Главная страница -> Технология утилизации

Проблемы комплексного подхода к энергосбережению в современных жилых зданиях. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.

к.т.н. Вишневский Е.П.

PETROSPEK, Россия

Санкт Петербург, пл. Растрелли 2,

Рассмотрены основные инженерно-технические решения, обеспечивающие средствами рациональной организации и конструктивного оформления систем вентиляции и кондиционирования воздуха существенное снижение энергопотребления. Приведены расчетные зависимости, обеспечивающие оценку экономической эффективности используемых средств рекуперации тепла. Перечислены примеры практической реализации наиболее прогрессивных методов и способов обработки воздуха, а также новых технических решений с использованием последних мировых достижений в области энергосбережения.

Проблемы энергосбережения приобретают все большую актуальность в современных условиях. Мировое сообщество, будучи обеспокоено надвигающимся энергетическим кризисом, предпринимает огромные усилия по изысканию новых технологических и технических решений, направленных на сокращение потребляемой энергии, а также планирует использование нетрадиционных, возобновляемых источников энергоснабжения. Комиссией по энергетике ЕЭС осуществляется программа THERMIE, предусматривающая поддержку международных проектов в области энергосбережения. Программа охватывает широкий круг вопросов, касающихся строительства, промышленности, сельского хозяйства, транспорта и других сфер деятельности. Предусмотрено первоочередное финансирование инновационных проектов с участием не менее двух стран, в том числе Восточно-европейских, включая Россию, Украину, Белоруссию и др. В целях обмена информацией о новейших достижениях регулярно проводится Всемирная ярмарка по энергетическому обеспечению жизнедеятельности человека. Наряду с активными инженерными изысканиями в области энергосбережения осуществляются также интенсивные научные исследования.

Отечественная практика внедрения рыночных механизмов в систему вновь формируемых хозяйственных отношений, исходя из реально складывающихся экономических условий, диктует необходимость коренного изменения ранее существовавших подходов к проблемам учета и расходования энергии, что становится насущной проблемой любого из потребителей, определяя выживаемость и конкурентоспособность как на переходном периоде, так и в дальнейшей перспективе. Принятый Закон “Об энергосбережении” определяет правовые, экономические и организационные основы государственной политики в области энергосбережения. Во исполнение указанного Закона департаментами строительства ряда местных администраций разработаны соответствующие программы энергосбережения. Наиболее характерные мероприятия, предусматриваемые программами подобного рода, включают следующее: энергетический аудит; внедрение энергетических паспортов; создание демонстрационных зон высокой энергетической эффективности, что должно способствовать распространению современных энерго- и ресурсосберегающих технологий, а также отработке механизмов инвестиционной политики при реализации проектов, основанных на принципах международной интеграции; использование экономических стимулов внедрения энергосберегающих технологий

Так, в Москве, Санкт Петербурге и ряде других городов России были разработаны и приняты собственные городские и региональные «Концепции развития энергетики», которые в дальнейшем послужили основой соответствующих «Энергетических программ до 2010 года» и «Программ энергоресурсосбережения». Согласно распоряжению мэров г.г. Москвы и Санкт Петербурга на всех строящихся и реконструируемых объектах обязательной является установка приборов учета энергоресурсов, что должно способствовать усилению контроля за их расходованием.

В качестве характерной особенности разворачиваемой деятельности в области энергосбережения следует отметить высокую степень динамизма предусматриваемых при этом средств и методов реализации разрабатываемых программ. Согласно Закону “Об энергосбережении” показатели энергоэффективности и энергосбережения должны устанавливаться на срок не более 5 лет.

Вместе с тем, наиболее действенным мотивом активизации действий в части экономии энергетических ресурсов является значительное повышение их стоимости, что заставляет не только внедрять на стадии проектирования наиболее эффективные с экономической точки зрения конструкторские разработки, но и в ряде случаев ставить вопрос о реконструкции действующих предприятий. Тариф на тепловую энергию, отпускаемую МГП «Мостеплоэнерго» для предприятий промышленности составляет 116 руб/Гкал, для организаций здравоохранения, образования, культуры, спорта и жилищно-коммунального хозяйства 95 руб/Гкал. Тариф на электрическую энергию, отпускаемую АО «Мосэнерго» для промышленных и приравненных к ним потребителям с присоединенной мощностью 750 кВА и выше складываются из двух компонент: плата за мощность в месяц 29,8 руб/кВт; плата за энергию 0,28 руб/кВт час. Для других регионов указанные значения могут существенным образом отличаться, однако общая картина существенного роста цен на энергию сохраняется повсеместно.

В соответствии с действующими укрупненными сметными нормами (УСН) на строительство 15 20% капитальных и около 15% эксплуатационных затрат приходятся на долю систем вентиляции и кондиционирования воздуха. В ряде отраслей производства эти цифры могут достигать 30% и более. В целом по России системами вентиляции и кондиционирования воздуха ежегодно потребляется свыше 20 млрд. кВт час электроэнергии и более 40 млн. т. условного топлива.

