Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рам

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 12-08-00201-а.
Список литературы:
1. Бытенский О.М. Энергосбережение в тепловых сетях систем теплоснабжения //
Энергетик. – 2009. – № 5. – С. 25–28.
2. Развитие теплоснабжения в России в соответствии с Энергетической стратегией
до 2030 г. // Новости теплоснабжения. – 2010. – № 2. – С. 6–9.
3. Каганер М.Г. Тепловая изоляция в технике низких температур. – М.: Машиностроение, 1966. – 275 с.
4. СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. – М.: Издво стандартов, 2004. – 28 с.
5. Официальный сайт ЗАО «ПЗЭМ». 2011. URL: http://www.pzem.ru/
taxonomy/term/21 (дата обращения: 19.09.2011).
6. Курылев Е.С., Оносовский В.В., Румянцев Ю.Д. Холодильные установки. –
СПб.: Политехника, 2004. – 576 с.
7. Самарский А.А., Гулин А.Н. Численные методы математической физики. – М.:
Научный мир, 2000. – 316 с.
8. Ильинский В.М. Строительная теплофизика. – М.: Высшая школа, 1974. – 320 с.
9. Бурцев С.И., Цветков Ю.Н. Влажный воздух. Состав и свойства. – СПб.:
СПбГАХПТ, 1998. – 146 с.
10. Новицкий Л.А., Кожевников И.Г. Теплофизические свойства материалов при
низких температурах. – М.: Машиностроение, 1975. – 216 с.
УДК 536.7
ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ В
ПАССИВНОМ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИИ КАК ГАРАНТ
РАЗВИТИЯ ЭКОНОМИКИ РОССИИ
Попов Р.А.
Самарский государственный технический университет, г. Самара
E-mail: [email protected]
Мы живем во времена, когда у России много вызовов, на которые
необходимо отвечать.
Россия сидит на нефтяной игле, во многих сферах промышленности мы просто неконкурентоспособны, на дворе мировой экономический кризис и цена на нефть скачет и падает, что не вселяет уверенности в завтрашнем дне. Ввиду этого нам необходим прорыв, который
даст нашим производителям преимущество, что поднимет нашу промышленность, уменьшит энергоемкость экономики, а так же повысит
экологию, в следствии и качество жизни россиян.
Этот прорыв – массовое внедрение инновационных проектов в пассивном энергосбережении. Применение инноваций в пассивном энергосбережении позволит минимизировать затраты на отопление и электро258
энергию, а в перспективе, с использованием возобновляемых ресурсов,
и вовсе отказаться от отопления.
Скептики сразу скажут, что с нашим климатом это невозможно. Но
западный опыт таких стран как Дания, Финляндия, Германия, а также
наши собственные отечественные проекты и наработки дают возможность утверждать о осуществимости воплощения этих идей и их экономической выгоде.
Один из ярчайших инновационных проектов – это энергоэффективные дома, их еще называют пассивные дома.
Пассивный или энергоэффективный дом – это дом с низким энергопотреблением – около 10 % от обычного энергопотребления. В идеале
он представляет собой независимую энергосистему, не требующую расходов на поддержание комфортной температуры. Так, отопление пассивного дома должно происходить благодаря теплоте, выделяемому
живущими в нем людьми, бытовыми приборами и альтернативными источниками энергии. Горячее водоснабжение осуществляется за счет установок возобновляемой энергии – например, тепловых насосов или
солнечных коллекторов.
Пять принципов при строительстве пассивного дома:
1. Полная теплоизоляция, которая предлагает использование не
только герметичных окон, но и всех имеющихся теплоизоляционных
материалов.
2. Применение новых инженерных и конструктивных предложений, которые способны еще на этапе строительства решить многие проблемы.
3. Устранение всех возможных щелей, которые способны пропускать холод и ветер.
4. Водворение в каждое помещение приточно-вентиляционную
систему, которая содержит теплообменник.
5. Комплексный подход к решению подобной проблемы.
Рис. 1. Затраты теплоты на отопление 1 кв.м
259
Технология пассивного дома включает в себя три аспекта: теплоизоляция стен и кровли, герметизация окон и дверей, и энергоэффективное кондиционирование. В пассивном доме формируется несколько
слоев теплоизоляции – внутренняя и внешняя. Это позволяет одновременно не выпускать теплоту из дома и не впускать холод внутрь него.
