Министерство образования Республики БеларусьБелорусский Государственный Экономический Университет
Реферат
Повышение эффективности потребленияэнергии жилыми и общественными зданиями
Минск 2003
БЫТОВОЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕЭнергосбережение при освещении зданий
В настоящее время около 40 % генерируемой в мире электрическойэнергии и 37 % всех электрических ресурсов используется в жилых и общественныхзданиях. Существенную долю (40-60 %) в энергопотреблении зданий составляетэнергии на освещение. Сокращение расхода электроэнергии на эти цели возможнодвумя основными путями:
- снижением номинальноймощности освещения;
- уменьшением временииспользования светильников.
Снижение номинальной (установленной) мощности освещения в первую очередьозначает переход к более эффективным источника света, дающим нужные потоки присущественно меньшим энергопотреблении. Такими источниками могут быть компактныелюминесцентные лампы. В общественных зданиях также можно применять болееэффективные светильники.
Уменьшение времени использования светильников достигается внедрениемсовременных систем управления, регулирования и контроля осветительныхустановок. Применение регулируемых люминесцентных светильниковпозволяет эксплуатировать их при сниженной (по сравнению с номинальной)мощности. А это значит, что при неизменной установленной мощности освещенияснижается фактически потребляемая мощность и энергопотребление.
Управление осветительной нагрузкой осуществляется двумя основнымиспособами:
— отключением всех или части светильников (дискретное управление);
— плавным изменением мощности светильников (одинаковым для всех илииндивидуальным).
К системам дискретного управления, в первую очередь, относят различныефотореле (фотоавтоматы) и таймеры. Принцип действия первых основан навключении и отключении нагрузки по сигналам датчика наружной естественнойосвещенности. Вторые осуществляют коммутацию осветительной нагрузки взависимости от времени суток по предварительно заложенной программе. К системамдискретного управления освещения относятся также автоматы, оснащенныедатчиками присутствия. Они отключают светильники в помещении спустязаданный промежуток времени после того, как из его удаляется последний человек.Это наиболее экономичный вид систем дискретного управления, однако к побочнымэффектам их использования относится возможное сокращение срока службы ламп засчет частых включений и выключений. Также широко используются системыплавного регулирования мощности освещения.
В последнее десятилетие многими зарубежными фирмами освоенопроизводство оборудования для автоматизации управления внутренним освещением.Современные системы сочетают в себе значительные возможности экономииэлектроэнергии с максимальным удобством для пользователей.
Системы автоматического управления освещением можно разделить на дваосновных класса: локальные и централизованные.
Локальные системы управления освещением помещений представляют собойблоки, размещаемые за полостями подвесных потолков или конструктивновстраиваемые в электрораспределительные щиты. Системы этого типа, как правило,осуществляют одну функцию либо их фиксированный набор. В число этих функцийвходит, например, учет присутствия людей и уровня естественной освещенности впомещении, а также работа с системами беспроводного дистанционного управления.Локальные «системы управления светильниками» в большинстве случаев не требуетдополнительной проводки, а иногда даже сокращают необходимость в прокладкепроводов. Конструктивно они выполняется в малогабаритных корпусах, закрепляемыхнепосредственно на светильниках или на колбе одной из ламп.
Централизованные системы управления освещением, наиболее полноотвечающие названию «интеллектуальных», строятся на основе микропроцессоров,обеспечивающих возможность практически одновременного многовариантногоуправления значительным (до нескольких сотен) числом светильников. Такиесистемы могут применяться либо для управления освещением, либо также и длявзаимодействия с другими системами зданий (например, с телефонной сетью,системами безопасности, вентиляции, отопления и солнцезащитных ограждений.
В настоящее время повышенным вниманием со стороны потребителейпользуются энергосберегающие светильники и светотехнические изделия. Обладаяулучшенными потребительскими качествами (повышенная светоотдача, комфортный поспектру и не утомляющий зрение немеркнущий свет и др.), современныеэнергосберегающие светильники отвечают всем требованиям по экономичности инадежности в эксплуатации. Они подразделяются натри группы:
1 Светильникилюминесцентные
2 Светильники галогенные
3 Светильники специальногоназначения. Люминесцентные светильники с электронным пускорегулирующимаппаратом (ЭПРА) с cos ф > 0,93 могут использоваться в подвесном и потолочномисполнении и имеют следующее преимущества:
— экономия электроэнергии до 30 % по сравнению с питанием отэлектромагнитного пускорегулирующего аппарата (ЭмПРА) и шестикратная экономияэлектроэнергии по сравнению с аналогичной лампой накаливания;
— увеличение срока службы лампы на 20 % и более за счетоптимального режима с плавным подогревом нитей накала (катодов);
— гарантийное мгновенное включение без дополнительного стартера ибесшумная работа:
— ровный, без мерцания свет, не утомляющий зрение при длительнойнагрузке благодаря высокочастотному функционированию люминесцентных ламп;
— отсутствие стробоскопического эффекта — зрительной иллюзии,возникающей в случаях, когда наблюдение какого-либо предмета или картиныосуществляется не непрерывно, а в течение отдельных, периодически следующиходин за другим, интервалов времени;
— отсутствие электромагнитных помех.
Компактные люминесцентные лампы потребляют электроэнергии в 5 разменьше, чем лампы накаливания с такими же светотехническими характеристиками, асрок службы у них в 8 раз больше. Различают светильники с зеркальной решеткой иотраженного света.
Галогенные светильники по способу установки выпускаютсяпотолочными, настенными и настольными и используются для локально-местногоосвещения жилых и административных помещений, офисов, рабочих мест, для фоновойподсветки витрин, экспозиций, стендов. Они обеспечивают освещение любойзаданной зоны помещения с помощью шарнирного крепления плафона лампы к корпусу.
В качестве источника света в светильниках применяются галогенныелампы мощностью 20 Вт, которые имеют целый ряд существенных преимуществ посравнению с обычными лампами накаливания:
— снижение потребления электроэнергии в 2-2,5 раза;
— стабильность светового потока в течение срока службы;
— яркость света, обеспечивающего великолепную цветопередачу ивозможность создания разнообразных цветовых эффектов;
— увеличение в 2 раза срока службы по сравнению с обычными лампаминакаливания;
— компактность.
Светильники специального назначения серии ИВУ с галогенными лампамимощностью 20 или 50 Вт предназначены для непосредственной установки наповерхности из сгораемого материала, а также рекомендуются для установки вбассейнах, фонтанах, аквариумах, причальных сооружениях, в помещениях спротивопожарными установками, в душевых, в химчистках, на садовых участках, настоянках автомобилей, пешеходных дорожках, лестницах, подземных переходах, наавтоматических мойках машин, в мастерских и рыбных магазинах.
Светильники серии ФБУ и НБУ предназначены для освещения каквнутри помещений, так и вне их — там, где требуется максимальная защита отводы, влажности, пыли и хулиганов. Антивандальные светильники устойчивык механическим повреждениям, ударам камнями и любыми твердыми предметами. Онинезаменимы при освещении садов, бульваров, пешеходных переходов, террас,портиков, бассейнов, душевых и ванных комнат, туалетов и т.д.
