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.

Устройство пассивного солнечного нагрева энергоэффективного здания под Симферополем

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.

Количество солнечных часов в год на севере Европы 1300- 1500, в  Крыму 2000 -2400

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.

Солнечная защита на южном фасаде

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