В нашей стране в жилых домах расход тепла на отопление и горячее водоснабжение — главный вид потребления энергии. На втором месте идет использование газа (на отопление, приготовление пищи и подогрев воды) и на третьем расход электроэнергии (рис. 1).
Рис. 1 Потребление энергии в жилом секторе России
Ниже сначала будет показано, как тепло в прямом смысле утекает из зданий, затем будут рассмотрены простейшие способы его сохранения, после чего будет дана краткая информация о «пассивных» домах — образцах идеальной теплоизоляции и сбережения тепла.
ИСТОЧНИКИ ПОТЕРЬ ТЕПЛА В ЖИЛЫХ ЗДАНИЯХ
На теплопотери влияют два фактора:
1) разница температур в помещении и на улице — чем она больше, тем больше теплопотери, и
2) теплоизоляционные свойства ограждающих конструкций (стен, перекрытий, окон). Основные потери тепловой энергии зданий приходятся на стены, крышу, окна и полы. Значительная часть тепла покидает помещения через системы вентиляции.
Скрытые дефекты зданий, в результате которых тепло начинает «убегать» из дома, могут возникать и из-за некачественно выполненных строительных работ, и из-за ошибок в проектировании, и из-за старения конструкций дома и теплоизолирующих материалов.
Для того чтобы увидеть, насколько хорошо сохраняют тепло стены, перекрытия, окна домов, и определить, где происходят утечки тепла, используют тепловизоры — приборы, позволяющие оценить распределение температуры на любой поверхности, например, стене жилого дома. Именно это — температура поверхности здания — его стен, окон, стыков между панелями и т.п. приводится на рисунках 2 – 9.
Рис. 2 Пятиэтажный дом серии ГИ постройки 1960-х годов «светится» от теплопотерь межпанельных стыков. Решением (если речь не идет о сносе или капитальном ремонте) может быть только качественный ремонт фасада с применением современных материалов.
Рис. 3 Продуваемый ветром угол кирпичного дома в Санкт-Петербурге. Видны теплопотери в остеклении лоджий (ярко-красные «зубы» в правой части снимка), а также по швам перекрытий - во фрагменте, выделенном белой рамкой (слева вверху от фрагмента на белой полоске показаны минимальные и максимальные температуры в его пределах)
Рис. 4 Серьезные дефекты в утеплении цокольного уровня дома 507-й серии («хрущевских» пятиэтажек) — ярко-красные пятна внизу изображения. Выше видны радиаторы, расположенные под окнами (зоны утечек тепла — прогрев радиаторами отопления)
Рис. 5 Оконные дефекты в «сталинском» доме в Санкт-Петербурге. Тепловизорная диагностика показывает как дефекты в установке окон — яркие полосы, так и проблемы, связанные с некачественными окнами, — во фрагменте, выделенном белой рамкой(слева вверху от фрагмента на белой полоске показаны минимальные и максимальные температуры в его пределах)
Рис. 6 Кирпичный дом — некоторые окна не выдерживают никакой критики, также видны потери тепла по месту сопряжения плоскостей стен во фрагменте, выделенном белой рамкой (слева вверху от фрагмента на белой полоске показаны минимальные и максимальные температуры в его пределах)
Рис. 7 Деревянный сруб: потери тепла между бревнами и через старые окна
Рис. 8 Потери тепла в «современных коттеджах»
Распределение температуры отображается на дисплее как цветовое поле, где определенной температуре соответствует определенный цвет. Рядом с изображением всегда приводят шкалу, показывающую соответствие цвета на рисунке и температуры в градусах Цельсия, — чем темнее цвет, тем ниже температура (шкала отдельно приводится на каждом из рисунков 2 – 9). Если на поверхности здания есть яркие пятна или полосы, это говорит о более высокой температуре данных участков, которые в прямом смысле слова греются самим зданием — теплом, выходящим из внутренних помещений — комнат, чердаков, подвалов, лестничных клеток и т.п., в «ярких» местах теплоизоляция гораздо хуже, чем в «темных».
Межпанельные стыки. В любом панельном доме самое слабое место с точки зрения потерь тепла — стыки панелей наружного стенового ограждения (рис. 2 – 4).
Окна. В большинстве случаев тепло из квартир уходит через окна, (рис. 2 – 6). От старости, кривых рам, плохой герметизации или в результате некачественной установки могут возникнуть щели. Плохо отрегулированный механизм открывания-закрывания окна, отсутствие обещанного производителем аргонового заполнения или металлического напыления (так называемые i- или k-стекла) также может привести к утечке тепла.
Металлическое напыление отражает исходящее из комнаты инфракрасное из-лучение назад. В результате однокамерный стеклопакет с i-стеклом при внешней температуре –20°С, a комнатной температуре +20 °С, будет держать температуру обращенной в комнату поверхности внутреннего стекла, равную +13 – +15 °С, в то время как такой же пакет без напыления даст только +5 – +7 °С. Такое повышение температуры еще и снижает вертикальную конвекцию вдоль плоскости стекла, и в морозы становится комфортно сидеть в комнате даже рядом с окном. Кроме того, напыление в летнее время несколько снижает поток солнечного света.