Также производится устранение «мостиков холода» в ограждающих
конструкциях. В результате в пассивных домах теплопотери через ограждающие поверхности не превышают 15 кВт/ч с квадратного метра
отапливаемой площади в год – практически в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях. Что касается окон, то используются двух- или трехкамерные стеклопакеты, заполненные низкотеплопроводным аргоном или
криптоном. Применяется более герметичная конструкция примыкания
окон к стенам, утепляются оконные проемы. Стекла имеют специальный состав, обрабатываются особым образом, покрываются пленками,
отражающими тепловое излучение. Самые большие окна направлены на
юг (в северном полушарии) и приносят в среднем больше тепла, чем теряют. Третий аспект – вентиляция, которая должна быть устроена таким
образом, что воздух выходит из дома и поступает в него через подземный воздухопровод, снабженный теплообменником. Там нагретый воздух отдает тепло холодному. В зимнее время года холодный воздух
входит в подземный воздухопровод, нагреваясь там за счет теплоты
земли, и затем поступает в теплообменник. В нем отработанный домашний воздух нагревает поступивший свежий и выбрасывается на
улицу. Нагретый свежий воздух, поступающий в дом, имеет в результате температуру около 17 °C. Летом горячий воздух, поступая в подземный воздухопровод, охлаждается там от контакта с землей примерно до
этой же температуры. При возможном отключении электроэнергии пассивный дом остывает на 1 °С в сутки при температуре наружного воздуха (–15 °С). Во многом этому способствуют аккумуляторы теплоты,
роль которых выполняют массивные несущие стены, железобетонные
плиты пола первого этажа и междуэтажные перекрытия. Кроме того,
для теплоизоляции используются специальные строительные материалы, рынок которых в последнее время заметно вырос. Так, толщина
изоляционной плиты SPU – 24 см, что на 16 см меньше, чем изоляционный слой из минеральной ваты (толщина – 40 см). «Если вы увеличиваете толщину стены (обычной), затраты на строительство растут (за
счет сокращения площади объекта)». При этом себестоимость такого
строительства на 5–10 % выше, чем при использовании традиционных
материалов. Средняя стоимость реконструкции жилых зданий с использованием изоляционных материалов (модернизация теплоизоляционной
260
вентиляции) составляет € 250–450 за квадратный метр (зависит от сложности объекта).
Рис. 2. Сравнение цены энергоэффективного и обычного дома
Европейский опыт: Финские эксперты добавляют, что энергосберегающие технологии используются при строительстве не только загородных жилых домов, но при строительстве офисных зданий, высотных
домов. При этом решение об использовании таких технологий принимается на государственном уровне. Так, главной задачей целевых государственных программ европейских стран стало приведение всех объектов
застройки к условно-пассивному уровню (дома ультранизкого потребления – до 30 кВт/ч на кубометр в год). В результате программы санации жилья к настоящему времени в Германии практически не осталось
энергонеэффективных зданий, а с 2002 года все новостройки должны
быть домами с низким потреблением энергии. Такой дом на одну семью
расходует на отопление не больше 90 кВт/ч на кубометр в год, а то и
вообще обходится без отопления (с учетом относительно мягкого климата). Аналогичные программы действуют и в других европейских
странах. Так, согласно законодательству Финляндии, с 2010 года можно
строить только low-energy-дома (те же дома с ультранизким потреблением – до 30 кВт/ч на кубометр в год). С 2015 года – пассивные дома, с
2020 года – zero energy (дома с нулевым потреблением энергии), с
2030 года – plus energy (с дополнительной выработкой энергии).
Достоинства пассивного дома:
 Дополнительные затраты на строительство окупаются в течении
7–10 лет.
 Обеспечивает колоссальный эффект экономии тепловой энергии.
 Низкий расход теплоты уменьшает затраты на эксплуатацию и
положительно сказывается на жизнеустойчивости и рыночной стоимости зданий.
261
 Потребляет лишь 10 % от общего объема энергопотребления
обычных зданий.
 Отопление пассивного дома происходит благодаря теплоте выделяемой живущими в нем людьми, бытовыми приборами и альтернативными источниками энергии (геотермальные установки, солнечные
коллекторы).
 Рекуперация теплоты из отработанного воздуха, показатель сохранения теплоты свыше 75 %.
 По сути это независимая энергосистема, которая не требует расходов на поддержание комфортной температуры.
 Горячее водоснабжение осуществляется за счет установок по
производству возобновляемой энергии.
 Системы естественной вентиляции заменяют дорогостоящие
климатические системы.
 Пассивное использование солнечной энергии благодаря ориентации здания на юг и отсутствию затененности.
Выбирая пассивное энергосбережение сегодня – вкладываешь в
завтра.
Список литературы:
1. Карпова Я.А. Пассивное энергосбережение // Газета «Коммерсантъ СПетербург». – 2008. – № 200. С 4017.
2. EcoRussia.info, 2009-2011 «Что такое пассивное энергосбережение»
http://ecorussia.info/ru/ecopedia/passive_energy_efficiancy.
УДК 697.1
АНАЛИЗ ПЕРЕМЕННОГО РЕЖИМА ОТОПЛЕНИЯ
АДМИНИСТРАТИВНОГО ЗДАНИЯ С БОЛЬШИМ
КОЭФФИЦИЕНТОМ ТЕПЛОВОЙ АККУМУЛЯЦИИ
Родин А.П., Голдаев С.В., д.ф.-м.н.
Томский политехнический университет, г. Томск
E-mail: [email protected]
Для зданий, функционирующих только в дневное время (торговые,
спортивные, административные, учебные и т. п.), достичь снижения
расходов теплоты на отопление можно, применяя периодический режим
его работы. В рабочее время в помещениях этих зданий поддерживается
нормируемая температура, а в нерабочий период система отопления выключается полностью или частично, либо переходит на пониженный
график подачи тепла. В результате температура воздуха и ограждений
262