Важное значение в экономии электроэнергии при применении любыхламп имеет оптимальное размещение осветительных приборов, позволяющееэкономить до 20 % электроэнергии. Так, при наличии в одном помещении рабочих ивспомогательных зон следует предусматривать локализованное общее освещениерабочих зон и менее интенсивное — вспомогательных зон. Для освещения цехов,складов и других производственных помещений лучшим способом является устройствосветящейся линии. Важно, чтобы при проектировании и внедрении любой системыосвещения обеспечить среду для зрения, рекомендуемую санитарными нормами:
— 400-500 лк;
-спектральный состав света, максимально приближенный к естественномуосвещению;
- отсутствие пульсаций ислепящего действия света;
- равномерное распределениеяркости.
Одним из экономичных источников для освещения улиц, площадей,скоростных магистралей, транспортных пересечений, протяжных тоннелей,спортивных сооружений, аэродромов, строительных площадок, архитектурныхсооружений, вокзалов, аэропортов и др. являются натриевые лампы высокогодавления, обладающие самой высокой световой отдачей среди всех известныхгазоразрядных ламп и незначительным снижением светового потока при длительномсроке службы.
Особая область применения натриевых ламп — это облучениерастений в теплицах. Имея благоприятный для большинства тепличных культурспектр излучения, натриевые лампы являются достойной заменой ртутных иметаллогалогеновых ламп высокого давления. В отличие от ртутных ламп натриевыелампы не содержат ртути, что значительно расширяет область их применения.Сопоставление по экономичности их работы в течение 10 000 часов показывает, чтоэкономия составляет более 30 %, а срок окупаемости, исходя из эксплуатации ихпримерно в 12 час в день (8 часов в летнее время и 16 — в зимнее), составитоколо 2 месяцев.
Основными производителями светильников и светотехническогооборудования к ним являются: БелОМО им. С. Вавилова, Брестский электроламповыйзавод, Лидский завод электроизделий, ГП «Калибр», ООО «Электрет», АО «ЭНЕФ», ГП«Минский завод Термопласт», НПО «Интеграл», ЗАО «Торговый сервис».Электробытовые приборы и их эффективное использование
Потребление электроэнергии в быту с каждым годом увеличивается, иэта тенденция сохранится, поскольку население в последние годы активноприобретает бытовую технику (стиральные машины, кухонные комбайны, пылесосы,электрочайники, электромясорубки, электрокофеварки и т.д.), являющуюся одним изглавных потребителей электроэнергии в домах и квартирах.
Использование электроэнергии в квартирах можно условно разделитьна следующие подгруппы:
-обогрев помещений;
-охлаждение и замораживание;-освещение;
-стирка белья и мойка посуды (с помощью стиральных машин ипосудомоющих аппаратов);
- аудио- и видеоаппаратура;
- приготовление пищи (спомощью электроплит);
-использование других электроприборов (пылесосов, утюгов, фенов ит.д.).
В различных домах использование электроэнергии по каждой извышеперечисленных категорий может варьироваться. Например, в некоторых домахустановлены электрические плиты, в других — газовые, для поддержанияоптимальной температуры в одной квартире достаточно центрального отопления, вдругой — никак не обойтись без электронагревателя.
Ориентировочный расход электроэнергии различными бытовымиприборами приведен в таблице. Потреблениеэлектроэнергии электроприборами в быту
Прибор Потребление, кВт• ч/год Лампа накаливания 60 Вт 263 (из расчета 12 ч работы в сутки)
Энергосберегающая лампа 9-11 Вт 44 (из расчета 12 ч работы в сутки) Морозильный аппарат 427
Посудомоечный аппарат 475
Электрическая печь 440
Стиральная машина 275
Холодильник 584
Телевизор 180
Видеомагнитофон 150
Кофемолка 65
Компьютер 40
Аудиоаппаратура 35 Утюг 30
Энергосбережение в быту начинается с квартиры, собственного дома.Прежде всего, следует утеплить дверные и оконные рамы имеющимися материалами;завесить окна и балконные двери толстыми занавесками, но так, чтобы они незакрывали радиаторы и не препятствовали циркуляции тепла; дополнительноукрепить прозрачную полиэтиленовую пленку на окнах (тройное остекление);закрыть более чем наполовину вентиляционные отверстия в туалете, ванне, накухне, а также дымоходы плотной бумагой или картоном.
Много тепла бесполезно теряется от радиаторов через стены иоткрываемые иногда окна. Уменьшить эти потери можно установкой отражающегоэкрана из блестящей пленки, алюминиевой фольги или оцинкованной жести, наклееннойна фанеру, картон или древесноволокнистую плиту за радиатором под подоконником.Лучшим способом регулирования температуры в квартире является установка кранови терморегуляторов на радиаторах, которые не следует загораживать мебелью воизбежание затруднения циркуляции теплого воздуха в комнате'. Другими мерами порачительному использованию электроэнергии в быту могут быть:
1Выключение света в том случае и в тех местах, где он не нужен,безухудшения жизненного комфорта. Это правило должно быть обязательнымдля всехчленов семьи.
2Замена, где возможно, обычных ламп накаливания энергосберегающими,которые обеспечивают такое же количество света, потребляя при этом на 70-80 %энергии меньше, и горят в 5-6 раз дольше обычных.
3Установка ламп разной мощности, в зависимости от требуемогоколичества света в определенных местах. Следует знать, что при загрязнении лампи плафонов освещенность в квартире снижается на 10-15 %.
4Отключение тех электроприборов, для которых предусмотренодистанционное управление (телевизор, радиотелефон), не только на ночь, но и втот период, когда ими не пользуются (уход из дома по делам, перерыв и т. п.),поскольку они потребляют электроэнергию, будучи подключенными к сети.
5Использование стиральной машины при полной загрузке, настраивая еена как можно меньшую температуру. Следует помнить, что на стирку притемпературе + 90°С тратится в 3 раза больше энергии, чем на стирку притемпературе + 40°С. При этом известен тот факт, что стиральный порошокрастворяется и активно реагирует с грязным бельем при температуре + 40 °С.
6Холодильники и морозильники являются одними из самых значительных «потребителей»электроэнергии в квартире. На их долю приходится примерно40 % всейэлектроэнергии в наших квартирах. Добиться снижения расхода до25 %электричества можно, если следовать нескольким простым принципам:
— регулярно размораживать холодильник во избежание образования вморозильной камере льда толщиной более 5-10 мм;
— устанавливать эти приборы на значительном расстоянии отнагревательных элементов и в местах, не подвергающихся воздействию прямыхсолнечных лучей;
- обеспечивать вокругхолодильника свободное пространства не менее 1-2 см;
- -класть в холодильник иморозильник только холодные продукты;
- обращать внимание наплотность примыкания дверей к корпусу этих приборов;
- держать дверцу приборовоткрытой как можно меньше;
- удалять не реже 1 раза вгод пыль с обратной стороны приборов;
-отключать холодильник от электросети, если семья уезжает изквартиры на несколько дней.
7. Использование газовых плит является с точки зрения экологиилучшим вариантом, чем приготовление пищи на электроплитах. Но если в квартиреустановлена электроплита, то экономии электроэнергии можно достигнуть за счет:
— подбора кастрюли или сковороды с идеальной плоской внешнейповерхностью, диаметр дна которых должен быть больше примерно на 3 см диаметранагревательной поверхности плиты;
— выключения электроплиты на несколько минут раньше окончанияварки или жаренья продуктов;
— использования посуды с крышкой;
— добавление оптимального количества воды.
