Практика проектирования, строительства и реконструкции энергоэффективных зданий указывает на определенный уклон в сторону мероприятий по повышению теплозащиты здания без должного учета потенциала энергосбережения, заложенного в инженерных системах.
Известно, что утепленные здания перегреваются, если система вентиляции работает плохо, а система отопления не имеет адекватных средств регулирования. Это приводит к активному проветриванию помещений и потере эффекта энергосбережения, заложенного при проектировании. Сохранить указанный эффект можно за счет комплекса мероприятий по энергосбережению в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
Оценим потенциал энергосбережения в системах ГВС зданий.
1. Эффективная теплоизоляция трубопроводов
В России эксплуатируется более 250 тысяч км тепловых сетей в двухтрубном исполнении, в том числе около 30 тыс. км магистральных сетей диаметром от 400 до 1400 мм. Средний уровень их износа достигает 60 %. Потери тепла, по разным оценкам, составляют от 20 до 50 %. Таким образом, в России на отопление равной жилой площади расходуется тепла в 2-3 раза больше, чем в Европе.
Массовое применение подземной канальной прокладки трубопроводов с недолговечными теплоизоляционными материалами также снижает и сроки эксплуатации. Фактический срок их службы для магистральных сетей — 12-15 лет, распределительных и квартальных — 7-8 лет, при нормативных — 25.
Эти цифры не просто чудовищны, они преступны и недопустимы для страны с такими климатическими условиями и не самым высоким уровнем развития экономики и благосостояния.
Есть и обратные примеры. Например, в Омске эффект тотальной замены трубопроводов хорошо заметен уже сегодня. Как отмечают специалисты, уже несколько лет назад, при росте производства, массовом вводе нового жилья и общественных сооружений в городе с каждым годом начало падать фактическое потребление тепловой энергии. Таким образом, в омской энергетической системе открылись резервы, позволяющие использовать уменьшенные потери тепловой и электрической энергии для прироста тепловой нагрузки в целом по энергетической системе. В ином случае, модернизация или строительство новой ТЭЦ будет являться лишь компенсацией потерь на трубопроводах и затрат по их бесконечному ремонту.
Какой же должна быть современная эффективная теплоизоляция трубопроводов? Прежде всего, определим конкретные функции теплогидроизолирующего покрытия:
- уменьшение потерь тепла в трубопроводах горячего водоснабжения, отопления и т. п.;
- предотвращение конденсации влаги в изоляторе и на поверхности труб;
- обеспечение заданной температуры на поверхности изоляции (по требованиям безопасности);
- предотвращение замерзания воды при остановке ее движения в зимнее время;
- увеличение срока службы трубопроводов за счет замедления коррозии металла.
Но применение теплоизоляции не может ограничиваться магистралями централизованного отопления. Изоляция внутридомовых тепловых сетей для уменьшения теплопотерь имеет не меньшее значение. Следовательно, возникает задача выбора метода эффективной изоляции труб самых разных диаметров с учетом температуры теплоносителя и условий эксплуатации.
Тепловой расчет системы отопления
... составления тепловых балансов. Тепловая мощность системы отопления здания определяется суммированием значений мощностей отопительных установок отдельных помещений. Таблица 1 - Расчет тепловой мощности системы отопления 3. Тепловой расчет системы отопления В курсовом проекте применяется однотрубная система водяного отопления с нижней разводкой магистральных трубопроводов. Система с ...
Энергосбережение при транспортировке тепловой энергии в первую очередь зависит от качества тепловой изоляции. Она должна иметь не только низкую теплопроводность, воздухо- и водопроницаемость, а так же низкую электропроводность, что уменьшает электрохимическую коррозию материала трубы. Наличие влаги в теплоизоляции снижает эффективность её работы, способствует разрушению труб. Поэтому сами трубы имеют антикоррозионное покрытие, например, в виде силикатных эмалей, изола и др., а сверху тепловой изоляции укладывают специальные профилированные футляры (например, асбоцементные) или покрывают ее слоем обмазочной, либо оклеечной гидроизоляции. Такая гидроизоляция препятствует поступлению влаги из воздуха и грунта.
