П.1. Об энергосберегающих технологиях

К эффективным решениям в области энергосберегающего архи­тектурно-планировочного направления относят строительство широ­кокорпусных жилых домов с сокращением удельной площади ограж­дающих конструкций на 1 м² площади жилья, возведение мансардных этажей на существующих зданиях для предотвращения сверхнорма­тивных потерь тепла через покрытия и др..

При архитектурном проектировании жилых домов с целью сбере­жения энергии прибегают также к таким мерам, как упрощение кон­фигурации домов, оптимальная ориентация их по ветру и по солнцу, оптимизация внутренней планировки и т. д.

Весомый вклад в энергосбережение в строительной сфере могут внести оптимальные конструктивные системы, применяемые при возведении и эксплуатации зданий. Известно, что при действующей практике проектирования и строительства более 60% тепла уходит че­рез ограждающие конструкции: внешние стены, потолок, крышу, ок­на, двери и фундамент. Поэтому основной резерв теплосбережения кроется в надежной теплоизоляции всего корпуса жилого дома.

Самый трудоемкий процесс – утепление стен, ранее достигалось либо увеличением их толщины, либо использованием материалов с большим теплосопротивлением. Однако для удовлетворения новых требований по теплозащите кирпичные стены в центральных районах России нужно было бы проектировать толщиной не менее 1 м. Поэтому с учетом повышенных требований к теплоэффективности и к сбережению ресурсов, основным способом снижения теплопотерьстановится утепление стен с помощью новых эффективных материалов с теплосопротивлением R от 0,19 до 0,42 на 1 см (табл. 15.1).

Следует отметить, что в России на душу населения производится теплоизоляционных материалов в несколько раз меньше, чем в дру­гих экономически развитых странах. Объем выпуска этих материалов на 1000 жителей составляет в Японии – 350 м³, Финляндии – 416 м³, США – 496 м³, в России – 120 м³. К сожалению, в нашей стране прак­тически не производятся ценнейшие утеплители из базальта и верми­кулита.

Теплоэффективная архитектура дома немыслима без увеличения сопротивления теплопередачи окон, так как через них проходит от 20 до 70% всех потерь через ограждающие конструкции.

существующие на сегодня в России повышенные нормативные теплозащитные требования мо­гут быть выполнены при использовании оконного заполнения из древесины и стеклопластика с тройным остеклением, либо специальных стеклопакетов с двойным слоем пленки, а также при использование окон с теплоотражающими стеклами.

В районах с холодным климатом через фундамент здания теряется от 20 до 30% тепла от общих потерь через ограждающие конструкции. Для снижения этих потерь необходима тщательная теплоизоляция фундамента вместе с мероприятиями по водоотведению, парозащите и достаточной вентиляции подвальных помещений. Наибольший теплозащитный эффект дает теплоизоляция фундаментов с внешней стороны.

Энергосберегающие инженерные системы– энергоисточники, оборудование, контрольно-измерительные приборы и др., по оценке специалистов, позволяют сократить расход тепла на отопление и на­грев воздуха на 25 – 30% за счет использования высокопроизводительного котельного оборудо­вания и повышения его КПД; устранения теплопотерь в системах централизованного теплоснабжения; перехода на автономные систе­мы горячего водоснабжения с использованием газовых или электро­нагревателей; установки терморегулирующей аппаратуры для регулирования обогрева жилых зданий в зимний и осенне-весенний периоды, в дневное и ночное время и т. д.

Экологически чистый энергоэффективный жилой дом (см. рис. 14.1, П.14.1, гл.14) разрабо­тан сотрудниками НПО «Инсолар» совместно с американской фир­мой «Peace Ecology» (АВОК, 1994, № 1–2). Теплоснабжение, горячее водоснабжение и кондиционирование осуществляются в нем с помо­щью нетрадиционных источников энергии. По сравнению с тради­ционными аналогами существующее инженерное оборудование по­зволяет снизить затраты энергии на эксплуатацию на 60 – 70%. В ка­честве источников низкопотенциального тепла для испарителей теплонасосных установок АНТУ-10 и ТУГВ-200 используется грунт поверхностных слоев и вентиляционные выбросы. Площадь застрой­ки 260 м², число этажей – 3, высота комнат – 3 м.