8. Установление автоматических выключателей в местах, гдетребуется освещение в небольшой промежуток времени, например, на лестничныхплощадках многоквартирного дома, при входе во двор отдельно стоящегоодноквартирного дома.
9. При покупке электробытовых приборов в первую очередь необходимоинтересоваться не только ценой, но и энергосберегающими параметрами, и лишьсопоставив цену с эксплуатационными расходами, следует принимать решение овозможности приобретения нужного электробытового товара'. ' Важным моментом вэкономии электроэнергии, используемой на обогревжилых помещений,является надежное утепление окон, дверей, балконов и других элементов квартир,домов. Наиболее простой и быстрый способ — это свернутые из газет трубкивкладываются в зазоры между створками окна и откосами оконного проема. Этотспособ применим только к современным свинчивающимся рамам и эффективен всильные морозы, но при условии, что щели в окнах невелики
Надежный способ защиты окон от вторжения холода в квартиры — использование пасты из мела и мучного клея. Приготовленную пасту из этихкомпонентов в соотношении 1:1 заполняют зазоры по всему периметру окна. Если вдоме установлены рамы старого образца, то «такой же меловой пастой, толькос меньшим содержанием клея (3:1 или 4:1) заполняют щели между оконной коробкойи створками. Для этого все створки открывают, наносят по периметру оконнойкоробки пасту и затем створки закрывают. Излишки пасты, выдавливаемые черезщели, сразу же удаляются. При открытии оконных рам весной, высохшая замазкаотлетает без остатков с переплетов.
Щели между входными дверями и косяком можно уплотнить с помощьюаптечной резиновой трубки, прибивая ее к косякам мелкими гвоздиками. Если щельвелика, одна прикрепляется к косякам, а другая — к двери.
Балконную дверь можно утеплить с помощью простеганного ватногоковрика из декоративной ткани. Размеры ее выбирают такими, чтобы пере'
крыть нижние и боковые щели двери. Коврик крепится на небольшихкрючках, вбитых в дверь и в правую и левую части дверной коробки. Чтобы выйтина балкон, достаточно снять петельки с нескольких крючков.
Дополнительным источником тепла в квартире может быть отражающийэкран из обыкновенной фольги за каждым радиатором, обеспечивающий направление вквартиру примерно 2-5 % обычно уходящего на обогрев улицы тепла. Устраиваетсятакой экран на листе картона, соответствующем размеру отопительной батареи,путем крепления к нему по всей площади фольги.
Защиту от холода в сельских домах и на дачах можно обеспечитьпутем устройства, лучше осенью, завалинки из сухой соломы и листвы. Зимой ееможно сделать из снега. Технология устройства ее в этом случае проста:полиэтиленовую пленку или непригодный для кровли рубероид расстилают попериметру дома так, чтобы половина используемого материала оказалась прижатой кфундаменту дома или стене, а половина лежала на отмостках. Далее засыпаетсяснегом. Изолирующая толь или рубероид предохраняют стены и фундамент отсырости, а снег сберегает тепло.Повышение эффективности системотопления. Автономные энергоустановки
Если рассматривать жилой дом как энергопотребляющий объект, тодоля теплопотерь в нем в зимний период составляет: через неутепленные илиразбитые окна и двери подъездов — 24, через стены — 26, через подвал,перекрытия, лестничные клетки -11, через вентиляционные отверстия и дымоходы-39 %2.
Теплопотери происходят не только через стены здания. Они могутиметь место во время аварий на трассах и на тепловых узлах жилых домов.
Большое количество тепловой энергии уходит из-за некачественногостроительства: щели у оконных рам, швы между панелями, крыши и т. п., а также вдомах со вставленными обогревательными устройствами в стенах (на 30 % больше,чем с обычными отопительными приборами). До 15-20 % тепловой энергии теряется втепловых сетях, свидетельством чего является зеленая трава, растущая зимой надтеплотрассами.
Такое положение с использованием тепла в быту явилось следствиемсуществовавшей в нашей бывшей великой стране концепции о том, что полезныхископаемых, в том числе и топливно-энергетических ресурсов, в нашей странехватит не только на нынешнее, но и грядущие поколения. И при проектированиижилых домов никогда не считалась стоимость их эксплуатации, поэтому и строилиотносительно дешевые, но холодные дома.
На коммунально-бытовые нужды в Республике Беларусь расходуетсяпримерно 65 % тепловой энергии. В то же время потери тепла при производстве ипередаче тепловой энергии в отопительных котельных республики достигает 30 %.На 1 м2 отапливаемой площади в нашей стране затрачивается в 2 разабольше условного топлива, чем в Германии и Дании.
Годовой расход тепловой энергии в нашей стране на отопление ивентиляцию 1 м2 общей площади в 5-этажном доме составляет 150-170кВт, в Скандинавских странах — 70-90 Вт. На Западе после энергетическогокризиса 1972-1973 и 1995 г. передовые европейские страны уменьшили расходтепловой энергии на отопление жилых домов в 2 раза. А это не только экономияденежных средств, но и, главное, — изменение самого мышления граждан ируководителей.
Согласно санитарным нормам3 горячая вода в квартирыдолжна подаваться не ниже 50 °С, подается же она при температуре 37… 38 °С.Температура воздуха в квартире должна поддерживаться на уровне 18… 20 °С(комфортная зона), а на кухнях4 — 16… 18 °С. Семья оплачивает лишь16-17 % от общих затрат на отопление дома, а от стоимости вырабатываемойтепловой и электрической энергии — лишь 20 %. При такой существующей системеоплаты за потребляемые тепло- и электроэнергию добиться радикального измененияулучшения дела в бытовом секторе будет трудно до тех пор, пока жильцы не будутэкономически заинтересованы в экономии тепловой энергии. А для этого предстоитпереломить психологию всех граждан по отношению к экономии тепла, воды, газа.Весь европейский опыт показывает, что только продуманная непрерывная системавоспитания и образования позволяет получить реальные результаты вэнергосбережении в бытовом секторе и производственной сфере. На Западе, вчастности в Германии, 78 % всего жилья получает тепло от местных котельных,стоимость единицы которого составляем 0,05 DM/кВт • ч, в то время какпри централизованном теплоснабжении это: показатель составляет 0,08. Имеющийсяв нашей стране опыт децентрализованного теплоснабжения показывает высокую егоэффективность. Местные котельные, построенные в столице (гостиница «Беларусь»,несколько жилых домов и т. п.), окупают себя за 1,5-3 года5. В 1998году для обеспечения нужд страны было произведено 77 млн Гкал, в 1999 году — 70млн Гкал тепловой энергии. Для того чтобы удовлетворить потребность республикив год достаточно 50 млн Гкал.
Придавая важное значение энергосбережению в жилищно-коммунальномсекторе экономики, Президент Республики Беларусь А. Г. Лукашенко дал 13 июня2001 года поручение облисполкомам и Минскому горисполкому совместно сзаинтересованными министерствами и ведомствами осуществить 1еры по повышениюэффективности жилищного строительства, снижению затрат на развитиеинженерно-транспортной и социальной инфраструктур за счет уплотнения застройки,применения локальных источников теплоэнерии, автономных систем отопления,водоснабжения и канализации'.
