Реферат: Пути повышения энергоэффективности технических систем зданий

В последние годы в Беларуси интенсивно развиваются конструктивно-технологические системы жилых зданий, обеспечивающие гибкость объемно-планировочных решений, снижение материалоемкости и энергозатрат при их последующей эксплуатации. Однако недостатком этих систем является то, что при проектировании каждый элемент здания рассматривается в отрыве от остальных, что не позволяет оптимизировать конструкцию в виде единой энергетической системы. Уменьшение уровня эксплуатационных теплопотерь достигается только путем утепления ограждающих конструкций, использования воздухонепроницаемых окон с повышенным сопротивлением теплопередаче. Инженерное обеспечение остается в стороне. В результате сохранение вентиляционной системы естественного типа, без механического побуждения, приводит к негативным явлениям - ухудшению качества воздушной среды, нарушениям температурного и влажностного режимов в помещениях. К этому следует добавить, что на вентиляционные выбросы в зданиях, строящихся по действующим нормативам, приходится до 50% теплопотерь.

Становится ясно, что логика развития современного строительства диктует необходимость перехода к проектированию зданий с механической, полностью контролируемой системой приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла уходящего из помещений воздуха. В ее основе лежат несколько причин, которые не могут быть устранены иным путем.

1. Новые нормативные значения термического сопротивления ограждающих конструкций приводят к распределению уровня теплопотерь, представленному на рис. 2. Как видно, максимальное значение, достигающее более 50%, относится к воздухообмену. Следовательно, дальнейшие перспективы энергосбережения в зданиях связаны прежде всего с возвратом тепла, уходящего из помещений с нагретым воздухом.

2. Переход к утепленным ограждающим конструкциям и окнам нового поколения с повышенным термическим сопротивлением обостряет проблему поддержания нормативного воздухообмена в помещениях. Более того, имеются противоречия в требованиях существующих нормативных документов. СНиП “Жилые здания” говорит о необходимости поддержания его кратности на уровне 3 м3/м2 жилой площади путем свободного воздухообмена в помещениях. Но при утепленной стене, герметичных оконных блоках и герметичной их заделке в стеновую конструкцию исчезают щели и отверстия, через которые мог бы поддерживаться нормативный уровень воздухообмена. Единственной возможностью остается открывание окон или форточек. Однако вследствие сильного загрязнения нижних слоев наружного воздуха в городе качество его в квартирах нижних этажей зданий не будет соответствовать санитарным нормам, уровень шума также превысит установленные пределы. Более того, в такой ситуации почти теряется смысл в производстве оконных блоков нового поколения и освоении окон с еще более высоким термическим сопротивлением. Устройство клапанов или сознательная разгерметизация оконных конструкций не укладывается в логику развития современных оконных технологий, так как не следует забывать, что окно прежде всего обеспечивает инсоляцию помещений.

Совершенно очевидно, что задачу вентиляции необходимо решать другими, проблемно ориентированными средствами.

3. Но даже обеспечение с помощью каких-либо технических средств притока воздуха и свободного воздухообмена не позволит поддерживать его нормативное значение. Уровень воздухообмена будет зависеть от множества причин:

- ветровой нагрузки;

- высоты расположения квартиры в многоэтажном здании;

- открытия окон и степени их уплотнения;

- состояния вытяжных вентиляционных шахт.

4. Сохранение свободного воздухообмена не позволяет решить задачу использования внутренних источников тепла и поступающей в помещение солнечной энергии в общей системе энергоснабжения здания. Как правило, избыток тепла в одной из комнат квартиры, например на кухне или в комнате на освещенном фасаде, уносится с вентиляционными выбросами. Если учесть, что нормируемое в СНБ “Теплозащита зданий” суммарное значение мощности внутренних источников тепла и поступающей в помещение солнечной энергии равно 21 Вт/м2, этот резерв может играть существенную роль в теплоснабжении.

В то же время трудно найти хотя бы одну убедительную причину, не позволяющую перейти уже сегодня к механической вентиляции помещений. Можно ли решить проблему воздухообмена в два этапа: вначале перейдя к системе механической вентиляции, позволяющей решить задачу контролируемого нормативного воздухообмена, и на втором этапе - к системам с рекуперацией тепла уходящего из помещений воздуха? Целесообразность такого подхода сомнительна. Две эти системы имеют значительное количество повторяющихся элементов:

- приточный и вытяжной вентиляторы;

- фильтры для очистки приточного и уходящего воздуха;

- распределительные воздуховоды;

- систему управления режимами воздухообмена.