Потребление энергии существенным образом зависит от климатических особенностей районов расположения вентилируемых объектов. Так, по данным AIVC (Air Infiltration and Ventilation Centre, Coventry, UK) в США годовое потребление энергии на единицу весового расхода приточного воздуха составляет [1] в Лос-Анджелесе (шт. Калифорния) 22,1 MДж час/кг и в Омахе (шт. Небраска) 102,5 MДж час/кг. В Европе аналогичные значения составляют от 45,6 MДж час/кг до 101,1 MДж час/кг. Отечественные справочные данные подобного рода отсутствуют. Однако, следует предположить, что с учетом географического разнообразия территорий России удельные расходы энергии, связанные с работой систем вентиляции, составляют значения в диапазонах не менее широких по сравнению с приведенными выше.

В России, как и в Европе, основная доля энергии расходуется на подогрев приточного воздуха. В то время, как в США, наряду с подогревом, существенное количество энергии расходуется на охлаждение воздуха при работе систем кондиционирования. В некоторых случаях, определяемых климатическими особенностями региона либо спецификой объектов, значительная энергия расходуется на осушение воздуха. Так, в Майами на эти цели расходуется до 86% энергии, потребляемой системами вентиляции. Последнее является весьма характерным, позволяя рассматривать проблемы осушения воздуха, наряду с вентиляцией и кондиционированием в качестве одного из основных способов обработки воздуха, определяемых триадой параметров, характеризующих микроклимат и, соответственно, степень комфорта, а именно: подвижность воздуха, его температура и влажность.

В среднем на производственных площадях ежегодно потребляется ориентировочно 10 000 кВт час/м2 (8,5 Гкал/м2 в год). Широко известны традиционные методы энергосбережения, связанные с уменьшением тепловых потерь через ограждающие конструкции зданий и сооружений, а также снижением инфильтрации и эксфильтрации путем герметизации оконных проемов, дверей, чердачных и межэтажных перекрытий. Вместе с тем, существуют инженерно-технические решения специализированного характера, обеспечивающие средствами рациональной организации и конструктивного оформления систем вентиляции и кондиционирования воздуха существенное снижение энергопотребления. К числу подобных решений относятся [2]: частичная либо полная рециркуляция воздуха; рекуперация тепла в теплообменниках пластинчатого типа; использование тепловых насосов; регенерация скрытой теплоты испарения путем конденсации избыточной влаги.

По имеющимся оценкам [3] за счет использования подобного рода мероприятий годовые значения энергопотребления могут быть снижены в среднем до 2 000 кВт час/м2 (1,7 Гкал/м2 в год).

С теплофизической и инженерной точек зрения указанные выше способы энергосбережения и их техническая реализация являются нетривиальными и требуют профессионального подхода, предполагая в каждом конкретном случае достаточно глубокий анализ особенностей имеющих место механизмов и процессов, способствующих повышению эффективности работы систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Рассмотрение данных вопросов как с теоретической, так и с практической точек зрения должно способствовать повышению уровня инженерных разработок, связанных с проектированием новых и реконструкцией существующих зданий и сооружений.

Следует отметить, что целесообразность принятия решения относительно использования того или иного способа энергосбережения определяется, прежде всего, экономическими соображениями. Капиталовложения являются рентабельными, когда общая прибыль ( ) превышает инвестиционные вложения ( )

При этом существенным является соотношение капитальных и эксплуатационных затрат. Первые из них на стадии проектирования определяются стоимостью применяемого оборудования, а также объемами строительно-монтажных и пуско-наладочных работ. Вторые связаны с режимами эксплуатации, необходимыми расходными материалами, энергопотреблением, а также трудозатратами на техническое обслуживание и ремонт.

Использование частичной либо полной рециркуляции является одним из действенных средств энергосбережения, достаточно хорошо исследованных и нашедших широкое использование на практике, поскольку с инженерной точки зрения при этом в дополнение к стандартному набору вентиляционного оборудования требуется установка простейшей смесительной секции.

Более сложными являются схемы рекуперации тепла, на примере которых рассмотрим более подробно структуру указанных выше экономических показателей. В этом случае общая прибыль определяется суммой следующих основных слагаемых:

где:

годовая стоимость рекуперируемого тепла;

экономия за счет сокращения расходов на производство и распределение дополнительного тепла;

экономия за счет государственных льгот, амортизационных отчислений и т.п.

Годовая стоимость рекуперируемого тепла рассчитывается, исходя из годовой рекуперации тепла и стоимости тепловой энергии.

где:

годовая рекуперация тепла;

стоимость тепловой энергии.