Также очень серьезной проблемой является потеря тепла через стыки стеклопакета или из-за плохого утепления всего окна по периметру.
В сельских домах и коттеджах с помощью тепловизоров тоже можно четко увидеть потери тепла (рис. 7 и 8). Для владельца собственного дома каждая оставленная открытой форточка, щель в стене или «мостик» холода в виде куска арматуры, соединяющего внутренние помещения с открытым воздухом, оборачиваются лишними кубометрами дров или газа.
В многоквартирных домах все сложнее. При отсутствии индивидуальных приборов учета тепла в квартирах жильцы таких домов по-прежнему вынуждены оплачивать открытые окна соседей и лестничных клеток. Если в квартире холодно, то мы начинаем нагревать помещения различными приборами, как правило, электрическими. При таком нагреве за месяц можно легко потратить 300 и более кВт∙ч, что оборачивается большими счетами. Гораздо лучше сохранить, чем расплачиваться.
КАК СОХРАНИТЬ ТЕПЛО?
Как мы видели на тепловизорных изображениях, основные потери тепла происходят через некачественные стыки между панелями, через окна, щели под подоконниками и т.п. Конечно, утеплять многоквартирный дом — задача обслуживающих организаций, но предотвратить немалые потери тепла в квартире может и каждая семья.
Замена или утепление окон. Современные пластиковые (или деревянные) оконные конструкции прекрасно защищают от холода, за ними легко ухаживать, они просты в эксплуатации. Увы, ваши счета за тепло останутся прежними, ведь у нас пока нет индивидуальных счетчиков тепла. Однако если раньше в особо холодные дни вам приходилось подтапливать с помощью электронагревателей, то теперь это будет не нужно и счета за электричество станут существенно меньше. Если вы подсчитываете семейный бюджет и думаете, во что обойдутся новые окна, учтите данную экономию. За год это будет немного, но за 20 и более лет службы окон они могут окупиться с «запасом».
При установке пластиковых окон помните, что щели между оконной рамой и стеной, а также под подоконником необходимо тщательно закрыть, как правило, специальной монтажной пеной. Нужно тщательно восстановить внешние откосы, причем так, чтобы пена была изолирована от влаги и солнечных лучей. Иначе со временем герметизация нарушается, образуются «мостики холода». Откосы внутри квартиры можно утеплить с помощью «сэндвич-панелей» (панель с внутренней прослойкой теплоизолирующего материала), не забывая герметизировать их стыки со стенами и с окнами.
Совет 1: Если есть возможность, поменяйте окна на современные пластиковые или деревянные стеклопакеты.
Совет 2: Если вы меняете окна, то главное внимание обращайте на стыки между отдельными стеклопакетами, а также на герметизацию щелей между окнами и стенами, потолком и подоконником.
Совет 3: Если окна не меняются на современные, то их надо утеплить: как минимум заложить щели поролоном, а затем заклеить малярным скотчем.
Совет 4: Шторы должны быть плотными и полностью закрывать окно. Желательно, чтобы шторы закрывали всю стену от пола до потолка. В холодные дни можно приподнять их нижний край, чтобы шторы не закрывали батареи отопления
Если поменять окна невозможно, то займитесь их утеплением. Пройдите вдоль рам с зажженной свечой или тонким перышком. Отклонение пламени свечи укажет вам на сквозные отверстия, через которые уходит тепло. Если холод в помещение проникает через щели, образовавшиеся между стеклом и рамой, то их необходимо зашпаклевать. Лучше это сделать осенью, поскольку шпаклевка не выносит резких перепадов температуры. Наносят ее на сухие рамы.
Заклеивайте окна на зиму. Во избежание порчи краски на рамах лучше заклеивать заложенные поролоном (или другим утеплителем) щели малярным скотчем. После удаления весной он не будет оставлять следов. К достоинствам современных утеплителей можно отнести надежную теплоизоляцию окон и возможность многократного открывания-закрывания окон с наклеенными уплотнителями.
Сохранению тепла в квартире также поможет утепление балкона (лоджии): герметичное остекление и утепление всех его стен, пола и потолка.
Утепление входной двери. Входная дверь может быть серьезным источником потери тепла. Если дверь пропускает холод, то идеальный вариант — заменить ее на новую, не пропускающую холод и шум.
К сожалению, часто замена входной двери на металлическую приводит к нарушению герметизации и щелям между коробкой и стенами. Если вы меняете дверь — внимательно отнеситесь к установке. Помните, что если собственно двери незначительно отличаются между собой, то качество их установки — очень важный фактор как в снижении потерь тепла, так и в изоляции вашей квартиры от шума.
Совет 5: Если есть возможность, поменяйте дверь на современную, не пропускающую холод и шум.
Совет 6: Если вы меняете дверь, то главное внимание обращайте на герметизацию щелей между дверной коробкой и стенами.
Совет 7: Если дверь не меняется на современную, то ее надо утеплить, обить теплоизолирующим материалом, особое внимание уделите щели под дверью.
Если дверь поменять невозможно, то ее утепление можно осуществить своими силами — обив дверь тонким пенопластом, ватином или другим теплоизолирующим материалом, а затем кожзаменителем. Отдельное внимание уделяют щели под дверью. Чтобы избавиться от нее, можно наклеить на дверь снизу специальную щетку, установить порог или сделать его выше.