Для перехода от одной системы к другой необходим только один элемент - рекуператор-теплообменник, обеспечивающий возврат тепла вентиляционных выбросов, то есть не имеет смысла, прыгнув к принципиально новой системе воздухообмена, зависнуть в воздухе, остановившись на полпути.

Существенным фактором, затрудняющим решение вопроса, является экономический - необходимость затрат на дополнительную инженерную систему. Влияние его можно уменьшить, перейдя одновременно с системой приточно-вытяжной вентиляции к воздушному отоплению жилых зданий. Однако при этом следует общий уровень теплопотерь здания снизить до величины, обеспечивающей совпадение кратности нормативного воздухообмена и необходимой кратности подачи воздуха в системе воздушного отопления.

Одна из проблем, которую необходимо решить в энергоэффективных зданиях, - выравнивание теплопотерь в различных их помещениях. Многоэтажность и значительная протяженность по фасаду приводят к неоднородности утечек тепла, зависящей от расположения квартиры.

Переход к проектированию и строительству зданий с приточно-вытяжной вентиляционной системой с рекуперацией тепла уходящего из помещений воздуха позволяет выйти на новый уровень энергоэффективности и совершить скачок в снижении энергопотерь. Однако нельзя ограничиваться только модернизацией системы вентиляции. Имеет смысл довести уровень теплопотерь помещений до значения, делающего целесообразным использование воздушного отопления. Этот уровень составляет для конкретных условий Республики Беларусь величину около 30 кВтч/м2 в год. Целесообразным представляется устройство системы утепления, выравнивающей теплопотери по всем помещениям здания независимо от местоположения.

В целях повышения энергоэффективности технических систем зданий, хотелось бы сделать несколько предложений:

1. Разработать и принять требования по обеспечению технической и экологической безопасности оборудования в автономных источниках пристроенных, встроенных и крышных котельных.

2. Разработать программу освоения отечественной промышленностью серийного производства крышных и встроенных котельных и котлов с герметичной топкой для поквартирных систем теплоснабжения, внутридомовых систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

3. Принять решение об обязательных натурных обследованиях качества теплозащиты конечного продукта капитального строительства с оформлением теплоэнергетического паспорта. Для реализации этого необходимо принять на уровне Федерального закона "Об обязательной паспортизации (включая теплоэнергетическую) всех отапливаемых зданий с нормируемым микроклиматом в помещениях".

4. Разработать нормы потребления тепловой энергии на отопление, горячее водоснабжение, а также нормы холодного водоснабжения.

5. Разработать и утвердить на федеральном уровне учетно-биллинговую методику определения расхода тепла индивидуальными потребителями, запретив для нового и реконструируемого жилья применение расчетного метода определения расхода, и утвердить только приборный учет и оплату потребления.

6. Создать программу проектирования и строительства экспериментальных демонстрационных энергоэффективных жилых зданий в каждом регионе с последующим внедрением эффективных технических решений в массовом жилом строительстве за счет средств инвесторов, федерального и местного бюджетов.

7. Скорректировать действующие СНиПы внесением изменений, отражающих рыночную экономику в строительстве, разработать рекомендации и эталонные проекты на базе накопленного за последнее десятилетие опыта проектирования и строительства зданий с современными системами отопления, вентиляции и теплоснабжения.

Однако параллельно с разработкой энергоэффективных технологий необходимо проводить и организационно-правовые, экономические и информационные мероприятия, целью которых с одной стороны является повышение уровня комфортабельности, жизнеобеспечения и безопасности жилья, а с другой - превращение коммунального теплоснабжения в прибыльную сферу экономики.

Одними из наиболее важных мероприятий в этом плане являются:

- совершенствование законодательства всех уровней, регулирующего отношения в сфере коммунального теплоснабжения и позволяющего гарантировать реализацию прав и обязанностей как покупателей, так и производителей тепла;

- создание условий экономической привлекательности для инвестиций в теплоснабжение через кредитование и льготное налогообложение хозяйствующих субъектов, обеспечивающих реализацию ресурсосберегающих технологий и эффективных форм управления ЖКХ, создание биллинговых компаний по опыту скандинавских стран с целью создания реальной конкуренции на рынке теплоснабжения;

- привлечение населения к решению вопросов энергосбережения через организацию сообществ собственников жилья и советов потребителей, а также информационная поддержка внедрения ресурсосберегающих технологий с использованием СМИ.

Список использованных источников

Страницы: 1, 2, 3, 4