Одним из технических решенийсокращения сети теплоснабжения и экономии тепловой энергии являетсядецентрализованная выработка тепла при помощи автоматизированных автономных, вт. ч. и крышных, котельных, (работающих на газовом топливе. Преимущество этоговида теплоснабжения состоит в следующем: возможность построить котельную,удовлетворяющую потребность именно данного здания; экономия земельного участка;экономия энергии за счет отсутствия потерь; возможность контроля теплоты итоплива; установка необходимого режима расхода теплоты в зависимости отпродолжительности рабочего дня и температуры наружного воздуха; высокий КПД (90%) котельных установок; более низкие температуры и давления теплоносителя, чтоповышает долговечность систем теплоснабжения.
Системы отопления жилых и общественных зданий являются одними изсамых значительных потребителей тепловой энергии. Расход тепловой энергии наэти цели составляет более 30 % энергоресурсов, потребляемых народнымхозяйством. При этом многоквартирные дома, построенные в 1950-1960 годырасходуют на нужды отопления от 350 до 600 кВт • ч на 1 м2. Длясравнения укажем, что этот показатель составляет в Германии 260 кВт • ч, вШвеции и Финляндии — 135 кВт • ч3.
Наиболее перспективными направлениями энергосбережения являютсявнедрение автономных систем тепло- и энергоснабжения, устройство напольногоотопления, а также установок, использующих возобновляемые источники энергии итеплоутилизаторов.
Автономные системы теплоснабжения в виде мини-котельных становятсяперспективными в тех местах, где в качестве топлива используетсяприродный газ. Они и с экологической точки зрения способствуют улучшениюсостояния воздушного бассейна, т. к. из-за снижения количества сжигаемого газауменьшается количество дымовых газов, а газовые выбросы содержат в 2-3 разаменьше вредных веществ в 1 м3, чем крупные районные котельные. Нодецентрализованное теплоснабжение на базе небольших индивидуальных котельныхявляется эффективным при малой плотности тепловой нагрузки (одно-, двухэтажныезастройки в сельских и других населенных пунктах).
Естественно, при существующих развитых тепловых сетяхцентрализованного теплоснабжения необоснованно говорить о повсеместном переходена автономные котельные. Но внедрение их возможно в следующих случаях:
— при строительстве новых и реконструкции старых зданий в районах,где прокладка тепловых сетей технически невозможна;
— для обеспечения теплом объектов, не допускающих перепадов втеплоснабжении (школы, больницы), или потребителей, несущих из-за отсутствиятепла большие экономические потери (гостиницы);
— при обеспечении теплом потребителей, распложенных на концевыхучастках существующих тепловых сетей и испытывающих недостаток тепла из-занизкой пропускной способности тепловых сетей или недостаточной! перепададавления между прямой и обратной магистралями;
— при строительстве объектов в небольших городах, гдецентрализованное теплоснабжение развито слабо, а отдельные объекты вводятсяразрозненно.
Основным элементом автономной энергоустановки являютсякомбинированные газовые настенные водонагреватели, в корпусе которых находитсябесшумный циркуляционный насос и мембранный расширитель. Горячая вода отводонагревателя по металлическим трубам, укладываемым в бетонной подготовке полаили в плинтусе специальной конструкции, разводится по комнатам.
Опыт эксплуатации 72-квартирного девятиэтажного жилого дома вмикрорайоне № 17г. Гомеля с этой принципиально новой для нашей страны системойтеплоснабжения, разработанной институтом «Гомельгражданпроект», показал еенадежность и экономичность. Так, за ноябрь 1999 г. проживающая в трехкомнатнойквартире семья в составе 4 человек на отопление-горячее водоснабжение иприготовление пищи израсходовала 150 м3 газ;: Причем треть этогоколичества израсходована непосредственно на кухне Выполненные расчеты показали,что при традиционной системе теплоснабжения аналогичной квартиры от общедомовойсистемы с подключением к внешнему источнику для целей отопления и горячеговодоснабжения потребовалось бы около 500 м3 газа.
Высокая эффективность работы предложенной системы поквартирногоотопления достигнута благодаря:
— сравнительно высокому КПД газовых водонагревателей (« 85 %);
— исключению потерь тепла за пределами квартир;
— отсутствию перерасхода тепла в межсезонные периоды (по имеющимсяданным, он составляет до 20 %);
— возможности поквартирного учета и покомнатного регулированиятемпературы внутри квартиры.
Кроме того, система поквартирного отопления и горячеговодоснабжения существенно уменьшила количество приборов учета. Вместоиспользуемых в настоящее время счетчиков газа, отопления, горячего и холодноговодоснабжения достаточно установить только два прибора для учета расхода газа ихолодной воды. Кроме того, отпадает необходимость в прокладке наружных тепловыхсетей. Пожалуй, одно из самых главных преимуществ этой системы отопления передтрадиционной состоит в том, что она дает возможность владельцу квартиры создатькомфортную температуру воздуха не посредством открывания форточки и оконнойстворки, а с помощью регулировочного краника с ручным управлением илиавтоматической термостатической головкой, экономя тем самым свои деньги наотопление квартиры и государственные энергоресурсы.
Экономия расхода теплоты за счет перечисленных выше преимуществ поквартирногоотопления достигает 30 % в год.
Возведение жилых домов с подобной системой инженерного обеспечениявесьма оправдано в районах существующей городской застройки, где отсутствуютрезервные мощности действующих централизованных источников теплоснабжения.
Опыт работы автономных котельных показывает, что они надежны иэкономичны. При теплоснабжении от этих котельных потребитель получает тепловуюэнергию по тарифам, в 3 раза ниже действующих. За счет этого строительствотаких котельных окупается практически за один сезон.
Во всех промышленно и энергетически развитых странах наблюдается оченьбыстрый рост применения электроотопления, выполняемого, как, правило, путемукладки нагревательных кабелей в пол. Применение электроотопления допускаетсяСНИП 2.04.05-91. Для помещений с постоянным пребыванием людей установлено, чтосредняя температура подогреваемого пола не должна превышать 26°С, а для дорожеквокруг бассейнов — не большe 30°С. Одной из таких систем электроотопленияявляется кабельная система Теплолюкс. Она устанавливается в толще пола, чтопревращает всю обогреваемую поверхность в источник тепла, температура котороголишь на несколько градусов превышает температуру воздуха. Эта система, как и другие,подобные ей, используется как основная в отдельно стоящих зданиях, коттеджах ив тех случаях, когда нет возможности выполнить подключение центральноговодяного отопления. Она может применяться как дополнительная система отопления(совместно с другими) для получения комнатной температуры.
Совершенно новый способ отопления помещений различного назначенияразработан в БИТУ профессором В.П. Лысовом. Созданная им полимерная греющаяэлектропроводка, состоящая из сотен тончайших полимерных волокон, обработанныхпо оригинальной технологии специальным раствором и соединённых в пучок, обеспечивает при одинаковом расходеэлектроэнергии гораздо более высокий, чем у металлического проводника, росттемпературы, поскольку волокна постоянно греют друг друга. Эту проводку, аточнее, комплект проводов раскладывают по схеме на подготовленные бетонноеоснование и цементируют. Можно размещать провода и под плиткой, различнымилинолеумами, ковровыми покрытиями, под дощатым настилом и паркетом. В любомслучае будет обеспечена рекомендованная медиками температура пола 25 °С, авоздуха 20… 22 °С. Для надежности можно включить в сеть и автоматическийтерморегулятор.
