Развитие энергоэффективного строительства в современных условиях

Принятие Федерального закона «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности» в 2009 году привело российскую экономику к статусу развития энергоэффективных технологий, внедрения инновационных технологических решений и т.д. в уже существующий жилищный фонд, где и была в большей степень сконцентрирована проблема энергоэффективности.

В прошлом веке строительство жилых домов осуществлялось из принципа экономии строительных материалов, чем энергоресурсов, что через полвека привело нас к проблеме удорожания коммунальных услуг для населения. Имеющийся жилищный фонд по всей стране имеет одну и ту же проблему – высокие теплопотери, которые компенсируются максимальным расходом условного топлива теплоснабжающими организациями. В целом по России можно отследить расход около 170 млн тонн условного топлива, что приравнивается к потреблению энергоресурсов четырех экономически развитых стран, таких как Дания, Швеция, Финляндия и Норвегия.[1]

Развитие концепции энергосбережения и энергоэффективности привело к формированию движения по энергоаудиту зданий, где основной проблемой отражается - потеря тепла зданием, и разработка различного рода мероприятий по устранению обнаруженной проблемы, в виде применения теплоизоляционных материалов и энергоэффективных технологий. Если данные мероприятия пригодны для уже существующего жилищного фонда, то для нового строительства эти предложения не так актуальны.

В условиях высокой конкуренции в строительной отрасли на данный момент выигрывают технологии строительства энергоэффективных домов со статусом энергопозитивности.

Международный опыт показал, что применение инновационных строительных технологий на этапе возведения здания приводят к чувствительной экономии средств при дальнейшей эксплуатации.

Примером может послужить сверхвысотное здание PearlRiverTower (рис.1.), построенноев 2010 году в Гуанчжоу. Здание имеет 71 этаж, и имеет высоту в 309 метров. Архитекторы при проектировании башни преследовали цель энергобаланса – создать энергопозитивное здание, к сожалению цель не оправдалась, но проект на данный момент позволяет на 60 % снизить энергопотребление здания, по сравнению с аналогичным объектом.

Рис. 1 Энергоэффективное здание Pearl River Tower, г. Гуанчжоу, Китай

Минимальное энергопотребление здания «Pearl River Tower» достигнуто за счет архитектурного решения в виде 309-метровых сторон особой формы, которые перенаправляют ветровые потоки в четыре отверстия на технических этажах здания. Ветер проходит через тело здания и серию установленных турбин, которые вырабатывают электроэнергию для офисов, расположенных в здании. Помимо генерации электроэнергии, ветер, также направляется по системе вентиляции здания. На северном и южном фасадах здания установлены двойные стены с механизированными жалюзи, а на восточной и западной сторонах конструкции было сделано тройное остекление фасадов, которое не пропускает тепло извне, тем самым снижая потребность в охлаждении.

На фасаде здания установлены крупномасштабные солнечные батареи для получения энергии от солнечного света. Использование естественного освещения максимизировано посредством датчиков управления, которые реагируют на свет и интегрированы в систему автоматизированных жалюзи. Сами жалюзи оснащены фотоэлектрическими элементами, так что даже когда они закрыты, энергия солнца эффективно собирается. [4]

В Великобритании есть целый экокомплекс Beddington Zero Energy Development (рис.2), состоящий из жилых и офисных помещений. Это образец экологичного и энергоэффективного строительства. При возведении комплекса были использованы вторичные строительные материалы, на крышах и террасах разбиты сады и оранжереи. Проблема отопления и водообеспечения помещений решается за счет возобновляемых источников энергии. [4]

Рис.2 Жилой и офисный экокомплекс Beddington Zero Energy

Development, г. Лондон, Великобритания

Из всего огромного количества мирового опыта в сфере энергоэффективного строительства первое место занимает объект находящийся в пригороде г. Осло, Норвегия.

Энергопозитивное здание «Kjørbo» занимает 2600 кв. м площади, до реконструкции в год на обслуживание здания приходилось 650000 кВт⋅ч энергии, после внедрения мероприятий по энергоэффективности энергопотребление сократилось до 100000 кВт⋅ч вгод.

На здании расположены солнечные панели которые генерируют энергию, срок эксплуатации панелей заявлен до 60 лет. Ежегодно солнечные панели могут производить до 200000 кВт⋅ч энергии и с помощью накопительных станций могут отдавать ее в городские сети, обеспечивая нужды соседних зданий. Мероприятия по минимизации потерь тепла, проведенные девелоперской компанией позволили значительно уменьшить нагрев здания летом и потери тепла в зимнее время.

Рис. 3 Энергопозитивное офисное здание Power house Kjørbo, г. Осло, Норвегия

Здание производит в шесть раз меньше выбросов парниковых газов, чем традиционные офисные постройки. За счёт повсеместного использования теплоизоляционных материалов при реконструкции стен, крыши и окон здание имеет крайне низкую потребность в отоплении, полностью осуществляемом за счёт солнечной энергии, которая используется и для подогрева воды. [4]

Пронализировав мировой опыт в сфере энергоэффективного строительства можно сформировать следующие выводы:

• 1 . Необходим комплексный подход в снижении потребления энергоресурсов зданиями. Например, при закреплении на законодательном уровне применение в строительстве и при капитальных ремонтах зданий -энергоэффективных материалов и технологий, уделив особое внимание повышению эффективности коммунальных и бытовых приборов и распространению технологий, предусматривающих использование возобновляемых источников энергии, может привести сокращению потребления энергоресурсов даже с учетом удвоения суммарных площадей застройки. [2,3]

• 2 . Применение технологических идей основополагающих архитектурных и строительных принципов. Таких как:

• –    оптимальное использование архитектурных форм зданий с учетом возможного воздействия ветровых нагрузок;

• –    расположение зданий относительно солнца, что бы максимально эффективно получить солнечную радиацию;

• –    увеличение термического сопротивления наружных стен, перекрытийи иных ограждающих конструкций здания до максимально возможного уровня;

• –    сведение к минимуму тепловых мостов, имеющихся в конструкции;

• –    обеспечение необходимой воздухоплотности конструкции здания относительно притока наружного воздуха;

• –    повышение до технически возможного максимального уровня термического    сопротивления    светопрозрачных    ограждающих

конструкций;

• –    создание системы вентиляции для подачи свежего воздуха, удаления отработанного воздуха, распределения тепла в помещении и организация регенерации тепла вентиляционного воздуха.

Таким образом, тренд на энергоэффективность жилых зданий, в том числе с применением современных теплоизоляционных материалов, помимо повышения качества проживания в них и снижения уровня заболеваемости населения, имеет достаточно высокий мультипликативный эффект для экономики в целом и обеспечения условий для энергетической безопасности страны.