Утепление стен и полов. Если в квартире холодно, то важно утеплить и стены. Более эффективно внешнее утепление наружных стен, выходящих на улицу. Наиболее подходящий способ — использование «мокрого» фасада. К стене крепится теплоизолирующий материал (на основе минеральной ваты), затем кладется сетка и отштукатуривается.
Утепление квартиры изнутри обычно менее результативно из-за того, что стыки стен с межэтажными перекрытиями образуют дополнительные «мостики холода», которые сложно утеплить и герметизировать без образования внутри квартиры влаги — конденсата (последствием которого может стать появление грибка и плесени). Однако если нет других возможностей, то, конечно, утепляют помещение изнутри, для чего чаще всего применяют обшивку гипсокартоном.
Еще один способ сохранения тепла — правильная расстановка мебели. Вдоль самых холодных стен должны быть установлены шкафы — тогда они будут служить дополнительным препятствием для проникновения холода от стен внутрь помещения. Здесь же заметим, что мебель в помещении не должна препятствовать циркуляции теплого воздуха, поэтому не ставьте ничего рядом с батареей, внутрь ее должен свободно поступать воздух.
Совет 8: Если окна и двери утеплены, но все равно холодно, то можно утеплить стены, например, обшив их гипсокартоном.
Совет 9: Нужно правильно расставлять мебель: вдоль самых холодных стен можно поставить шкафы, а батареи отопления ни в коем случае не загораживать.
Совет 10: Хорошей и недорогой теплоизоляцией пола будет линолеум на войлочной основе, но его надо положить не приклеивая.
Утеплить пол в уже построенном доме сложно, однако иногда это необходимо. Самый простой и доступный вариант — положить линолеум на войлочной основе. Однако ни в коем случае не надо приклеивать его к полу, иначе слипшийся войлок потеряет теплоизоляционные свойства. Также под любое из напольных покрытий можно укладывать специальный утеплитель.
Замена и правильный уход за радиаторами отопления. Наиболее очевидный способ улучшить качество отопления помещения — заменить старые радиаторы на современные. Если вы решились на замену, учитывайте, что работы нужно проводить до начала отопительного сезона, ведь с его наступлением сантехники могут просто отказать в услуге. Планируя приобрести новые радиаторы, выбирайте такие, которые оснащены регулировкой мощности. Для возможности регулировать работу батареи нужно, чтобы меньшее поступление воды в ваш радиатор не перекрывало весь стояк отопления — вертикальную трубу, идущую через все этажи здания (каждая батарея должна иметь индивидуальное подключение к стояку, если этого нет, то параллельно каждой батарее делаются вертикальные перемычки).
Если это невозможно, можно заставить старые батареи работать с большей отдачей. Для этого необходимо снять с них старую краску, ошкурить и выкрасить в темный цвет — гладкая и темная поверхность отдает на 5–10% тепла больше. Также можно взять лист фанеры, покрасить серебристой краской или оклеить фольгой, а затем поместить за батарею. Можно покрасить или оклеить фольгой и саму стену за батареей. Такой теплоотражающий экран направит тепло в квартиру, и вы не будете впустую обогревать стены.
Совет 11: Если есть возможность, поменяйте батареи отопления на современные, причем с регулятором мощности. Если нужно, сделайте перемычки, чтобы вода могла идти по всему зданию независимо от вашего регулятора.
Совет 12: Эффективность работы батареи увеличится, если между стеной и батареей будет серебристая поверхность: можно покрасить стену или оклеить ее фольгой, можно поставить серебристый лист.
Батареи надо регулярно протирать от пыли, поскольку она препятствует теплоотдаче. Напомним, что шторы и мебель не должны препятствовать оттоку тепла от радиатора в помещение.
Необходимо также следить за сохранением тепла в подъезде: окна на лестничных площадках должны быть застеклены и закрыты, парадная дверь также должна плотно закрываться, лучше, если входных дверей несколько.
Заметим здесь же, что нахождение в прохладном помещении более полезно для здоровья, чем в жарком. Если вам холодно, то прежде чем включать обогреватель, подумайте: может, стоит надеть что-то теплое. Это в разумных пределах даже полезней и к тому же позволит сэкономить электроэнергию.
ПАССИВНЫЕ ДОМА
«Пассивным» называют дом, который имеет очень хорошие теплоизоляционные свойства и почти не требует отопления. Очень небольшое отопление нужно только при внешней температуре воздуха ниже нуля. Такие дома строят во многих странах мира, прежде всего, в Европе. В «пассивном» доме потери тепла в разы меньше, чем в обычном, даже самом современном. Есть примеры домов, которые не требуют отопления даже при сильно отрицательных температурах, но, конечно, они гораздо дороже.
Проект одного из первых «пассивных» домов был разработан Институтом пассивного дома в Дармштадте, Германия. При строительстве «пассивных» домов применяют самые передовые конструкции и материалы, а также используют новейшее оборудование. Такие дома самые совершенные по уровню комфорта, энергозатратам и внутреннему климату в помещении. «Пассивные» дома автоматически поддерживают комфортную температуру и влажность.