Затраты на отопление и эксплуатацию этим способом в 1,5-2 разаниже по сравнению с другими известными способами, в том числе и аналогичнымизарубежными системами греющего пола, где используются металлические проводники.Но недостаток металлических проводников — сопровождающие его нежелательные дляорганизма вихревые токи. Полимерный проводник генерирует электромагнитное полев 2-10 раз более слабое, которое и близко не подходит к нижнему пределу.
Сфера применения этого способа обогрева очень широка: дома,квартиры, офисы, животноводческие помещения и др. Достоинства его оцененымногими владельцами собственных домов, руководителями, но особенно довольныруководители совхозов, где новинка применяется уже 3 года и, кроме экономииэнергоресурсов на отопление, во многом способствует сохранению поголовья скотаи их привесу. Согласно проведенным учеными БелНИИ животноводства исследованияммест содержания животных с обогреваемыми полами установлено, что сохранность ипривесы поросят повышаются, при этом расход электроэнергии сокращается с 250 Втпри ламповом обогреве до 120-130 Вт при обогреваемых полах на 1 ското-место.Такой способ обогреваемых полов внедрен во многих хозяйствах страны.
Простоту устройства и эксплуатацию греющих полов, невысокуюстоимость и расход электроэнергии в сравнении с традиционными технологиямиобогрева оценили владельцы более 1,5 тысяч квартир и частных домов, дач игаражей, офисов и магазинов республики, повысив себе комфортность проживания итруда. К этому следует добавить, что расходы по обустройству обогревасоставляют 10-12 долларов США и компенсируются достигаемой экономией за 5-6месяцев эксплуатации в холодное время года.
Для обеспечения общественных, жилых и производственных помещенийдешевым теплом с использованием местных видов топлива экономически выгодноприменять воздушное отопление на базе теплогенераторов.Системы воздушного отопления
Под воздушным квартирным отоплением следует понимать отопительнуюсистему квартиры с самостоятельным генератором тепла, которая обслуживаетсяжильцами. Таких систем в одном доме может быть несколько, если доммногоквартирный, и одна, если дом является одноквартирным.
В воздушных системах отопления теплоносителем является воздух,нагретый в воздухонагревателе до температуры, превышающей температуру помещенияи определяемой расчетом. От нагревателя подогретый воздух каналами разводитсяпо отапливаемым помещениям, в которых охлаждается до температуры помещения.Воздух отдает свою теплоту для возмещения теплопотерь, после чего поступаетобратно в воздухонагреватель.
Воздух в системах перемещается за счет естественного (теплового)или искусственного (вентиляционного) побуждения. Применяютсявоздухонагреватели, работающие на твердом, жидком, газообразном икомбинированных видах топлива. Воздухонагреватели бывают трех типов:
- с нагревом воздухагорячими газами через воду (водовоздушные);
— подсоединенные к тепловым и электрическим сетям;
— с нагревом воздуха горячими газами через металлическую стенку(огневоздушные).
В квартирных системах при небольшой протяженности воздуховодовиспользуется преимущественно естественное (гравитационное) побуждение движениягреющего воздуха как более простое и бесшумное в эксплуатации. При большойпротяженности распределительных воздуховодов используются системы воздушногоотопления с механическим перемещением греющего воздуха.
Для нагрева I м3 воздуха на 10°С требуется в 4,19 раза меньшетепловой энергии, чем для нагревания такого же количества воды. При этом самоедешевое тепло дают теплогенераторы, в которых сжигается твердое топливо (дрова,брикет, торф, отходы деревообработки). Область их применения очень велика:производственные помещения (например, цеха по разливу безалкогольных напитков),магазины, жилые дома, теплицы, сушилки зерна и пиломатериалов и т. п. Такиетеплогенераторы выпускает ряд предприятий, и среди них Мозырский заводсельскохозяйственного машиностроения.
В Беларуси системы поквартирного воздушного отопления вмногоэтажных жилых домах не получили широкого распространения из-за отсутствиясерийного выпуска опробированных конструкций воздухоподогревателей. Второйпричиной является возможность использования в многоэтажных многоквартирныхдомах только электроэнергии и газа, т. е. покупаемых, но не местных видовтоплива (дров, брикетов кускового торфа, отходов деревообработки). Поэтомунаиболее перспективным видится внедрение теплоагрегатов на указанных твердыхвидах топлива для обогрева индивидуальных жилых домов, теплиц, сушилок зерна ипиломатериалов. Тем более что необходимое оборудование для таких объектов вБеларуси серийно производится многими предприятиями, а эффективность такойсистемы довольно высока. Так, стоимость отопления двухэтажного жилого домаплощадью 150 м2 со стенами толщиной 40 см из силикатных блоков,обложенных кирпичом, составляет 50 у. е. на сезон. Для этого необходимо 28 м3дров и 5 м3 опилок.
Мероприятия по энергосбережению в быту можно условно разделитьна три группы:
- малозатратные, к которымотносятся ремонт и утепление дверей и окон вподъездах, установка приборовучета, в т. ч. и терморегуляторов, применениеместных систем теплоснабжения,использование солнечных коллекторов дляпредварительного нагрева воды и системотопления с тепловыми насосами;
- среднезатратные, ккоторым относится использование качественнойтепловой изоляции для трубопроводови внутренних инженерных систем, замена окон на стеклопакеты;
-высокозатратные — это утепление стен, кровли, в т. ч. и такназываемых «хрущевок». За счет ремонта и надстройки мансард и еще одного этажана них вместе с утеплением значительно снижается стоимость приращенной такимобразом жилплощади.
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ ИСООРУЖЕНИЯХ
Тепловые потери в зданиях и сооружениях
Причиной относительно высокого энергопотребления в зданиях исооружениях нашей страны по сравнению с зарубежными странами является то, чтовсе существующие здания были построены в соответствии с имевшимися намомент строительства строительными нормами и стандартами, которыми былопредусмотрено в 1954-1964 гг. термическое сопротивление 0,75 м2 •К/Вт. Фактическая величина этого показателя в 1954-1962 гг. была несколькониже, а в 1965-1993 гг. она достигла 1,25 м2 • К/Вт.
С введением в 1994 г. новых норм по термическому сопротивлениюстен (а они составляют ныне 2,25 м2 • К/Вт) все ранее построенныездания попали в разряд не соответствующих современным техническим требованиям.Следует отметить, что во время действия этих низких норм по термическомусопротивлению стен осуществлялось строительство панельных зданий массовыхсерий, а многие из них были построены с отступлением от строительных норм.Низкое качество строительно-монтажных работ привело к тому, чтожилищно-эксплуатационные службы из года в год тратят огромные средства напроизводство постоянных ремонтно-строительных работ главным образом намежпанельных стыках и в местах сопряжения окон с наружной стеной. Кроме того,это обусловливает и значительные потери тепла.
Поэтому в настоящее время все в большей мере практикуетсяосуществление тепловизионного (с использованием инфракрасной съемки) контролякачества строительно-монтажных работ, что позволяет предотвратитьнекачественное выполнение работ в местах, в которых возможна наибольшая утечкатепла'.
