Энергоэффективность

Мы проводим  всё большую и большую часть нашей жизни в помещениях. Плохо спроектированные, построенные и эксплуатируемые здания есть общая причина человеческих страданий, болезней и смертей. Людям часто жарко летом и холодно зимой и возникает реальная опасность жизни, если энергоснабжение отключается.  Герметичные дома, низкого качества строительные материалы, плохое проектирование становятся причинами утечек и плесени. В 1998 году исследования Всемирной организации здоровья говорят о том, что 30% всех новых и модернизированных зданий в мире страдают синдромом больного здания. Синдром больного здания есть термин, описывающий ситуацию, в которой жители таких домов испытывают дискомфорт и даже острые проблемы со здоровьем, которые возникают со временем, проведенным в здании.

Для тех, кто живёт в пассивных солнечных зданиях (зданиях устойчивого развития), получают большие дивиденды, такие как человеческий комфорт, улучшение здоровья и увеличение производительности. Устойчивое развитие - способность удовлетворять потребности нынешнего поколения без ущерба для нужд будущих поколений.

Развитие инженерных систем для отопления и охлаждения зданий с большими субсидиями ископаемого топлива, которое началось с середины 20 столетия, привело к строительным стандартам, которые отражали цель производителей этого оборудования – продать как можно больше этого оборудования и не имели цель, отвечающую человеческим потребностям.

Но дома с такими системами не эффективны. Они плохо изолированы, имеют очень малую термическую массу и ориентированы так, чтобы уменьшить затраты на конструкции здания и планировку улиц, вместо того, чтобы отвечать солнечной геометрии, ветру и другим местным особенностям.

Пассивные солнечные дома создаются в результате комплексного проектирования, которое использует местные источники энергии и материалы, а климатические условия внутреннего пространства создаются, в большей мере, архитектурными, а не инженерными средствами.

В соответствии со строительными нормами отопительный период в Симферополе длится более 5 месяцев - со 2 ноября по 5 апреля. Для энергоэффективного двухэтажного здания с пассивным солнечным нагревом отопительный период можно сократить до трёх месяцев – декабрь, январь, февраль.

Расчёты показывают, что мы можем комфортные условия обеспечить в большинстве зданий Крыма и юга России за счёт пассивной солнечной архитектуры.

Для районов с большим количеством солнечных дней в году энергетическая эффективность зданий может быть существенно улучшена за счёт применения стратегии пассивного солнечного нагрева зданий. Эта стратегия наиболее применима для малоэтажных новых и реконструируемых зданий и может быть реализована проектировщиками с целью сокращения потребления невозобновляемых источников энергии на отопление.

Ключевые моменты стратегии пассивного солнечного дома:

• 1. Пассивные солнечные технологии повышают энергоэффективность здания. Сокращение расходов на отопление и охлаждение до 60%.
• 2. Надёжность: прочная конструкция, теплее зимой, прохладнее летом (даже в случае сбоя питания).  
• 3. Используются чистые, возобновляемые источники энергии для борьбы с растущей озабоченностью по поводу глобального потепления, кислотных дождей и разрушения озонового слоя.
• 4. Жильцы пассивных солнечных домов всё чаще ставят комфорт, здоровое жизненное пространство более важным для жизни, а потому главным при принятии решения о покупке, чем энергетические вопросы.

Использование пассивных солнечных технологий это простой и не требующий больших затрат путь, по сохранению природы, и получения энергии.

Концепция пассивного солнечного дома может быть реализована в районах, где количество солнечных часов в году больше 1500. Архитектура пассивного солнечного дома предполагает наличие солнечного пространства (помещения) для пассивного нагрева здания в отопительный период. Конструкций солнечного пространства разработано много и называются они по-разному – теплица, оранжерея, зимний сад, помещение для солнечного нагрева воздуха, терраса, стена Тромба и другие, и могут использоваться для пассивного солнечного нагрева здания. Одно из них изображено на рисунке.

Стратегия повышения энергетической эффективности здания состоит из четырёх основных этапов:

• 1. Сохранение энергии: уровень изоляции оболочки, контроль воздушной утечки, тип светопрозрачной конструкции, инженерное оборудование и энергетическая эффективность приборов.
• 2. Солнечная инсоляция: рациональное увеличение площади окон южной ориентации за счёт окон других фасадов.
• 3. Солнечная архитектура: следующий этап после сохранения энергии и солнечной инсоляции, чтобы завершить систему сбора, хранения и использования солнечной энергии: использование систем пассивного солнечного нагрева, добавление требуемой термальной массы, применение мер по контролю и распределению энергии по всему дому.
• 4. Естественное охлаждение: применяя соответствующие архитектурно-планировочные решения и окружающую среду для охлаждения и повышения комфорта здания путём увеличения движения воздуха и используя солнцезащитные устройства.

Солнечная архитектура –  это инвестиции в Ваше будущее. Солнечная архитектура на 10-15% дороже и окупит себя примерно через  5-10 лет. Но владельцу «солнечного» коттеджа  нужно будет вкладывать значительно меньше денег на отопление и горячую воду, а чистый воздух вообще оценке не поддается.

Даровая и бесконечная энергия нашего светила, экологически чистая уже потому, что миллиарды лет падает на Землю и все земные процессы c ней свыклись. Она уже тысячелетия используется людьми в опосредованной форме – через дрова, уголь, нефть, энергию рек, ветра, горячих источников. Энергетический поток, который высокоразвитая цивилизация просто обязана полностью взять под свой контроль и использование, не сжигая атмосферный кислород и не перегревая планету – не изменяя наш уникальный земной климат, если она серьезно претендует на титул высокоразвитой. 

Повышение доли солнечной энергии в энергоснабжении здания за счёт использования пассивных и активных солнечных коллекторов, особенно в регионах с большим количеством солнечного сияния (больше 2000 часов в год в Крыму) есть главная задача в  строительстве и эксплуатации энергоэффективных малоэтажных зданий.

Тщательное и продуманное проектирование форм и геометрии сооружений, в сочетании с подходящими материалами, оборудованием и функциональным распределением помещений, могут уменьшить расходование ресурсов на 50 – 60%, а также уменьшить выбросы парниковых газов и общее отрицательное воздействие на окружающую среду. Это позволит улучшить экологическую ситуацию в городах.

Преимущества хорошего дома могут быть реализованы в улучшении здоровья. Меньше стрессов от шума и перепада температур, меньше сухого воздуха зимой, меньше плесени, отсутствие аллергенов и ко всему этому лучше сон для оздоровления круглый год. В зданиях устойчивого развития малое количество дней теряется на прогулы и болезни.

Солнечная энергия — будущее человечества!

Дворецкий А.Т.
Д.т.н., профессор КФУ им. В.И. Вернадского