Стоимость тепловой энергии в свою очередь рассчитывается, исходя из стоимости топлива ( ), коэффициента, характеризующего потери тепла в процессе его производства и распределения ( ), а также теплотворной способности топлива ( ).

Годовая рекуперация тепла при неизменных производственных условиях рассчитывается обычным образом.

где:

расход приточного воздуха, м3/час;

плотность воздуха на притоке, кг/м3;

удельная теплоемкость воздуха на притоке(ок. 2,79 кВт-час/кг К0);

температура на вытяжке;

температура на притоке до рекуператора;

число часов работы в течение года;

эффективность рекуперации тепла по отношению к притоку.

Температура воздуха на притоке до рекуператора определяется, исходя из климатологических данных [4] . В зависимости от сменности работы вводятся поправки по следующей схеме , где

Сменность работы

1-сменная

2-сменная

3-сменная

(0C)

1,0

0,5

Экономия за счет сокращения расходов на производство и распределение дополнительного тепла . Как следствие рекуперации, имеет место сокращение производственных расходов, связанных с производством и распределением уменьшенного количества потребляемого тепла. Отсюда образуется определенная экономия, которая, тем не менее, как правило, не учитывается.

Экономия за счет государственных льгот, амортизационных отчислений и т.п. . Во многих странах существует система стимуляции деятельности, направленной на сокращение потребляемых энергетических ресурсов. При этом вводятся специальные государственные льготы, получаемые при внедрении энергосберегающих технологий. В результате образуется дополнительная экономия, учитываемая в составе общей прибыли. С 1997 г в России также вместо ранее существовавшей системы штрафов вводятся льготы, основы которых предусмотрены Законом «Об энергосбережении».

Инвестиционные вложения определяются суммой следующих основных слагаемых:

где:

капитальные затраты;

стоимость дополнительно потребляемой электроэнергии;

эксплуатационные расходы;

расходы на техническое обслуживание и ремонт.

Капитальные затраты обычно определяются, прежде всего, в зависимости от используемого метода расчета рентабельности. При этом различают статические и динамические методы. В случае рекуперации, однако, капитальные затраты рассчитываются однозначным образом. Они складываются из затрат на вновь устанавливаемые теплообменники, дополнительные агрегаты и блоки, а также включают стоимость монтажа. При этом из общей суммы вычитается остаточная стоимость высвобождаемого оборудования, что может быть связано с сокращением количества производимого и распределяемого тепла. Кроме того, в расчете капитальных затрат следует учитывать дополнительные инвестиции, получаемые в соответствии с различного рода правительственными программами энергосбережения.

Стоимость дополнительно потребляемой электроэнергии . Установка рекуператоров приводит к увеличению потери давления в вентиляционной сети. В результате требуется увеличение напора, развиваемого вентагрегатом и, соответственно, электроэнергии, потребляемой электродвигателем.

где:

расход воздуха на вытяжке, м3/час;

потеря давления в рекуператоре на вытяжной ветви, Па;

потеря давления в рекуператоре на приточной ветви, Па;

действующий тариф на электрическую энергию в расчете на кВт час;

коэффициент полезного действия вентагрегата (1 вытяжка, 2 приток).

При использовании рекуперации тепла в производственных условиях стоимость дополнительно потребляемой электроэнергии ( ) может достигать 10% от годовой стоимости рекуперируемого тепла ( ).

Эксплуатационные расходы зависят от конкретных особенностей используемых систем рекуперации тепла. Существуют определенные нормы расходов подобного рода (в большинстве случаев они составляют 2% от капитальных затрат в расчете на год).

Расходы на техническое обслуживание и ремонт также зависят от используемого рекуперационного оборудования. При отсутствии статистических данных на основе опыта эксплуатации указанные расходы должны оцениваться ориентировочно. Как правило, они составляют от 2 до 5% от капитальных затрат в расчете на год.

Существенное повышение эффективности рекуперации тепла обеспечивается с помощью тепловых насосов, устанавливаемых в качестве дополнительной ступени за теплообменниками пластинчатого типа.

Дополнительная разность энтальпий на приточной и вытяжной ветвях при этом составляет

где:

Электрическая мощность теплового насоса, кВт;

1,2

Плотность воздуха при 200С, кг/м3;

Коэффициент эффективности COP (Coefficient of Performance) в этом случае достигает 4,5 5,0, т.е. на единицу расходуемой электрической мощности вырабатывается 4,5 5,0 единиц тепловой мощности. При наличии избыточной влажности дополнительным источником энергосбережения является регенерация скрытой теплоты испарения путем конденсации влаги на поверхности испарителя. При этом на каждый килограмм конденсируемой влаги выделяется 580 ккал (2,4 МДж) тепла.

Приведенные выше экономические показатели и соответствующие им математические соотношения положены в основу директивного документа Союза немецких инженеров VDI 2071 (часть 2) “Экономический расчет рекуперации тепла в установках кондиционирования воздуха”. Указанный документ de facto является общепризнанным европейским стандартом, используемым большинством производителей кондиционеров и вентиляционного оборудования в целях унификации методов оценки экономической эффективности и сравнительного анализа альтернативных технических решений.