Теплоснабжение производственных помещений (цехов) всегда считаласьзадачей неординарной, поскольку они, как правило, занимают огромные площади (отнескольких сотен до нескольких тысяч квадратных метров) и высоту до 14-18 м.Рабочая (обитаемая) зона производственных зданий составляет всего 20-30 % ихобщего объема, которые и требуют поддержания комфортных условий. Нагрев 70-80 %воздуха, находящегося над рабочей зоной, относятся к прямым потерям. Всемизвестно, что удержать теплый воздух внизу невозможно и температура его от полак потолку возрастает на 1,5 °С в расчете на метр высоты. Это значит, что взданиях высотой 12 м присредней температуре в рабочей зоне 15 °С воздух подкрышей оказывается нагретым до 30 °С. Такой перегрев внутреннего воздуха зданийприводит к резкому возрастанию тепловых потерь через наружные ограждения,верхние перекрытия, стены, световые проемы и фонари.
К этому следует добавить и большие затраты энергии на перемещениезначительных масс воздуха с помощью вентиляторов, поскольку основным способом отопленияпроизводственных помещений являлось воздушное. Отопить даже среднеепроизводственное помещение с помощью водяной или паровой системы весьмапроблематично и в большинстве случаев невозможно. Для этого требуются десяткикилометров трубопроводов, которые перекрывают проходы и создают другиенеудобства.
Вместе с удаляемым нагретым воздухом из верхней зоны промышленныхзданий с помощью вытяжных крышных вентиляторов выбрасывается большое количествотеплоты. Для ее утилизации целесообразно применять крышные приточно-вытяжныеустановки с теплоутилизаторами.
Значительны потери тепла в производственных зданиях и сооруженияхв зависимости от принятого режима работы предприятий в течение суток и днеймесяца. Как, правило, большинство из них работают в две смены, а это означает,что количество рабочего времени за отопительный сезон составляет около 5000часов, из которых собственно рабочими являются не -более 2300 часов, или 44 %календарного времени. Все остальные 2700 часов предприятия вынуждены отапливатьздания, в которых никто не работает.
Перевод системы отопления в дежурный режим сложен, малоэффективени небезопасен из-за возможных резких перепадов температур, создающих угрозуразмораживания системы из-за возможных высоких суточных колебаний температуры.
Одним из возможных путей решения проблемы уменьшения тепла наотопление больших производственных зданий может быть децентрализация системытеплоснабжения их по теплоносителю, воде и пару за счет внедрения системгазового лучистого отопления (СГЛО) и газовых воздухонагревателей. Лучистоеотопление — это передача тепла от более нагретых поверхностей к менее нагретымпосредством инфракрасного излучения. Главной отличительной особенностью этойсистемы является обогрев помещения с помощью потока лучистой энергии инфракрасногоспектра. Поток лучистой энергии, направляемый в расположенный непосредственнонад обогреваемой зоной лучистыми обогревателями, не нагревая окружающий воздух,нагревает поверхность пола, установленное оборудование в обслуживаемой зоне илюдей. Это принципиальное отличие системы ГЛО от радиационных систем отопленияпозволяет достигать наиболее полного комфорта для работников.
Перевод отопления зданий по указанной системе требуетосуществления определенных организационных и технических решений. Однакопроводимая работа по внедрению СГЛО на 140-м ремонтном заводе в Борисове, на
Минском заводе «Ударник» и других предприятиях Беларуси показываютих высокую эффективность. К этому следует добавить, что установки СГЛО ужеболее 50 лет эксплуатируются за рубежом. В России подобные системыэксплуатируются свыше 10 лет и установлены более чем на 60 предприятиях, в томчисле: на таких, как Московский электромеханический ремонтный завод, «Мосгаз»,«Рязаньнефтегазстрой», «ЗИЛстроймаш», «КамАЗ» и др.1
Для снижения затрат теплоты на нагрев воздуха, поступающего черезпроемы в стенах общественных зданий, а также для многоэтажных жилых домовприменяют воздушно-тепловые завесы. Во многих случаях целесообразно устройствотамбура.
Тепловая изоляция зданий и сооружений
Проблеме получения теплых и, соответственно, энергосберегающихконструкций в последние годы в нашей стране уделяется все больше внимания. Онидолжны быть, во-первых, прочными, жесткими и воспринимать нагрузки, то естьбыть несущей конструкцией, а во-вторых, должны защищать внутреннее пространствоот дождя, жары, холода и других атмосферных воздействий, то есть обладатьнизкой теплопроводностью, быть водостойкими и морозоустойчивыми.
В природе не существует материала, который удовлетворял бы двумэтим требованиям. Для жестких конструкций идеальным материалом является металл,бетон или кирпич. Для утепления годится только эффективный утеплитель,например, каменная вата. Поэтому для того, что бы ограждающей конструкция былапрочной и теплой, используют композицию или комбинацию как минимум двухматериалов — конструкционного и теплоизоляционного.
Композиционная ограждающая конструкция в свою очередь можетбыть представлена в виде нескольких отличных друг от друга систем иконструкций:
1 Жесткий каркас с заполнением межкаркасного пространстваэффективным утеплителем.
2 Жесткая ограждающаяконструкция (например, кирпичная или бетонная стена), утепленная со сторонывнутреннего помещения, или так называемое внутреннее утепление.
3 Две жесткие пластины иэффективный утеплитель между ними, например, «колодезная» кирпичная кладка,железобетонная панель «сэндвич» и т.д.
4 Тонкая ограждающаяконструкция (стена) с утеплителем с внешнейстороны, так называемое внешнееутепление.
Теплоизоляционные системы, применяемые для наружной теплоизоляции, подразделяются насистемы:
— с тонкими штукатурными и накрывочными слоями;
— с толстыми штукатурками (до 30 мм);
— «сухой теплоизоляции» (система утепления «на относе»); -монолитнойтеплоизоляции (утепление пенополиуретаном, покрытие «термошиль-дом»);
— из ячеистого бетона с объемной массой ниже 400 кг/м3.
Применение той или иной системы определяется конструктивнымиособенностями модернизируемого здания и технико-экономическими расчетами,основанными на приведенных затратах, так как стоимость утепления 1 м2наружной стены колеблется от 15 до 50 долларов США без учета стоимостизаполняемых оконных блоков, модернизации систем вентиляции и отопления. Тем неменее, потенциал энергосбережения при эксплуатации существующего жилого фондадостаточно велик и составляет около 50 %'.
Каждая из этих конструкций имеет свои достоинства и недостатки, ивыбор ее зависит от многих факторов, исходя из местных условий. Но из всехназванных конструкций четвертый тип утепления здания с внешней стороны хотя и имеетнедостатки, но и обладает следующими достоинствами:
1 Надежная защита отнеблагоприятных внешних воздействий суточных и сезонных температурныхколебаний, которые ведут к неравномерным деформациям стен, что приводит кобразованию трещин, раскрытию швов, отслоению штукатурки.
2 Невозможность образованиякакой-либо поверхностной флоры на поверхности стены из-за избытка влажности,образования льда в толще стены, который имеет место из-за конденсационнойвлаги, поступающей из внутренних помещений, и влаги, проникшей внутрь массиваограждающих конструкций из-за повреждения поверхностного защитного слоя.
3 Препятствованиеохлаждению массива ограждающей конструкции до температуры точки росы и,соответственно, выпадению конденсата на внутренних поверхностях.
4 Снижение уровня шума визолируемых помещениях.
5 Отсутствие зависимоститемпературы воздуха во внутренних помещениях от ориентации здания, то есть отнагрева поверхностей солнцем и охлаждения этих же поверхностей ветром, и др.