Анализ основные преимуществ экодома в энер­госбережении и сохранении окружающей среды в сравнении с обыч­ными малоэтажными домами определяется следующим:

– отсутствие дорогостоящих централизованных коммуникаций теплоснабжения и канализации. Использование при необхо­димости автономных электрогенераторов и артезианских вод (при их наличии);

– эффективное энергосбережение за счет высокой степени теп­лоизоляции ограждающих конструкций. Сбережение энергии при вентиляции и кондиционировании;

– непременное использование солнечной энергии ддя обогрева до­ма и получения горячей воды. В лучших конструктивных образ­цах экодомов за счет этого источника получают до 80% энергии;

– освещение экодома, как правило, электрическое с использова­нием экономичных источников света: галогенных и люминес­центных ламп, которые могут работать и от солнечных батарей;

– утилизация с помощью биореакторов всех видов органических отходов, которые перерабатываются в компост и затем исполь­зуются в теплице и на приусадебном участке в качестве естест­венного удобрения. Таким образом культивируются биоинтен­сивные системы земледелия без использования химикатов и удобрений извне, при этом биологическая активность почвы увеличивается;

– уменьшение экологической нагрузки на окружающую среду с помощью экономии материальных ресурсов, использование щадящих природу ресурсосберегающих строительных и возоб­новляемых материалов;

– использование в архитектуре экодома энергосберегающих и эстетических принципов, соответствующих историческим, национальным и культурным особенностям его обитателей и территории.

Этим перечнем далеко не исчерпываются все экологические пре­имущества экодомов. Помимо решения проблем энергосбережения и ряда других экологическую привлекательность им могут придавать:

– применение только природных (преимущественно местных) строительных материалов с пониженной эмиссией летучих компонентов;

– консервация дождевой воды, очистка воды с помощью локаль­ных очистных сооружений;

– биопозитивность дома (озеленение крыши, фасада и балко­нов, декор дома и др.);

– автоматизация экологического контроля за взаимодействием экодома и окружающей природной средой.

Создание энергосберегающих экодомов в мире активно прак­тикуется с начала 70-х гг. и, несмотря на все препятствия, их коли­чество неуклонно растет. Так, например, в Германии число энерго­пассивных, т. е. с нулевым теплопотреблением, домов превысило одну тысячу, а количество домов с низким теплопотреблением ис­числяется многими тысячами.

В Швеции построены сотни экодомов особой конструкции, с замкнутым циклом водо- и энергоснабжения и специальным биоре­актором по переработке органических отходов. Активно используют­ся альтернативные источники энергии: солнечные батареи, ветрогенераторы, генераторы биогаза.

Экодома такого типа начинают строить и в России. Например, по данным Е. и М. Кондрашовых (2001), в настоящее время проектиру­ется строительство экопоселения в Тамбовской области. В состав экодомов будут входить зимние сады, теплицы, ориентированные на юг солнечные коллекторы, тепловые аккумуляторы, генераторы био­газа и т. д. Авторы полагают, что по теплозащитным и экологическим показателям подходящим материалом для возведения стен одноэтаж­ных зданий будет глино-соломенная смесь. Интересно, что в Швеции и США до сих пор стоят дома, построенные из соломенных тюков еще в XIX в.

Идея создания экодомов с использованием природных циклов жизнеобеспечения весьма обнадеживает, ибо, на наш взгляд, это не только экономия энергоресурсов и внедрение нетрадиционных во­зобновимых источников энергии, не только реализация энергосбере­гающего образа жизни, но, главное, впечатляющий пример «во всех отношениях безопасного и достойного сосуществования людей и ок­ружающей природы». Остается надеяться, что удачные образцы эко­домов будут стимулировать развитие массового экологического энер­госберегающего домостроения в нашей стране.