Популярность таких домов растет еще и потому, что в прессе появились многочисленные отзывы о пользе «пассивных» домов для людей, страдающих от аллергии. Свою роль сыграло и снижение стоимости строительства пассивных домов почти до уровня стоимости обычных домов, что стало возможным с ростом масштабов их строительства и благодаря совершенствованию технологий, инженерного оборудования и строительства.
Рис. 9 Тепловизорная съемка «пассивного» дома (справа)и обычного дома (слева)
Важной составляющей «пассивного» дома является уровень герметичности внешних конструкций и их усиленная теплоизоляция. Также используется эффект сохранения выделяемого в доме тепла. По максимуму применяются имеющиеся у дома возобновляемые источники энергии, как правило, солнечная энергия и геотермальная энергия земли (под землей температура всегда постоянна и в северных странах зимой гораздо выше температуры воздуха). Используется приточно-вытяжная вентиляция с очисткой впускаемого воздуха и рекуперацией тепла, применяются энергоэффективные архитектурно-планировочные решения (правильная ориентация по сторонам света и розе ветров, энергетически правильное расположение входных дверей и др.). Большинство окон «пассивного» дома обращены на юг, что дает значительный приток света и энергии даже в северных широтах.
Немаловажен и выбор энергоэффективной формы строения. При одинаковом объеме внутренних помещений меньше всего отдавать тепло будет здание в виде шара. Конечно, такая форма неудобна для строительства, но, как правило, «пассивные» дома стараются к ней приблизиться. Они часто имеют форму куба или лежащей на боку половинки цилиндра. Дом в виде вертикально стоящей тонкой «пластины» будет менее энергоэффективен.
Такому дому не страшны неожиданные перебои с источниками внешнего отопления. При температуре за окном –15°С «пассивный» дом остывает всего на 1 °С за сутки. Такого эффективного теплосбережения удается добиться, например, благодаря аккумулирующим тепло массивным несущим стенам, совершенным плитам пола первого этажа и межэтажных перекрытий.
В Москве построено несколько экспериментальных зданий с использованием отдельных технологий, освоение которых важно для последующего строительства «пассивных» домов. Пока эти дома, конечно, очень далеки от «пассивных», но определенная экономия тепла в них достигается.
Демонстрационный вариант «пассивного» дома построен недалеко от Санкт-Петербурга. Там же начато строительство первого поселка «пассивных» домов. Строительство демонстрационного «пассивного» дома идет и в Нижнем Новгороде.
Строительство «пассивных» домов тесно сопряжено с разработкой и строительством так называемых «интеллектуальных» домов с автоматическим выполнением массы хозяйственных функций, включая и внутренний климат помещений — поддержание заданной температуры и влажности помещений. Вероятно, эти дома и могут называться домами будущего, пока же элементы «интеллектуальных» домов служат демонстрационным объектом и наглядным учебным пособием.
teploteh.spb.ru
Большой дом - большие затраты, но и в маленьком доме затраты не всегда меньше. Поэтому в самом начале отопительного сезона самое время задуматься о способах экономии драгоценного топлива.
Наш дом призван ограждать своих обитателей от всяческих погодных и бытовых невзгод, дарить полноценный отдых. К сожалению, низкая культура строительства и незнание современных технологий частенько приводят к тому, что вместо теплого и уютного гнёздышка загородный дом становится «чёрной дырой» в кошельке незадачливого домовладельца.
Зачастую, для того чтобы обеспечить тепловой комфорт дома мы идем по пути наращивания мощности обогревательного оборудования, ставим более мощные котлы, предусматриваем конвекторы в каждой комнате, хотя можно идти по пути сбережения тепла за счёт правильной теплоизоляции.
Вроде бы, любому понятно, как построить тёплый и уютный дом. Сделать стены потолще, да систему отопления помощнее — и всего-то делов! Но на практике всё оказывается совсем не так просто. Любой застройщик помимо строительных норм и климатических условий вынужден учитывать собственные финансовые возможности. И частенько желание сократить затраты берёт верх над здравым смыслом. От такой недальновидной экономии в первую очередь страдает столь важная в нашем суровом климате способность дома сохранять тепло.
Часто к повышенному энергопотреблению приводят ошибки проектирования будущего дома. Специалисты выделяют несколько причин повышенного энергопотребления: неправильный теплотехнический расчет ограждающих конструкций (стен, кровли, окон), их некачественный монтаж, а также ошибки в устройстве системы отопления. К сожалению, владельцы строящихся домов редко обращаются к специалистам, руководствуясь своими представлениями о разумном и достаточном строительстве.
Одной из самых распространённых проблем частных домов считается недостаточные теплозащитные характеристики внешних стен. Согласно исследованиям, среднестатистический дом теряет до 40% тепла именно через слабо утепленные стены. При этом на кровлю приходится 20% теплопотерь, на окна 15%, на подвал 10%, и до 15% тепловой энергии утекает наружу через вентиляцию. Всё это приводит к астрономическим тратам на отопление. Причина же всех этих неприятностей в неверной оценке теплозащитных свойств строительных материалов.