В связи с отсутствием на настоящий момент национальных и ведомственных стандартов аналогичного содержания упомянутый выше документ представляет собой основу технико-экономического анализа осуществляемых отечественных и зарубежных проектов, тем более, что рядом фирм-поставщиков оборудования методика VDI 2071 реализована в составе лицензионного программного обеспечения, используемого при теплотехнических расчетах и подборе необходимых типоразмеров комплектующих изделий и элементов систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Рассматривая представленные выше материалы в качестве своеобразного введения в проблемы энергосбережения при проектировании и эксплуатации систем вентиляции и кондиционирования воздуха, мы намерены поделиться опытом и провести дискуссию по вопросам дальнейшего экономически строго обоснованного внедрения в отечественную практику наиболее прогрессивных методов и способов обработки воздуха, а также новых технических решений с использованием последних мировых достижений в данной области.

Основой приобретенного опыта является реализация проектов вентиляции и кондиционирования воздуха на ряде объектов промышленного, общественного и социально-культурного назначения, к которым относятся первая очередь реконструкции здания МИД в г. Москве, Центробанк г. Санкт Петербург, промышленные сооружения Санкт Петербургского Морского порта, нефтеперерабатывающий завод в г. Кириши, завод ГАЗДЕВАЙС в г. Москве, картонно-бумажный комбинат в г. Набережные Челны, плавательные бассейны в г.г. Сочи, Ессентуки, Кириши, Минск, теннисные корты в г. Днепропетровск и др. В указанных проектах использовано оборудование ряда европейских фирм, уделяющих наибольшее внимание проблемам энергосбережения, к числу которых, в первую очередь, относятся фирмы DANTHERM (Дания) и HOVAL (Лихтенштейн) [5-9].

Литература:

1. Colliver D.G. Energy requirements for conditioning of ventilating air, AIVC Technical Note 47, AIRBASE#NO 9104, September 1995, 36 pp.

2. Irving S.J. Air to air heat recovery in ventilation, AIVC Technical Note 45, AIRBASE#NO 9102, December 1994, 25 pp.

3. Heat Recovery with Heat Pumps and Dehumidifers in Swimming Pools, DANTERM 05.91, 16 pp.

4. СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование», Госстрой, 1994.

5. Е.П.Вишневский «Реализация энергосберегающих технологий обработки воздуха на базе рециркуляционно-рекуперационных агрегатов моноблочного типа производства фирмы HOVAL», АВОК, 1998, № 6, стр. 38 39

6. «Как извлечь прибыль из воздуха», Информационно-аналитический журнал «Мир Перспектив», 1999, № 1, стр. 24 25

7. Е.П.Вишневский «Опыт вентиляции объектов промышленности и социально-бытового назначения с использованием децентрализованных агрегатов производства фирмы HOVAL», АВОК, 1999, № 5, стр. 12 13

8. Е.П.Вишневский «Вентиляция крупных промышленных сооружений с использованием децентрализованных агрегатов моноблочного типа», Огнеупоры и Техническая Керамика, 2000, № 5, стр. 38 40

9. E.P.Vishnevsky “Numerical Estimation and Comparison of Main Energy Efficient Design Strategies for Mechanical Ventilation Systems”, The Journal of the International Society of the Built Environment “Indoor+Built Environment”, 2000, vol. 9, No 2, pp. 118 122.

А.Ю. Яров

руководитель проектного отдела СА «СВОЙ ДОМ», г.Тверь

Энергосбережение и экономичность, понятия, которые сегодня часто приходится слышать в самых различных сферах человеческой деятельности. Без их учета немыслим успех производства любой продукции и в частности строительной. И все же слова «энергосбережение» и «экономичность» в строительстве не всегда являются синонимами. В чем же противоречие?

Если начать с экономичности, то, как известно, необходимость любой покупки ставит перед покупателем проблему выбора – что из всего многообразия предложений максимально удовлетворит потребности покупателя и его представления о цене и качестве товара. Применительно к строительству индивидуального дома, застройщику обязательно придется принять решение, определяющее уровень качества будущего жилища и оценить возможность оплатить это качество как сумму стоимости строительства и последующих жилищных эксплуатационных расходов. Эти вопросы являются, наверное, самыми трудными и даже мучительными для застройщика, так как после ответа на них следует ряд более обоснованных решений о выборе конструкций и материалов для строительства. Как раз на этом трудном первоначальном этапе встает вопрос об энергосбережении и как следствие вопрос о возможной экономии в будущем при многолетней эксплуатации жилья.

Энергосбережение в современных домах вопрос многогранный и сложный, но попытаемся в нем разобраться.