Для устранения теплопотерь в ранее построенных зданияхразработаны и осуществляются различные проекты теплотехнической реконструкции иутепления их. Одним из таких проектов является устройство термо-шубы,представляющей собой многослойную конструкцию. Она состоит из следующихэлементов:
а) плит утеплителя, прикрепленных к подготовленной поверхностистен клеящим составом «сармалеп» и дюбелями для укрепления утеплителя;
б) защитного покрытия из клеящего состава «сармалеп»,армированногоодним или двумя слоями сетки в сочетании с защитными алюминиевымипрофилямис перфорированными стенками;
в) отделочного покрытия:
I) из штукатурного состава «сармалит» белого цвета без окраски либос последующей окраской микропористой фасадной краской на основе плиолитовойсмолы «сафрамап»;
2) защитно-отделочной композиции «сафрамап», окрашенной в массе;
3) микропористой фасадной краски на основе плиолитовой смолы«сафрамап»непосредственно по защитному покрытию из состава клеящего«сармалеп-М».
«Термошуба» устраивается по наружным стенам разной конструкции, изразличных материалов (кроме деревянных) и с разной отделкой фасаднойповерхности и соответствует требованиям пожарной и экологической безопасности.В качестве материалов для термошубы применяют:
— плиты утеплителя двух типов: пенополист и рольные ПСБ-С (с антиперенами)по ГОСТ 155.88 размером 500 х 1000 мм, толщиной от 40 до 120 мм (в соответствиис проектной документацией). При этом пенополистирол должен быть выдержан неменее двух месяцев с момента изготовления; плиты минераловатные специальныефасадные жесткие на синтетическом связующем, недорогие, экологически чистые,гидрофобные. Размеры их такие же, как и размеры обычных минераловатных;
— клеящие и защитные составы «сармалеп-Т» или «сармалеп-М»,приготавливаемые на строительной площадке смешиванием «смеси клеевойполиминеральной сармалеп» с водой. Состав «сармалеп-М» — морозостойкий притемпературе окружающего воздуха от -12 до 10 °С;
— штукатурный состав, приготавливаемый на строительной площадкесмешиванием смеси штукатурной полиминеральной с водой, либо защитно-отделочнуюкомпозицию «софрамап-В (Г)» или «софромап-ВМ (ГМ)». Для получения цветныхповерхностей гарантированного качества рекомендуется наносить отдельные слоибелого цвета, а затем покрывать его микропористой фасадной краской «софрамап»;
— защитные алюминиевые профили;
— сетку стеклянную ССШ-160 для армирования защитного покрытия;-дюбели для укрепления утеплителя, а для защиты от механических повреждений понизу теплоизоляции и на углах здания и проемов — алюминиевые профили сперфорированной стенкой толщиной от 0,5 до 1,0 мм.
Кроме «термошубы» утепление стен зданий и сооружений с наружнойстороны можно выполнить устройством на фасаде здания каркаса, в которыйвставляются и фиксируются в нем плиты утеплителя, а поверх каркаса навешиваютсяоблицовочные панели (сухая штукатурка) или выполненная на некотором расстояниикирпичная кладка. При этом внутри конструкции, между утеплителем и облицовкой,сохраняется зазор, по которому свободно циркулирует воздух. Этот воздух удаляетвлагу, испаряющуюся из помещения сквозь стены, не давая ей задерживаться вутеплителе. I[случается, что фасад вместе с утеплителем «дышит», дышит и стена. Л утеплительвсе время сухой, и его теплоизолирующая способность постоянно сохраняется навысоком уровне. Преимуществами этогoспособа теплоизоляцииявляются:во-первых, всепогодная технология, отсутствие «мокрых» процессов вроденанесения штукатурки, клеев и т. д.; во-вторых, неограниченный выбор вариантовоблицовки: панели разного размера, из разных материалов и с разными текстурамии расцветками. Добавить в список преимуществ можно высокую шумоизолирующуюспособность вентфасада, легкость и технологичность монтажа, быстроту и простотутранспортировки на объект необходимых материалов. Система вентилируемогоутепленного навесного фасада не позволяет конденсату скапливаться наповерхности или внутри стены, благодаря чему повышается срок службы ограждающихконструкций здания и уменьшаются теплопотери через них.
Энергетическая паспортизация зданий, мониторинг застроенныхтерритории и экспертиза проектов теплозащиты
Потребление энергии в коммунально-бытовой сфере составляет 38 %общего годового расхода ТЭР Беларуси. Это обусловливает поиск и разработку мерзаконодательного характера по более экономному расходу энергии в этой сфере.Для осуществления эффективного управления процессом энергосбережения необходиморазработать и внедрить автоматизированную систему управления теплопотреблениемзастроенных территорий Республики Беларусь, обеспечивающую государственнуюпрограмму энергосбережения на основе энергетических паспортов зданий и сетевыхкомпьютерных технологий.
Энергетическая паспортизация жилых и общественных зданий представляет собоймероприятие по установлению фактических показателей энергопотребления жилых иобщественных зданий, а также по созданию соответствующего банка данных. Цельэнергетической паспортизации зданий — проверка фактического состояния энерго- итеплопотребления в жилищном секторе, выделение зданий, требующих первоочередныхмероприятий по повышению теплозащитных свойств, а также поиск оптимальных путейснижения расхода теплопотребления.
Постоянно действующий энергетический мониторинг ставитсвоей целью:
— контроль в режиме реального времени за количеством поставляемойэнергии и ее расходом;
— выявление наиболее значительных источников потерь энергии;
— информационное обеспечение планирования и проведенияпервоочередных мероприятий по снижению энергопотерь и ликвидации источниковнаиболее высоких энергопотерь;
— контроль за соответствием количества поставленного теплатребуемому для обеспечения нормального микроклимата в помещениях и комфортныхусловий проживания людей.
Организуемая энергетическая экспертиза проектов теплозащитыи капитального ремонта зданий позволит:
— вскрыть энергетические резервы при эксплуатации зданий изастроенных территорий в целом;
— эффективно планировать и своевременно организовать выполнениеэнергосберегающих мероприятий на застроенных территориях республики;
— осуществлять постоянный контроль за плановым снижением уровняэнергопотребления на отдельных территориях;
— совместить теплозащиту зданий с их плановыми ремонтами иреконструкцией, что значительно повысит рентабельность работ по тепловой защитезданий;
— обеспечить информационную поддержку в разработкетехнико-экономических обоснований при создании энергоэкономических зон.
Изоляционные характеристики остекления. Стеклопакеты
Оконные заполнения в зданиях, обладая необходимыми теплозащитнымикачествами, должны обеспечивать требуемый световой комфорт в помещении и иметьдостаточную воздухопроницаемость для естественной вентиляции.
Действующие нормативы устанавливают следующие требования кокнам жилых зданий:
— сопротивление теплопередаче должно быть не менее 0,6 (м2• °С)/Вт, сопротивление воздухопроницанию — не менее 0,56 м2 • чПа/кг;
— механические показатели и другие требования — в зависимости отконструкции и материалов, из которых изготовлен оконный блок.
По конструкции все окна состоят из светопропускаемых инепрозрачных частей. В качестве заполнения светопропускаемой части окон используютстеклопакеты и стекла различной толщины. Наиболее широкое распространение средистекол получили так называемые специальные энергосберегающие стекла:
— «к-стекло», получаемое посредствам разлива стеклянной массы нажидкую основу с большим удельным весом. Для придания ему теплосберегающихсвойств на его поверхности методом пиролиза создается тонкий слой из оксидаметалла, что приводит к уменьшению излучательной способности с 0,84 до 0,2, аследовательно, к меньшей теплопередаче;
— «i-стекло», получаемое методом вакуумного напыления и представляющеесобой трех- или более слойную структуру чередующихся слоев серебра идиэлектрика. По своим теплосберегающим качествам это стекло в 1,5 разапревосходит «к-стекло». Однако технология нанесения требует использованиядорогостоящего оборудования с системой магнетронного (магнетрон — электровакуумный прибор) напыления.