Если направить тепловизор на фасад дома, он покажет, откуда идут мощные потери тепла. То есть ограждающие конструкции дома не справляется со своей функцией и выпускают драгоценное тепло наружу. С точки зрения теплотехники и экономии без современных теплоизоляционных материалов с низким коэффициентом теплопроводности действительно тёплых стен не построить. Качественная теплоизоляция поддерживает конструктивные элементы дома (стены, фундамент, внутренние элементы кровли) в зоне плюсовых температур, при этом разница температуры воздуха и стен, пола, потолка не должна превышать 3°С, иначе появляется дискомфорт.
Теплопотери дома обусловлены двумя факторами, первый это собственно процесс передачи тепла от более теплых элементов к более холодным, тем самым объекты стремятся установить температурное равновесие. Соответственно чем выше показатель теплопроводности, тем ниже способность материала удерживать тепло. Второй фактор это конвекционные потоки воздуха, которые замещают теплый воздух холодным, при этом теплый воздух движется по направлению вверх, этот процесс еще называют инфильтрацией. Холодный воздух попадает в дом через ограждающие конструкции, вентиляцию и неплотные прилегания конструктивных элементов дома.
Правильный выбор теплоизоляции для всех уровней дома (подвала, стен, кровли) и грамотный её монтаж позволяют свести к минимуму расходы на поддержание комфортной температуры зимой и летом. Наилучший способ сохранить в доме тепло и гарантировать благоприятный микроклимат – внешнее утепление при помощи многослойных фасадных систем.
Очень важно выбрать теплоизоляцию с высоким показателем сопротивления теплопередаче. Минвата — старый проверенный материал. Вместе с тем, она требует очень качественной укладки, дефект которой, может свести на нет эффект от применения данного материала. Относительно низкая цена оборачивается небольшим сроком службы. Материал резко теряет свойства после намокания или нескольких лет эксплуатации. Пенополистирол - относительно современный материал с высоким показателем сопротивлению теплопередаче. Применяется при утеплении фундаментов и фасадов. Имеет невысокое водопоглощение.
Тут нужно заметить, что любой плитный или рулонный материал неплотно прилегает к конструкциям дома, то есть весь периметр прилегания теплоизоляции к конструкциям дома пропускает тепло на улицу. С годами стыки и щели увеличиваются выпуская все больше и больше тепла. Строительная физика позволяет учитывать эти теплопотери в виде понижающего коэффициента теплотехнической однородности. В среднем можно его выразить в числе 0,9, то есть система утепления на основе плитных и рулонных материалов создает на 10% меньшее сопротивление теплопередаче, чем определено производителем.
Бесшовные утеплители, эковата и напыляемый пенополиуретан, обладают большим преимуществом, так как не имеют стыков и щелей с конструктивными элементами дома. За счёт многократного расширения при нанесении материал заполняет все пустоты и полости, устраняя тем самым проблему мостиков холода.
Сухая статистика утверждает, что российские жилые здания в среднем потребляют 300-600 кВт*ч/м2 тепловой энергии в год. Для сравнения, «пассивные» здания, во множестве возводимые сейчас по всей Европе, тратят на отопление в 10-15 раз меньше энергоресурсов, их энергопотребление не превышает 34 кВт*ч/м2 в год! В чём же дело? Неужели отечественным домовладельцам нравится в несколько раз переплачивать за постоянно дорожающий комфорт?
Немалое влияние на соотечественников оказала архитектура европейских стран. Для этого не обязательно выезжать за рубеж, в любом импортном фильме что ни дом — то чуть ли не дворец. Просторный, с огромными остеклёнными стенами, мансардами, открытой планировкой. Единственное, что не учитывается, так это то, что их климат гораздо теплее. На большей части Европы и снег-то редкость.
Средняя температура в той части Финляндии, где проживает основная часть населения, зимой минус 3°С! У нас же средняя температура января ниже -20°С, а ночная под -30°С практически норма жизни. Попробуй в таких условиях найти тёплое местечко в просторном, без перегородок и дверей стеклянном кубе. У камина, сжигая тонны дров? Дом в нашем климате должен быть предельно практичен. Стоит вспомнить северные крестьянские дома, где первый этаж был отдан под загон для животных («тёплый пол» к тому же). Центр жилой зоны занимала огромная печь, а весь периметр дома был отдан под амбары и хозяйственные помещения (своего рода фасадная система).
Популярные сегодня в Европе «пассивные» дома в России пока строятся в единичных экземплярах. Нулевой энергозатратностью здания считается такое его годовое потребление энергии, которое не превышает производимого на месте объёма энергии от возобновляемых источников (солнечными батареями, ветряками, тепловыми насосами). Основная нагрузка на ГВС возложена на солнечные коллекторы. Кроме этого, они частично обеспечивают работу системы отопления. Недостающую часть теплового баланса дома компенсирует тепловой насос. Система отопления на базе геотермальных тепловых насосов получает энергию от солнечных панелей. Вентиляция принудительная, с рекуперацией тепла в мороз и в жару.
Для обогрева жилых зон большое значение имеет солнечное излучение, эффект от воздействия которого усиливается энергосберегающими окнами, пропускающими тепло внутрь и не выпускающими его обратно за счет селективного покрытия. Для этого задействованы все окна: мансардные и вертикальные. Последние играют особую роль зимой. Они улавливают лучи зимнего солнца, имеющего низкий угол подъёма над горизонтом. Однако эти автономные системы в пересчёте на наши климатические условия оказываются на порядок дороже. Да и с эксплуатацией таких систем порой возникают проблемы.
Чтобы зимой солнечные батареи или водонагревательные коллекторы не накрывало снегом, их размещают не на крыше, а на стенах здания. Огромные же энергосберегающие окна при очень низких ночных температурах становятся излучателями тепла наружу. Селективные покрытия не особо помогают. При всём при этом у нас сегодня есть на вооружении не только мировой опыт строительства зданий с повышенной энергетической эффективностью, но и налаженное серийное производство всех комплектующих для них: от материалов для ограждающих конструкций до инженерного оборудования любых систем. Дело за малым: начать.
domidei.ru
Каким образом можно сохранить тепло? Этот вопрос интересовал человечество еще с начала времен, ведь, как ни крути, а люди — теплокровные млекопитающие. Жилье, образованное естественным путем, сменялось построенным человеком самостоятельно: пещеры и шкуры животных сменяли плетеные заслоны от ветра и первобытные хижины, которые впоследствии заменяли монолитные каменные строения. Примитивнейшие очаги сменялись вальяжными каминами. Впрочем, и в наше время композитных материалов и многоэтажных жилых домов различной планировки вопрос о сохранении тепла в жилище остается актуальным. С распадом Советского Союза налаженная система предоставления жилищно-коммунальных услуг стала чаще давать сбои. В сомнительный период середины-конца девяностых в нашей стране технический контроль строек и сдаваемых в эксплуатацию объектов осуществлялся не на требуемом уровне. А результаты этих событий мы воочию видим сегодня. Со временем жилые конструкции изнашиваются, их «узкие» места приносят проблемы, с которыми необходимо бороться действенными методами. Именно к таким можно отнести проблему сохранения тепла в квартире или доме.
При современном строительстве зданий, будь то промышленное, административное или жилое здание, используются классические стройматериалы: железобетон и изделия из него, кирпич, иногда дерево. Но все эти материалы не являются теплосберегающими по определению. К тому же, их неспособность обеспечить термическое сопротивление обусловлена тем, что монтаж ограждающих конструкций осуществляется всего в один слой. В этом случае остается одно: использовать утеплитель. Качественный, обладающий отличными теплоизоляционными свойствами.
Логично, что утепление фасадов — первый шаг на пути сохранения тепла в жилище. Осуществляться такое утепление может несколькими способами:
1.Применение легких штукатурных систем — метод настолько простой, насколько и недорогой. 2.Применение тяжелых штукатурных систем — помимо основного назначения помогает исправить деформации в наружном слое ограждающих конструкций. 3.Использование колодцевой кладки и системы трехслойной защиты тепла — здесь имеет место создание защитного слоя по схеме «несущая стена — утеплитель — стена из кирпича». Однако возможно появление конденсата внутри конструкции. 4.Использование воздушной прослойки вентилируемого типа: вентилируемая прослойка способствует удалению влаги из утеплителя посредством теплых паров восходящего воздуха.
Следующим важным шагом будет утепление стен жилого строения. Зачастую наличие защищенных стен не входит в строительный план. А теплопотери при незащищенных стенах могут достигать 40%, что является неприемлемым. Следует сразу оговориться, что процесс утепления стен весьма трудоемкий и достаточно сложный. Необходимо грамотно подобрать штукатурный материал, нужный тип утеплителя, подготовить необходимые клеевые составы.
Вообще, выбор материалов для утепления зависит от общего проекта домостроения. В нашей стране наиболее популярными материалами, используемыми в качестве утеплителя, являются пенопласт, стекловолокна, каменная вата. Между прочим, правильное использование этих простых на первый взгляд материалов помогает справиться даже с лютыми морозами. К более современным видам материалов, используемых в качестве утеплителей, относятся:
Прогресс не стоял на месте никогда. В строительной индустрии на протяжении последних десятилетий ведутся усиленные разработки в области усовершенствования энергоэффективности зданий. Зарубежные разработки такого направления были обусловлены энергетическим кризисом 70-х. Благодаря найденным техническим решениям строительные нормы по теплозащите зданий и сооружений увеличились в 2-3 раза.
Согласно положениям теории энергоэффективности зданий, использование теплосберегающих технологий подразумевает создание защитной термооболочки вокруг конструкций сооружения. Другими словами, осуществляется утепление не каждого элемента строения (стены, фасад) по отдельности, а утепляется все здание в комплексе. Под созданием термооболочки следует понимать использование утеплителей фундамента, контактирующего с грунтом, но также монтаж вентилируемых фасадов строений и утепленных кровель.
Таким образом, можно сделать вывод, что технология теплосбережения может быть основана либо на комплексном подходе к зданиям и сооружениям еще на фазе планирования, либо на утеплении ограждающих конструкций — утепление фасадов, стен, кровель — уже построенных объектов.
barlight.ru
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА
ПЕНЗЕНСКИЙ ФИЛИАЛ
КУРСОВАЯ РАБОТА
Дисциплина: «Управление инновационными проектами»
Тема: «Энергоэффективные дома »
Выполнил: ст.гр. 07У2 Гуляйкина О.
Принял: Медведева С.Н.
"___"_______2011_____________
Оценка: _____________________
Пенза, 2011
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Пензенский филиал Российского государственного университета ИТП
Кафедра "Управление инновациями"
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой _____________
"__" __________ ____ г.
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу по курсу "Управление инновационными проектами"
Студенту ___________________________________________________________
Тема работы Управление реализацией инновационного монопроекта
Энергоэффективные (пассивные) дома.
Исходные данные:
Разработать:
Оформление работы.
Курсовая работа должна быть оформлена в соотвествии с ГОСТ. Текст пояснительной записка должен содержать реферат, введение, основной текст с описанием проделанных операций для решения задачи управления инновационным проектом, заключение о целесообразности внедрения инновационного проекта. Модели проекта приводятся в Приложениях.
Дата выдачи задания "_16_" _февраля_ _2011 г.
Дата защиты работы "_18-31__" _мая_ 2011 г. Руководитель ____________
Задание получил "___" _________ ____ г. Студент _______________
Реферат
Курсовая работа 32 страницы, 3 частей, 8 таблиц, 6 источника, 2 приложения
ПРОЕКТ, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ, КОНТЕКСТНАЯ ДИАГРАММА, ДИАГРАММА ДЕКОМПОЗИЦИИ, РИСКИ.
Объектом исследования является инновационный монопроект «Энергоэффективные(пассивные) дома».
Цель работы – разработка и анализ проекта энергоэффективные(пассивные) дома.
В результате выполнения работы была создана контекстная диаграмма IDEF0 и диаграмма декомпозиции IDEF0, проведен анализ рынка сбыта, разработаны производственный и финансовый планы.
Содержание
Введение.....................................................................................................................................5
Глава1.Общие данные об энергоэффективных (пассивных) домах……………………….7
1.1.Назначения, цели, задачи энергоэффетивных домов …………………………………..7
1.2.Новизна проекта…………………………………………………………………………..9
1.3.Потенциальные потребители результатов работы…………………………………… 12
Глава 2. Разработка проекта………………………………………………………………...13
2.1.Разработка календарного плана проекта……………………………………………… 13
2.2.Анализ рынка…………………………………………………………………………… 15
2.3.Предполагаемые инвестиции………………………………………………………….. 17
2.4.Преполагаемые риски………………………………………………………………….. 18
2.5.Производственный план проекта……………………………………………………….20
2.6.Финансовый план проекта………………………………………………………………23
Глава 3 Графическое и текстовое описание функциональной модели в нотациях IDEF0…………………………………………………………………………………………26
Заключение...............................................................................................................................28
Список используемой литературы.........................................................................................29
Приложение А..........................................................................................................................30
Приложение Б..........................................................................................................................31
Введение
По авторитетным мнениям ученых, мы неудержимо приближаемся к изменению климата. Такие климатические изменения периодически случались в истории нашей планеты, однако, впервые это вызвано деятельностью человека, и скорость текущих изменений беспрецедентна. СО2, выделяемый при сгорании ископаемого топлива и кислорода, изменяет состав нашей атмосферы. Кроме всего прочего, неконтролируемое использование ископаемой энергии ведет к драматическому истощению мировых запасов ископаемых энергоносителей. Малейшая экономия энергии, особенно в густозаселенных местах, ведет к снижению объема выброса загрязняющих веществ и, следовательно, помогает защитить окружающую среду.
Единственная область, где можно резко снизить объемы потребляемого топлива и, как следствие, расход энергии и объемы выбросов – это существующие и новые здания, для этого необходимо улучшить теплоизоляцию и установить более эффективные отопительные системы. Для снижения выбросов СО2 и защиты окружающей среды в будущем нам придется обходиться намного меньшим количеством энергии для отопления, чем мы использовали до сих пор. В то время, как существующие не усовершенствованные здания старой постройки расходуют на отопление от 300 до 400 кВт•ч/м2 энергии, потребность в отопительной энергии для зданий будущего поколения составит от 20 до 40 кВт•ч/м2. Так что основная характеристика архитектуры зданий будущего – это ультранизкое и даже нулевое потребление энергии.
Таким образом можно выделить основные направления развития зданий с нулевым энергопотреблением:
Многие современные инновации в области строительства направлены на то, чтобы человеческие поселения приносили как можно меньше ущерба окружающей среде. Примером домов, которые в будущем позволят нам жить в гармонии с природой, в то же время не лишая себя привычного комфорта, являются так называемые жилища "нулевой энергии" (zero energy house) или "пассивные" дома (passive house), объединяемые общим термином "энергоэффективные дома".
Глава1. Общие данные об энергоэффективных (пассивных) домах.
1.1.Назначения, цели, задачи энергоэффетивных домов.
Энергоэффективный дом, или пассивный дом (англ. passive house) – энергоэффективное здание, соответствующее наивысшему стандарту энергосбережения в мировой практике индивидуального и многоэтажного строительства. Для пассивного дома энергопотребление составляет около 10% от удельной энергии на единицу объема, потребляемой большинством современных зданий. Незначительное отопление требуется лишь в период отрицательных температур. В идеале пассивный дом является независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры воздуха и воды. Основным принципом проектирования энергоэффективного дома является использование всех возможностей сохранения тепла. Отопление нулевого дома осуществляться благодаря теплу, выделяемому живущими в нем людьми, бытовыми приборами и альтернативными источниками энергии, горячее водоснабжение – за счет установок возобновляемой энергии, например, тепловых насосов, солнечных батарей и термовихревых установок.
Благодаря быстрому развитию науки и переходу на использование новых энергоэффективных строительных конструкций и материалов, возможен переход от зданий старой постройки (группа 1) к зданиям с нулевым расходом энергии (группа 5). Проведенные исследования показывают, что в помещениях зданий старой постройки, на обогрев одного квадратного метра требуется от 300 до 400 кВт•ч/м2, а в зданиях, построенных в течение последних 20 лет, потребность в отопительной энергии снижена до 150–200 кВт•ч/м2 (группа 2). Сегодня уже эксплуатируются жилые здания, построенные с использованием новейших энергосберегающих технологий и с применением современных энергоэффективных материалов, в которых удельный расход энергии на отопление составляет около 20 кВт•ч/м2. [1] Для достижения таких целей требуется:
Исследования показывают, что при эксплуатации традиционного многоэтажного жилого дома через стены теряется до 40 % тепла, через окна — 18 %, подвал — 10 %, покрытия — 18 %, вентиляцию — 14 %.
Наиболее предпочтительным способом повышения теплозащиты уже имеющихся зданий (реконструируемых зданий) считается наружная теплоизоляция стен с применением эффективных теплоизоляционных материалов. Распространение в строительной практике получили конструкции наружной теплоизоляции, которые условно можно разделить на "мокрые" системы с оштукатуриванием плитного (предпочтительнее — минераловатного) утеплителя, и "сухие" вентилируемые системы с облицовкой на относе от слоя теплоизоляции. Те же подходы используются при проектировании и возведении новых энергоэффективных зданий. Применение новейших энергосберегающих решений с привлечением современных теплозащитных материалов, многослойных стеновых конструкций, герметичных многокамерных стеклопакетов, энергосберегающей сантехники и инженерного оборудования позволяет значительно сократить теплопотери. Снижение энергопотребления зависит от региона строительства и объемно-планировочных решений зданий и в среднем составляет около 40 % по сравнению со зданиями, построенными по старым нормам. Помимо вышеперечисленных аспектов пассивного энергосбережения, также стоит упомянуть о новейших решениях с привлечением высоких технологий. Имеются в виду интеллектуальные системы отопления, позволяющие оптимизировать поступление и распределение тепла в здании – то есть обеспечить необходимое и достаточное его количество тогда и там, где это необходимо. Однако такой подход требует внесения значительных и порой радикальных изменений в распространенную, в частности, в России схему централизованного отопления. [3]
Теплопотери пассивного дома близки к нулю. При тех же условиях обычный дом «отапливает» улицу.
1.2.Новизна проекта.
Пассивный, или энергоэффективный дом– это дом с ничтожно малым энергопотреблением. В идеале он должен быть независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры. Отопление пассивного дома должно происходить благодаря теплу, выделяемому живущими в нём людьми, бытовыми приборами и альтернативными источниками энергии. Горячее водоснабжение осуществляется за счет установок возобновляемой энергии, например, тепловых насосов или солнечных батарей (тепловые насосы, солнечные батареи). В реальности таких результатов пока удалось добиться в немногих случаях. Однако пассивные дома, которым требуется лишь около 10% обычного энергопотребления, уже получили массовое распространение. Такие впечатляющие успехи достигаются благодаря усиленной теплоизоляции и специально разработанным системам отопления и вентиляции дома. Для классификации подобных зданий удобно применять шкалу, разработанную на «родине» идеи энергоэффективных зданий – в Германии (Таблица 1).
Энергоэффективные сооружения сберегают не только топливо, но и деньги. Оплата коммунальных платежей в Западной Европе сегодня составляет львиную долю расходов ее жителей, и она продолжает расти. Очевидно, что это связано, в первую очередь, с ростом цен на энергоносители. Несмотря на относительную их дешевизну в России, такая тенденция прослеживается и у нас. При этом российские здания обладают, в основном, непростительно низкой энергоэффективностью, потери при их отоплении огромны. Внедрение сберегающих технологий отчасти помогло бы справиться с этими проблемами.Кроме того, пассивные дома очень комфортны и экологически благоприятны для человека. На сегодняшний день такие сооружения – самые удобные и современные типы зданий. В них автоматически поддерживается оптимальная температура, влажность и чистота воздуха, что превращает жизнь в такого рода домах в удовольствие. С учётом того, что люди около 60% своего времени проводят в помещениях, значение таких объектов для поддержания высокого качества жизни трудно переоценить. Достоверно установлено, что комфортная среда обитания, формируемая в пассивных домах, способствует продлению дееспособного срока жизни человека. В них для обогрева используются, в первую очередь, альтернативные источники энергии, например солнечная. Для строительства, как правило, выбираются экологически корректные материалы, часто традиционные – дерево, камень, кирпич. Категорически отвергаются вредные для здоровья и окружающей среды стройматериалы, такие как асбест.
yaneuch.ru