Основным направлением в обеспечении условий энергосбережения при эксплуатации любого здания является повышение теплоизоляционных характеристик ограждающих конструкций. К ограждающим конструкциям относятся:

- наружные стены

- цокольное (нижнее) и чердачное (верхнее) перекрытия

- полы подвала

- крыша в мансардном этаже

Для обеспечения теплоизоляционных характеристик ограждающих конструкций, безусловно, главное значение играют материалы, из которых выполняются эти конструкции. Как выбрать эти материалы в требуемом количестве для обеспечения какой-то определенной степени теплоизоляции? Требуемая степень теплоизоляции современных ограждающих конструкций – вопрос, всегда требующий дополнительных разъяснений и рекомендаций со стороны специалистов-проектировщиков. И действительно, какую степень теплоизоляции считать минимальной, какую максимальной и какую в конечном итоге предпочесть?

Для начала оговоримся, что упомянутая степень теплоизоляции ограждающих конструкций нормируется в официальных общегосударственных Строительных Нормах и Правилах (сокращенно СНиП), которые являются главными руководящими документами при проектировании и строительстве, а иногда, в определенном смысле, и законодательной базой для обоснования принятых проектных решений.

На сегодняшний день в СНиП, а именно в СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», приведены сразу две группы требований к термическому сопротивлению ограждающих конструкций. Под термическим сопротивлением ограждающих конструкций понимается способность наружных стен, перекрытий и крыш препятствовать теплообмену между внутренними помещениями и внешней средой, т.е. по сути дела это измеритель степени теплоизоляции. Чем больше термическое сопротивление, тем соответственно выше теплоизоляция ограждающей конструкции.

Первая группа требований к термическому сопротивлению ограждающих конструкций призвана обеспечить такую степень их теплоизоляции, при которой во внутренних помещениях возможно создание комфортного и устойчивого климата с точки зрения санитарно-гигиенических условий проживания, вне зависимости от колебаний параметров наружного воздуха (лето, зима, кратковременные заморозки или оттепель).

В таблице 1 приведены значения требуемых СНиПом термических сопротивлений ограждающих конструкций зданий, проектируемых для строительства в Москве и Московской области и удовлетворяющих санитарно-гигиеническим условиям проживания. Также в таблице приведены характеристики ограждающих конструкций, выполненных из традиционных материалов и обеспечивающих данные термические сопротивления.

Таблица 1. Теплотехнические сопротивления ограждающих конструкций, обеспечивающие санитарно-гигиенические условия в жилых помещениях

Наименование материалов

Ограждающие конструкции

наружные стены

цокольное перекрытие над холодными подпольями

чердачное перекрытие под холодными чердаками

утепленная крыша в мансардных этажах

Требуемое СНиПом термическое сопротивление, м.кв. * град.С / Вт

1,35

1,63

1,80

Несущие материалы

Толщина (см) ограждающих конструкций, выполненных из традиционных материалов, с учетом требований СНиП к термическому сопротивлению:

Железобетон, пл. 2500 кг / м.куб.

275*

333*

***

Керамзитобетон, пл. 1200 кг / м.куб.

85*

***

Кладка из керамического пустотного кирпича, пл. 1200 кг / м.куб.

***

Кладка из силикатного кирпича, пл. 1800 кг / м.куб.

117

***

Дерево (сосна), пл. 500 кг / м.куб.

29*

32*

Утеплители

-//-

Газосиликат, пл. 600 кг / м.куб.

35**

42**

47**

Минвата на синтетическом связующем, пл. 75 кг / м.куб.

9**

10**

12**

Пенопласт ПХВ-1, пл. 100 кг / м.куб.

7**

8**

9**

Засыпка керамзитовая, пл. 300 кг / м.куб.

18**

21**

23**

* - на практике данные материалы не применяются без дополнительного утепления;

** - материалы не являются несущими и на практике используются в сочетании с более прочными слоями, включениями и т.п.;

*** - применять эти материалы в данных ограждающих конструкциях не принято.

В зимний период года, при обеспечении только вышеупомянутых санитарно-гигиенических условий, через ограждающие конструкции происходят значительные потери тепла, вырабатываемого системой отопления. Поэтому для снижения этих теплопотерь и экономии энергоресурсов в масштабах страны с 1995 года приняты дополнительные требования к повышению термического сопротивления ограждающих конструкций проектируемых зданий. Данные требования, как раз и составляют вторую группу требований в СНиП II-3-79.

Вторая группа повышенных требований к термическому сопротивлению ограждающих конструкций призвана обеспечить такую степень их теплоизоляции, при которой потери тепла сводятся к минимуму. Это, собственно, и есть энергосбережение, которое должно благоприятно сказываться на кошельке жильцов или хозяев дома, а в глобальном масштабе экономить для будущих поколений землян невозобновляемые источники энергии (нефть, природный газ), используемые современными системами отопления.