Применяемые ныне окна можно условно разделить на три группы:
— деревянные окна;
- окна изполивинилхлоридного профиля (ПВХ профиля);
— окна из алюминиевого профиля.
Деревянные окна выпускаются в основном двух видов: -оконныеблоки типа ОЗС с толщиной коробки 100-140 мм с тройным остекленением илистеклом и стеклопакетом отечественного производства. Сопротивлениетеплопередаче их может достигать 0,8 (м2 • °С)/Вт, а сопротивлениевоздухопроницаемости — 0,6-1,4 м2 • ч • Па/кг, что значительноменьше, чем у окон алюминиевого и ПВХ профилей;
— оконные блоки толщиной коробки менее 100 мм с однокамерным илидвухкамерным стеклопакетом (возможно наличие энергосберегающих покрытий изаполнение межкамерного пространства аргоном). Они имеют высокое качествоизготовления, створки их могут открываться в разных плоскостях, а проветриваниеимеет различный режим. Эти окна самые дорогие, поскольку они очень высокогокачества, а часть из них импортируется из Финляндии, Германии или Швеции.Древесина обрабатывается специальной защитной пропиткой от влаги, насекомых ивоздействия солнца. В окнах весьма точная подгонка деталей, коробка и створкисо временем почти не дают усадки. Сопротивление теплопередаче составляет 0, 6(м2 • °С)/Вт, сопротивление воздухопроницанию весьма велико — до 7 м2• ч • Па/кг.
Окна из ПВХ-профиля с различными видами стекол и стеклопакетовнаходят широкое распространение в административных зданиях. В конструкции ПВХпрофиля имеется два и более специальных воздушных зазоров, так называемыхкамер.
Наибольшее распространение получили трехкамерные ПВХ-профили.Сопротивление теплопередаче по непрозрачной части окон с таким профилемсоставляет 0,6-0,75 (м2 • °С)/Вт.
В качестве светопропускающей части используются, как правило,однокамерные и двухкамерные стеклопакеты с применением энергосберегающих стекол (восновном — «к-стекло»). Для повышения сопротивления теплопередаче основныхблоков пространство между стеклами в стеклопакете заполняется инертными газами,в основном аргоном.
Окна из трехкамерного ПВХ-профиля имеют очень высокоесопротивление воздухопроницанию (до 9 м2 • ч • Па/кг), чтоограничивает использование их в жилых зданиях. Для решения этой проблемы фирмыпредлагают различные варианты (вентиляционные клапаны, специальное положениеручки, установку в верхней части оконных коробок или створок специальныхвентиляционных пленок с регулируемой системой для притока воздуха), однако онинедостаточно проверены экспериментально.
Основные преимущества этих окон заключаются в простоте монтажа игерметичности, возможности открытия створок в нескольких плоскостях.
Окна из алюминиевого профиля также находят все большее применение. Восновном это трехкамерный алюминиевый профиль с термопрокладками. Такие оконныеблоки имеют низкое сопротивление теплопередаче -0,35-0,42 (м2 •°С)/Вт, вследствие чего в холодный период года возникает конденсация влаги навнутренних поверхностях профиля. Для достижения этими оконными блокамитребуемого сопротивления теплопередаче необходим стеклопакет. Эти оконные блокиимеют очень высокое сопротивление воздухопроницанию, что ограничивает ихприменение в зданиях с естественной вентиляцией. Преимуществами их являются:
— практически неограниченная долговечность;
— высокая прочность и устойчивость к деформации и другимвоздействиям окружающей среды;
- лучшая ремонтопригодностьсреди других типов окон;
- отсутствие особого ухода.
Окна из алюминиевого профиля дороже других типов окон, ипотребитель вправе решать, какие из них являются более приемлемыми.
При любой конструкции окон площадь световых проемов должная бытьминимально допустимой по нормам естественной освещенности.
Особое место в проблеме проемов в наружных стенах отводится оконнымпроемам, заполнение которых должны обеспечивать световой, тепловой и шумовойкомфорт в помещениях и иметь достаточную воздухопроницаемость для работыестественной вентиляции. При выборе типа окон особое внимание должно бытьобращено на энергоэффективность заполнений оконных проемов, которая зависит отследующих факторов: -конструктивного решения изделий, составляющее оконноезаполнение, -материала и деталей, используемых для изготовления изделий; — качества установки изделий в проемы наружных стеновых конструкций.
При выборе того или иного конструктивного исполнения оконучитывают не только архитектурно-градостроительную значимость здания, егофункциональное назначение, экономическую возможность, но и руководствуются установленнымв республике показателем сопротивления теплопередаче. Для одного обычногостекла оно составляет примерно 17 м» • °С/В для стеклопакета из двухобычных стекол — 0,35-0,39 м2 • °С/Вт. Трехстекольное окно с учетомматериала, из которого оно изготовлено, и конструкции притворов створок ккоробке обеспечивает не только установленный показатель термическогосопротивления, но и превышает его. Более высокие значения термическогосопротивления можно получить, работая над улучшением теплоизоляционныхпоказателей стеклянной части окна и оконных рам и коробок.
Наибольший эффект достигается использованием в стеклопакетеодно из стекол с селективным покрытием, способным отражать тепловые волн внутрьпомещения и одновременно пропускать снаружи солнечное тепловое излучение.Только за счет применения в стеклопакете такого стекла, а так» введения вмежстекольное пространство более плотного, чем воздух, газ; например аргона,криптона или ксенона, можно добиться величины термического сопротивления,приближающего к единице. Отдельные примеры и зарубежной практикисвидетельствуют о том, что соответствующие конструктивные решения окон, ипрежде всего их стеклянной части, смогут способствовать достижению термическогосопротивления теплопередаче, равному 1,8-2,0(м2-°С)/Вт.
Стеклопакет представляет собой соединенные на определенномрасстоянии друг от друга 2 или 3 стекла. В качестве материала, обеспечивающеготребуемое между стеклами расстояние, применяется алюминиевый перфорированныйпрофиль коробчатого сечения (средник), внутрь которого засыпается зернистыйосушитель воздуха — силикогель. Профиль крепится к стеклам с помощью бутиловоймассы (внутренний шов), а по торцам образованного стеклопакета укладываетсяпрочная полисульфидная масса (наружный шов). Известен также метод, когдапромежуточное пространство (средник) заполняется при помощи бутиловой резиновойленты, упроченной металлом.
Жидкие герметики сохраняют свои технические свойства притемпературе от минус 50 до плюс 120 °С. Герметик не твердеет, не разрушается,улучшает звукоизоляционные свойства окон, а эксплуатационный гарантийный срокего составляет 5-10 лет.
Литература
1. «Теплотехника». Под ред. БаскаковА.П. — М., 1991.
2. «Основы энергосбережения» СамойловМ.В., уч. пос. — Мн.: БГЭУ, 2002.
3. «Основы энергосбережения» ВрублевскийБ.И. – Гомель, 2002.