергии, 2002. – 80 с.
4. Hirecentres // THE MOST ENERGY-EFFICIENT MATERIALS FROM WHICH TO BUILD A HOUSE: [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://hirecentres.com/ (дата обращения: 07.05.2022)
5. Interior+Design // UNStudio: новый облик штаб-квартиры Hanwha Group в Сеуле: [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://www.interior.ru/ (дата обращения: 05.05.2022).