Ниже, в таблицах 2а и 2б приведены значения требуемых СНиПом термических сопротивлений ограждающих конструкций жилых помещений зданий, проектируемых для строительства в Москве и Московской области и обеспечивающих условия энергосбережения. Также, в таблицах 2а и 2б приведены характеристики ограждающих конструкций, выполненных соответственно из традиционных и современных теплоэффективных материалов, удовлетворяющих данным термическим сопротивлениям.

Таблица 2а. Требуемые теплотехнические сопротивления ограждающих конструкций для обеспечения условий энергосбережения в жилых помещениях

Наименование материалов

Ограждающие конструкции

наружные стены

цокольное перекрытие над холодными подпольями

чердачное перекрытие под холодными чердаками

утепленная крыша в мансардных этажах

Требуемое СНиПом термическое сопротивление, м.кв. * град.С / Вт

3,15

4,15

4,70

Несущие материалы

Железобетон, пл. 2500 кг / м.куб.

643*

847*

***

Керамзитобетон, пл. 1200 кг / м.куб.

164

***

Кладка из керамического пустотного кирпича, пл. 1200 кг / м.куб.

164

***

Кладка из силикатного кирпича, пл. 1800 кг / м.куб.

274

***

Дерево (сосна), пл. 500 кг / м.куб.

***

85*

Утеплители

-//-

Газосиликат, пл. 600 кг / м.куб.

82**

108**

122*

Минвата на синтетическом связующем, пл. 75 кг / м.куб.

20**

27**

30**

Пенопласт ПХВ-1, пл. 100 кг / м.куб.

16**

22**

24**

Засыпка керамзитовая, пл. 300 кг / м.куб.

41**

54**

61**

Таблица 2б.

Наименование материалов

Ограждающие конструкции

наружные стены

цокольное перекрытие над холодными подпольями

чердачное перекрытие под холодными чердаками

утепленная крыша в мансардных этажах

Требуемое СНиПом термическое сопротивление, м.кв. * град.С / Вт

3,15

4,15

4,70

Несущие материалы

Кладка из крупноформатных блоков 15NF Победа/KNAUF , пл. 800 кг / м.куб.

***

Мелкоразмерные стеновые ячеистобетонные блоки, пл. 600 кг / м.куб.

***

Утеплители

-//-

Экструзионный пенополистирол, пл. 50 кг / м.куб.

11**

14**

15**

Минвата URSA, пл. 38 кг / м.куб.

11**

14**

15**

Минвата базальтовая, пл. 30 кг / м.куб.

13**

17**

19**

* - на практике данные материалы не применяются без дополнительного утепления;

*** - применять эти материалы в данных ограждающих конструкциях не принято.

Как видно из данных, приведенных в таблицах 2а и 2б, термические сопротивления, обеспечивающие условия энергосбережения приблизительно в 2.5 раза превышают аналогичные значения из таблицы 1, где речь шла об обеспечении только санитарно-гигиенических условий. Выполнение такой теплоизоляции вряд ли будет рациональным только за счет утолщения ограждающих конструкций с применением традиционных материалов, см. таблицу 2а. Единственным путем здесь является поиск и применение для ограждающих конструкций современных и более теплоэффективных материалов, см. таблицу 2б.

Нельзя не упомянуть о том, что применение современных, недавно появившихся теплоизоляционных материалов с учетом их повышенных теплотехнических характеристик, строго говоря, незаконно, так как эти характеристики гарантируются заводами-изготовителями, а не Госстроем РФ. Поэтому проектировщики по прежнему обязаны закладывать в расчеты низкие теплотехнические характеристики материалов из того самого СНиП II-3-79*, который первоначально издан Госстроем еще в 1979 году.

Тогда большинства нынешних материалов и технологий их изготовления даже не существовало. Между тем теплотехнические характеристики тех немногочисленных «советских» материалов, попавших в СНиП II-3-79*, значительно уступают современным. Другими словами, новые требования к теплоизоляции государством уже поставлены, а новыми материалами воспользоваться пока нельзя. Говорят, что работа над расширением списка СНиПовских материалов и пополнение его современными материалами ведется, но когда эта работа будет завершена неизвестно.

А теперь, после знакомства с терминологией и смыслом действующих норм, отметим, что застройщики зачастую отказываются от соблюдения действующих условий энергосбережения, ограничиваясь лишь соблюдением санитарно-гигиенических условий и это их обоснованный выбор. Кажущееся снижение эксплуатационных расходов на отопление за счет снижения теплопотерь здания по определенным причинам игнорируется. Попробуем разобраться почему.