2. Малое гидравлическое сопротивление трубопровода
Известно, что потери давления и мощность затрачиваемая на прокачку теплоносителя зависит прежде всего от скорости, и следовательно от диаметра трубопровода. Необходимо отметить, что увеличение диаметра хотя и уменьшает мощность на прокачку теплоносителя, но при этом увеличивается металлоемкость конструкции и энергозатраты на производство и монтаж трубопровода и т.д. Поэтому увеличивая диаметр и уменьшая мощность, затрачиваемую на прокачку теплоносителя, вместо ожидаемой экономии энергозатрат можно получить их увеличение. Обычно скорости движения теплоносителей при их транспортировке по трубам в различных отраслях техники зависят от условий работы и рабочих параметров.
Энергосбережение за счет уменьшения мощности, затрачиваемой на прокачку теплоносителя, можно получить при использовании вместо стальных труб пластиковых (например, полипропиленовых) для которых коэффициент гидравлического трения составляет в среднем 0,007, что существенно ниже, чем для стальных труб.
3. Снижение тепловой нагрузки на системы отопления, вентиляции и кондиционирования
Архитектурно-планировочные меры. Форма здания влияет на величину теплопотерь. Наиболее выгодной является форма, при которой отношение площади наружной поверхности к объёму минимально. Такими являются здания в форме куба или шара.
Важной является высота здания. При сохранении объема здания увеличение его высоты в 4 раза (например, с 15 до 60 м.) приводит к двукратному увеличению годового расхода теплоты на отопление. На величину энергопотребления здания также влияет его ориентация (для зданий с вытянутыми фасадами).
Ориентированные на южную половину горизонта фасады получают достаточно большие поступления солнечной радиации, которые особенно ощутимы в начале и в конце отопительного периода.
Энергосбережение в зданиях и сооружениях
... конструкций зданий и сооружений существенно влияют на работу систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, потребляющих в настоящее время значительное количество тепловой энергии. Оценка энергоэффективности зданий и сооружений проводится на основании энергетического паспорта здания или сооружения. Типовой энергетический паспорт здания или сооружения ...
Теплозащита зданий. Задача выбора теплозащиты стен и перекрытий – технико-экономическая. Усиление теплозащиты стен достигается увеличением толщины теплоизоляционного слоя в её конструкции (для современных многослойных конструкций) или самой конструкции (для однослойных).
При увеличении толщины стены возрастает её стоимость, но сокращается тепловая нагрузка на систему отопления и стоимость потребления тепловой энергии.
Совмещение функций ограждений и систем. Наиболее простым способом снижения тепловой нагрузки на системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в жилых зданиях является остекление лоджий. Эффективным способом снижения тепловой нагрузки в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в промышленных и общественных зданиях служит удаление вытяжного воздуха через межстекольное пространство окон.
4. Осуществление экономичных режимов работы систем
Дежурное отопление (снижение температуры воздуха в помещении в нерабочие часы. Пригодно только для производственных и общественных зданий. Для жилых помещений оно не применимо, так как люди в них могут находятся постоянно, а снижение температуры ниже +18 0С недопустимо)
Снижение расхода воздуха с учётом санитарных норм. (Использование периодической вентиляции.) Принцип действия периодической вентиляции основан на том, что при вентилировании помещения свежим воздухом концентрация вредности (например, углекислого газа в общественном помещении) убывает быстро (по экспоненциальному закону), а при бездействии вентиляции повышение концентрации вредности в воздухе помещения протекает медленнее (по линейному закону).
5. Использование дополнительных источников энергии для систем отопления, вентиляции и кондиционирования
Применение тепловых насосов. Энергосбережение достигается за счет утилизации низкотемпературной сбросной или природной теплоты.
Утилизация теплоты сбросного воздуха. Для утилизации теплоты выбросного воздуха используются утилизаторы различных видов, имеющих разную эффективность. Наиболее высокой эффективностью обладают регенеративные теплообменники с вращающейся насадкой. Энергосбережение достигается за счет передачи теплоты от вытяжного воздуха к приточному.
6. Использование теплоты солнечной радиации
Прямое использование солнечной радиации сулит существенные выгоды. Солнечная радиация обладает экологической чистотой, доступностью. Однако прямое использование тепла солнца затруднено из-за относительной сложности поглощения и трансформации, а также из-за несовпадения во времени прихода и потребления энергии.
7. Применение инфракрасных излучателей
Для обогрева постоянных и непостоянных рабочих мест в производственных и вспомогательных помещениях; помещений и площадок гражданского назначения; помещений и конструкций в процессе строительства зданий и сооружений; систем снеготаяния на открытых и полуоткрытых площадках, на кровлях зданий и сооружений возможно применение инфракрасных излучателей (газовых или электрических).
Солнце, воздух и вода. Флора, фауна и Бог
... Очень хороши прогулки вдоль моря - где самый воздух насыщен йодом, а резкий ветер, кажется, бросает вызов самому нашему существованию ... лаванды, мелиссы или базилика, добавляемых в аромалампу или воду для купания. Влияние музыки на психологическое состояние тоже ... подгруппах, и выяснилось, что у всех членов той подгруппы, что купалась в бассейне, суммарное наполнение организма энергией уменьшилось, ...
Энергосбережение достигается за счет уменьшения отапливаемого объема помещения, отсутствия перегрева верхней зоны помещения, малой тепловой инерции и гибкости управления.
Заключение
Несомненно, снижение энергопотребления жилых зданий вносит вклад в экологию города и защиту интересов будущих поколений. Однако для жителей многоэтажных жилых домов энергосбережение – это, прежде всего, возможность решить экономический вопрос снижения коммунальных платежей.
Прежде всего, необходимо отметить, что энергосберегающие мероприятия ни в коем случае не должны ухудшать комфортные условия в помещениях, качество среды обитания – качество микроклимата. Энергосбережение и качество микроклимата непосредственно связаны между собой: плохие условия в помещении, плохое качество микроклимата субъективно воспринимаются как душный, спертый воздух.
Человеку кажется, что очень жарко, хотя температура воздуха в помещении вполне может укладываться в границы, которые врачами-гигиенистами считаются вполне комфортными. В результате открываются окна, тепло сбрасывается на улицу – вся экономия энергии практически в буквальном смысле «пускается на ветер».
Таким образом, прежде всего необходимо определить цель энергосберегающих мероприятий: это не снижение затрат энергии любой ценой, а создание комфортных условий в помещении при минимально необходимых затратах энергии.
Водоснабжение
- С точки зрения снижения затрат на водоснабжение можно рекомендовать установку водосчетчиков и оплату фактически потребленных ресурсов. В этом случае на жильца не перекладываются потери при транзите. Перед счетчиками следует обязательно установить фильтры, это продлит срок службы как самих счетчиков, так и другого водопотребляющего оборудования.
- Поскольку горячая вода – это не только вода, но и тепловая энергия, уменьшить теплопотери можно при тщательной теплоизоляции стояков, это уменьшит остывание воды в стояках и, соответственно, сократит расход той воды, которая обычно сливается в ожидании более высокой температуры.
- Следует использовать водоразборную арматуру, позволяющую экономить воду. Смеситель с одной рукояткой позволяет практически одним движением выбрать желаемую температуру и напор воды; в обычных смесителях с двумя рукоятками выбор режимов сопровождается совершенно ненужным расходом воды.
- Для смыва в туалетах можно использовать двухрежимные смывные устройства с двумя кнопками, соответствующими большому и малому расходу воды. «Однокнопочные» смывные устройства зачастую позволяют повторным нажатием кнопки остановить смыв, но об этой возможности сами жильцы не всегда знают.
- Такие бытовые приборы, как стиральные и посудомоечные машины, могут быть выбраны низкого класса водопотребления. Мытье посуды в посудомоечной машине, как правило, позволяет расходовать меньше воды, чем при мытье под проточной струей.
- Перспективное направление водосбережения, широко используемое за рубежом, – сбор и повторное использование воды, так называемых «серых» стоков. Суть заключается в том, что при мытье рук вода не выбрасывается сразу в канализацию, а собирается и затем используется повторно для смыва в туалете.