С точки зрения теплотехники, обеспечение условий энергосбережения только за счет увеличения термического сопротивления ограждающих конструкций полностью не решает проблемы теплопотерь, так как это всего лишь одна из составляющих в комплексе мероприятий. Так, например, большая часть теплопотерь (до 40 - 60%) из помещений приходится не на ограждающие конструкции, как таковые, а на оконные и дверные проемы в них расположенные, которые, строго говоря, тоже относятся к ограждающим конструкциям. Поэтому необходимо повышать термическое сопротивление оконных и дверных заполнений, что также нашло свое отражение в СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника». Требуемое термическое сопротивление окон и балконных дверей, согласно СНиП II-3-79*, составляет - 0.53 м2 * С0/ Вт. Сравним данное значение с приведенными термическими сопротивлениями различных конструкций оконных и дверных блоков, применяемых в современном строительстве (таблица 3).

Таблица3. Приведенное термическое сопротивление окон и балконных дверей

Заполнение светового проема

Приведенное сопротивление теплопередаче,
м.кв. * град.С / Вт

в деревянных или ПВХ переплетах

в алюминиевых переплетах

1. Двойное остекление в спаренных переплетах

0,4

2. Двойное остекление в раздельных переплетах (знаменитые окна типа ОР, устанавливавшиеся ранее в большинстве «советских» квартир)

0,44

0,34*

3. Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах

0,55

0,46

4. Однокамерный стеклопакет из обычного стекла

0,38

0,34

5. Однокамерный стеклопакет из стекла с твердым селективным покрытием

0,51

0,43

6. Однокамерный стеклопакет из стекла с мягким селективным покрытием

0,56

0,47

7. Двухкамерный стеклопакет из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 6 мм)

0,51

0,43

8. Двухкамерный стеклопакет из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 12 мм)

0,54

0,45

9. Двухкамерный стеклопакет из стекла с твердым селективным покрытием

0,58

0,48

10. Двухкамерный стеклопакет из стекла с мягким селективным покрытием

0,68

0,52

11. Двухкамерный стеклопакет из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением межстекольного пространства аргоном

0,65

0,53

12. Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах

0,70

13. Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах

0,74

14. Четырехслойное остекление в двух спаренных переплетах

0,80

* - в стальных переплетах

В наши дни стало общепринятой нормой применять в конструкциях окон: стеклопакеты, утепленные переплеты с суперуплотнителями и т.п. Без этих мероприятий увеличение термического сопротивления только наружных стен бессмысленно.

Применение сверхгерметичных оконных и дверных блоков делает невозможным нормальную естественную вентиляцию внутренних помещений, так как через них практически полностью прекращается приток наружного воздуха. Можно сказать, что здесь налицо явное отставание действующих норм на проектирование систем вентиляции от норм, регламентирующих повышенную теплоизоляцию и воздухонепроницаемость ограждающих конструкций и в частности оконных и дверных заполнений.

Так СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания» требует проектирования в жилых зданиях вентиляции исключительно с естественным побуждением. Принципиальная схема функционирования этой системы вентиляции такова. Приток свежего воздуха в здание происходит неорганизованно - через неплотности оконных и дверных заполнений, а также микропоры ограждающих конструкций. Между прочим, на нагревание этого свежего воздуха, поступающего в здание и используемого на нужды вентиляции, необходимо затрачивать дополнительно до 50% мощности системы отопления.

После продолжительного нахождения воздуха внутри жилых помещений, в нем накапливаются газообразные продукты жизнедеятельности человеческого организма, например углекислый газ, влага, выделяющаяся с поверхности человеческого тела и при дыхании. В санузлах и кухнях источниками дополнительного загрязнения и увлажнения воздуха выступают ванны, души, варочные плиты и т.п. Загрязненный «отработанный» воздух внутренних помещений необходимо постоянно обновлять. Здесь следует упомянуть о том, что вопросы вентиляции являются крайне важными для обеспечения комфортного климата внутренних помещений, а также нормальных условий эксплуатации материалов в ограждающих конструкциях здания.

Функционирование системы вентиляции с естественным побуждением основано на том, что «отработанный» воздух выводится через стеновые вентиляционные каналы (стояки), где, кстати, опять присутствуют значительные теплопотери. Ведь, нагретый, «отработанный» воздух практически вылетает «в трубу». Если говорить о вытяжке, то нормальная работа естественной вытяжной вентиляции в жилых зданиях гарантируется действующими нормами при температуре наружного воздуха -5 С0, при более низких температурах (зимой) вытяжка работает интенсивнее расчетных условий, что повышает теплопотери здания, а при более высоких температурах наружного воздуха (летом) интенсивность работы вытяжки снижается практически до нуля и согласно строительным нормам, жилые помещения в этот период года должны вентилироваться за счет сквозняков, возникающих при открытии форточек, окон и балконных дверей.

Очевидно, что для нормальной естественной вентиляции сверхгерметичных помещений необходимо предусматривать (как минимум) установку оконных блоков со специальными приточными устройствами, но тогда это сводит «на нет» саму идею сверхгерметичности помещений и обеспечения повышенной теплоизоляции оконных заполнений. К тому же, окно с приточным устройством теряет определенную часть своей светопропускающей площади. Плюс, большинство импортных приточных устройств для современных окон не адаптированы к суровым российским условиям и имеют целый ряд конструктивных недостатков. Далее возникает логичный вопрос - кто может гарантировать, что наружный воздух действительно чище внутреннего, что особенно актуально для летнего периода года, когда наружный воздух душных и пыльных городских улиц мало соответствует понятию «свежий воздух». Оконные приточные устройства, открытые форточки и фрамуги, неплотности в оконных заполнениях снижают также шумоизоляционные характеристики ограждающих конструкций, что не соответствует современным требованиям и представлениям о комфорте.

Можно констатировать, что будущее систем вентиляции видится за приточно-вытяжными системами с механическим побуждением. Особенностью данных систем вентиляции является применение приточных вентиляторных установок, характерных для современных систем кондиционирования воздуха. Эти установки могут монтироваться в наружные стены и крыши зданий. При этом для кондиционирования воздуха (придание воздуху требуемых свойств) действительно открываются широкие возможности. В частности можно упомянуть функцию рекуперации (подогрева приточного воздуха за счет вытяжного «отработанного»). От приточного устройства свежий воздух в необходимом объеме по системе приточных воздуховодов доставляется в каждое помещение здания. Удаление воздуха (вытяжка) осуществляется также принудительно, но по обратной схеме: из внутренних помещений по системе вытяжных воздуховодов, через рекуператор, наружу. И только в этом случае окна могут быть полностью герметичными и неоткрывающимися, что принято в передовой зарубежной практике.

Также стоит упомянуть, что согласно готовящегося к изданию СНиП 31-02-2001 «Дома жилые одноквартирные», который должен быть введен в действие с 1 января 2002 г., вентиляция в одноквартирных жилых домах может быть:

1) с естественным побуждением удаления воздуха через вентиляционные каналы (или традиционная);

2) с механическим побуждением притока и удаления воздуха, в том числе совмещенная с воздушным отоплением;

3) комбинированная (комбинирующая первые два типа систем).

Таким образом, строительные нормы проектирования позволят официально принимать действительно логичные проектные решения на основе соблюдения требований энергосбережения не только для ограждающих конструкций, а для всего комплекса конструкций и систем дома, обеспечивающих внутренний климат в помещениях.

Правда, стоимость описанных приточно-вытяжных систем вентиляции достаточно велика, так как, скорее всего, их придется выполнять из импортных материалов и комплектующих, приобретаемых по импортным ценам, да еще с «накрутками» отечественных поставщиков.

В отличие от естественной вентиляции, приточно-вытяжные системы требуют дополнительных эксплуатационных расходов - платы за потребляемое ими электричество, амортизацию и ремонт. Бесперебойная работа этих систем также зависит от качества местного электроснабжения.

Экономия тепла в зданиях при таком комплексном подходе влечет значительное удорожание строительства, что приводит многих индивидуальных застройщиков к решению об отказе от такого энергосбережения, сулящего надежды на будущую экономию. Тем более что цены на энергоносители в РФ пока далеки от мировых.

Обобщим все раннее изложенные соображения в таблицу 4.

Таблица 4. Статьи дополнительных затрат и возможная экономия при комплексном энергосбережении в зданиях.

Дополнительные затраты

на энергосбережение

Возможная экономия от энергосбережения

Единовременные:

1. Утолщение ограждающих конструкций и/или применение современных теплоэффективных утеплителей.

2. Применение оконных и дверных заполнений с утепленными переплетами, дорогих стеклопакетов, суперуплотнителей.

3. Применение приточно-вытяжных систем вентиляции с механическим побуждением.

1. Уменьшение требуемой мощности системы отопления.

Эксплуатационные:

1. Эксплуатационно-амортизационные расходы на работу системы приточно-вытяжной вентиляции.

1. Уменьшение потребления энергоносителей (газа, солярки или электроэнергии).

Окончательное решение о степени теплоизоляции здания должно быть принято застройщиком после оценки и сравнения дополнительных затрат с возможной экономией, по статьям приведенным в таблице 4.

В будущем мы обязательно продолжим эту тему и приведем подробные расчеты каждой из составляющих дополнительных затрат и возможной экономии на примере конкретного проекта дома для Подмосковья, выполненного проектировщиками Строительной Ассоциации «Свой Дом».

Вывоз мусора мусоре и утилизация отходов

Прибыль из воздуха. Энергетика украины. Отопительные приборы в современн. Новая страница 1. Благодаря дешевым государственным кредитам в украине в прошлом году было профинансировано полтора десятка энергосберегающих проектов, таких как производство биотоплива, на общую сумму 655 миллионов гривен.

Главная страница -> Технология утилизации

Экологически чистая мебель:

Сайт об утилизации отходов: