ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В УРБАНИЗМЕ И АРХИТЕКТУРЕ – тема научной статьи по строительству и архитектуре читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

 

К вопросу об энергосбережении в современном архитектурно-строительном комплексе

На рубеже тысячелетий тема энергосбережения трансформировалась в одну из главнейших общечеловеческих проблем. Экономное и разумное потребление при-родных ресурсов, эффективное использование электрической и тепловой энергии, а так-же уменьшение вредных выбросов в атмосферу приобретают в нынешнем обществе исключительно главное значение.

Ключевые слова

Текст научной работы

Реалии сегодняшнего дня в индустрии строительства в целом мире устанавливают свои требования. А именно внедрение инновационных технологий в строительстве, которые дадут возможность уменьшить издержки на строительно-монтажные работы, что в свою очередь сделает вероятным реализацию программы доступного жилья. Всемирной проблемой для страны считается сохранение энергоресурсов, что устанавливает перед строителями задачу по введению в строительстве энергосберегающих технологий и материалов по утеплению зданий и сооружений.

Строительство считается сектором экономики, активно потребляющим энергию, при этом зачастую это потребление считается не оптимальным. Ошибки и недочеты на этапе проектирования зданий, а так же пренебрежение среды реализации проекта зачастую приводят к тому, что возведенные объекты обладают высоким энергопотреблением. В связи с исчерпаемостью классических энергоресурсов, возникает вопрос об энергоэффективности жилья, а так же о применении альтернативных либо дополнительных энергетических источников. Нужно брать во внимание культурную среду, топографические и геополитические свойства, географические и климатические обстоятельства регионов. Только принимая во внимание все эти обстоятельства, мы можем приступить к экологическому строительству.

В первую очередь при проектировании энергоэффективных зданий необходимо уделять большое внимание их месту расположения, изучать природные энергопотоки местности: направление солнечного света, направление ветра в разное время года и т. д. Отталкиваясь от данных характеристик, формируются форма и размещение дома, для наибольшего восприятия этих энергопотоков. Последующим шагом проектирования энергоэффективного жилья считается внутренняя планировка комнат: формирование в центре здания «теплового ядра», состоящего из «теплых» комнат, таких как кухня, санузел, ванная комната; ориентирования жилых комнат на юг, для инертной аккумуляции солнечной энергии в тепловую с помощью строительных систем; устройство буферных пространств, таких как тамбуры, галереи, для защиты здания от теплопотерь. Безвыездно данные события не требуют дополнительного технического оснащения, выполняются на стадии проектирования, но они предоставляют существенное повышение энергоэффективности зданий без особых затрат.

При потребности большей энергоэффективности зданий присутствует вероятность применения альтернативных источников энергии. Потребление солнечной энергии, требует установки фотоэлементов либо коллекторов под конкретным углом к солнцу, что так же сказывается на формообразовании дома, то же относится и к энергии ветра.[1]

Таким образом, конфигурация здания, его ориентация, планировочная структура, а так же техническая оснастка создают энергоэффективность зданий. Проведя исследование факторов, оказывающих немалое влияние на энергоэффективность, можно выделить наиболее оптимальные формы зданий, которые позволяют уменьшить теплопотери и создать в нем предельно комфортабельный микроклимат. Все это изучает так называемая «зеленая» архитектура, которую корректно называть эколого-ориентированной архитектурой. Она связывает великое множество способов сокращения энергопотребления зданий, улучшение качества окружающей среды и применения самых прогрессивных материалов и технологий. Эколого-направленная энергосберегающая архитектура успела пройти дальше опытных разработок, которые доказали результативность одних решений и технологий и непродуктивность и дороговизну других. На текущий день, можно с полным основанием говорить о своде ее принципов, исповедуемых практически всеми передовыми архитекторами и реально представляющей основой для их творческой практики, в общей работе с инженерами, экологами и многочисленными другими профессионалами.[2]

Принцип первый: принцип сохранения энергии. Планировка и строительство зданий таким образом, чтобы привести к минимальному количеству потребность расхода электрической и тепловой энергии на их отопление, кондиционирование и охлаждение. Принцип сохранения энергии обязан быть выполнен в течении всего жизненного цикла здания, т.е. при его строительстве, эксплуатации и окончательном сносе.

Принцип второй: принцип взаимодействия с тепловым излучением солнца («солнечный дом»). Главным шагом проектирования солнечного дома является выбор подходящей формы здания. Как правило, рекомендуется малогабаритная, близкая к квадратной форма плана с наименьшим периметром внешних стен. Для уменьшения поверхности внешних стен могут применяться цилиндрические, полусферические и другие нестандартные формы. В жилых домах солнечного типа нечасто встречается одна какая-либо конструкция энергосбережения в чистом виде. В этих домах также некоторое количество коллекторов активного типа, хотя бы для обеспечения горячим водоснабжением, а кроме того солнечные батареи или тепловой насос. В основной массе солнечных домов есть резервный источник энергообеспечения.

Принцип третий: принцип уважения к обитателю. Данный принцип со-стоит в качественном изменении подхода к функционированию дома, когда и архитектор, и застройщик, и домовладелец видят в здании не просто машину для жилья, а общее имущество, в поддержании которого немалая роль принадлежит каждому жителю. На основе данного принципа здания строят социально-направленными, т.е. в наибольшей степени отвечающими потребностям жителей.

Принцип четвертый: принцип единства. Именно этот принцип выражает эталон эколого-направленной архитектуры, хотя, безусловно, непросто добиться решения, в котором все приведенные ранее принципы были бы задействованы все вместе. Однако данный принцип считается наиболее важным. Проектирование экологически-энергоэффективного здания – это во всех отношениях сложная работа, базирующаяся на данном принципе единства, учитывающая альтернативный подход, разумный выбор теплозащиты ограждающих систем, выбор технического оснащения и результативность применения восстанавливаемых источников энергии.[3]

Таким образом, современная архитектура во многом основываться на перечисленных принципах, но существуют еще препятствия к достижению наиболее экологически безопасного и «жизнеустойчивого» строительства домов. И хочется верить, что формирование технологий как и мотивирование архитекторов будут и далее ориентированы на сохранение окружающей среды, создание энергосберегающих зданий и, тем самым увеличение их финансовой эффективности в условиях иногда неустойчивой экономической и общественно-политической ситуации во всем мире.

Теперь рассмотрим энергосбережение в строительстве. В настоящее время в РФ существенное внимание уделяется энергосбережению в постройке жилых зданий – объектов, которые на вложенные деньги будут в ходе многих десятков лет формировать экономию тепловой энергии. На сегодняшний день существует большой спектр энергосберегающих технологий. В строительстве они носят совокупный характер, сюда можно отнести утепление стен, стеклопакеты, энергосберегающие кровля, краски, экономичные системы обогрева и охлаждения поверхностей.

Для того, чтобы дом был энергоэффективным, при его строительстве следует сделать следующее:

1. Применение передовых технологий теплоизоляции трубопроводов горячего водоснабжения и отопления.
2. Личный источник теплоэнергоснабжения (персональная миникотельная или источник тепло и энергогенерации).
3. Термо компрессоры, которые используют тепло вытяжного вентиляционного воздуха, тепло сточных вод и земли.
4. Солнечные коллекторы в совокупности горячего водоснабжения и в охлаждения помещения.
5. Ограждающие системы с заданными показателями теплоустойчивости и усиленной теплозащитой.
6. Переработка тепла солнечной энергии в тепловом балансе здания на базе оптимального выбора сберегающих светопрозрачных систем.
7. Устройства, использующие рассеянную солнечную энергию для увеличения освещенности комнат и сокращения энергопотребления на электроосвещение.
8. Выбор систем солнцезащитных устройств с учетом ориентации и посезонного облучения фасадов.
9. Применение тепла обратной воды системы теплоснабжения с целью отопления напольного покрытия в ванных комнатах. [4]

Энергосбережение в строительстве требует больших расходов – от 5% до 10% от стоимости объекта строительства, тем не менее, интеграция энергосберегающих технологий на этапе постройки не только повысит степень комфорта в комнатах, но поможет в будущем беречь энергоресурсы и уменьшить затраты на их потребление.

Ярким образцом применения технологий энергосбережения является первый в России активный дом в пригороде Западная Долина (Московская область, недалеко от Внуково). При создании освещении этого дома основ-ной упор был делан на энергосбережение. В действительности потребление данного дома в 12 раз меньше современного дома возведенного по нормам. Однако главная цель была создать комфортную и здоровую среду обитания. К сожалению, статистики по среде обитания внутри зданий в России — нет, но проживавшая в доме гостевая семья, с тремя детьми в период с декабря по август дала высокую оценку комфорту, а дети, которые ходили в школу и детский сад не болели, во время проживания в Активном доме. В доме проводилось масса тестов, испытаний и постоянный мониторинг. К примеру, герметичность дома выше стандартов пассивного дома, природное освещение в среднем в 5 раз превышает минимальную норму в России, уровень углекислого газа поддерживался в два раза ниже требований Всемирной Организации Здравоохранения. Проект получился весьма затратным, но в нем ис-пользовалось только самое новое оборудование.

Рассмотрим некоторые виды инновационных энергосберегающих мероприятий для современных строящихся зданий:

1. Теплоизоляция – главный аспект проблемы энергосбережения в строительстве. Также на рынке возникла и другая успешная разработка – «тепловое зеркало». Ее суть в следующем: между простыми стеклами внутри стеклопакета натягивается полимерная бесцветная пленка с низкоэмиссионным покрытием. Удерживая тепловое излучение, «тепловое зеркало» фактически не сокращает способность системы пропускать свет.
2. Вакуумные стеклопакеты – еще одно нововведение. Между двумя стеклами толщиной 4 миллиметра остается промежуток около 0,5 либо 0,7 миллиметров, из которого далее откачивается воздух. Популярна также система стекла, вырабатывающего электрический ток. Стекло покрывается особенным полимерным составом, вследствие чего работает как солнечная батарея.
3. Инертная геотермальная энергетика. Для отбора тепла у земли на глубине 1.5-2метра погружаются вентиляционные трубы, которые и считаются теплообменниками. Эта конструкция очень интересна как в зимнее время, так и в летнее время. В неотапливаемый период дом кондиционируется с помощью той же земли. Такую систему подчас называют инертной геотермией.

Как ранее можно было отметить все альтернативные решения требуют начальных больших расходов, которые окупаются несколько лет (2-8), и только потом наступает настоящая экономия средств. Почти все из них увеличивают качество жизни (комфорт), выражается это в понижении либо совершенном отсутствии периодического обслуживания и заправки систем топливом. Среди таких источников можно выделить: воздухонепроницаемую оболочку, гравийный теплоаккумулятор, энергосберегающие лампы.

В таблице 1 приведены преимущества и недостатки некоторых методов энергосбережения.

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В УРБАНИЗМЕ И АРХИТЕКТУРЕ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ / УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ / ТЕПЛОЗАЩИТА / «ИСКУССТВЕННАЯ СРЕДА» / ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ОРДЕР / КОМПАКТНОСТЬ СЛОЖИВШИХСЯ ГОРОДОВ / МЕРИДИОНАЛЬНЫЕ ТИПЫ ЗДАНИЙ / ЭНЕРГОЭКОНОМИЧНЫЕ ПРИЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ / АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Зайченко Евгений Николаевич

Рассмотрены основные энерготеплосберегающие мероприятия в урбанизме и архитектре. Определена актуальность постоянных требований повышения эксплуатационных характеристик городских поселений, их зданий и сооружений.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Зайченко Евгений Николаевич

ENERGY SAVING IN URBANISM AND ARCHITECTURE

The main energy-heat-saving measures in urbanism and architecture are considered. The relevance of the constant requirements for improving the operational characteristics of urban settlements, their buildings and structures is determined.

Текст научной работы на тему «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В УРБАНИЗМЕ И АРХИТЕКТУРЕ»

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В УРБАНИЗМЕ И АРХИТЕКТУРЕ.

Зайченко Евгений Николаевич

кандидат архитектуры, доцент московский политехнический университет

ENERGY SAVING IN URBANISM AND ARCHITECTURE.

Zaychenko Evgeny Nikolaevich

Candidate of Architecture, Associate Professor Moscow Polytechnic University

Рассмотрены основные энерготеплосберегающие мероприятия в урбанизме и архитектре. Определена актуальность постоянных требований повышения эксплуатационных характеристик городских поселений, их зданий и сооружений.

The main energy-heat-saving measures in urbanism and architecture are considered. The relevance of the constant requirements for improving the operational characteristics of urban settlements, their buildings and structures is determined.

Ключевые слова: энергосбережение, устойчивое развитие, теплозащита, «искусственная среда», градостроительный ордер, компактность сложившихся городов, меридиональные типы зданий, энергоэкономичные приемы проектирования, альтернативные виды энергии.

Keywords: energy saving, sustainable development, heat protection, «artificial environment», urban planning order, compactness of established cities, meridional types of buildings, energy-efficient design techniques, alternative types of energy.

В современных условиях актуальна практика принятия приоритетов решения экологических задач вместо экономических, равенство приоритетов сегодняшнего дня и будущего на ресурсоэнергосберегающей основе. Такое равенство приоритетов определено термином -«устойчивое развитие».

Данные положения основаны на решениях конференции ООН в г. Рио-де-Жанейро (Рио-92) принятых главами государств и правительств 179 стран, подтвержденных последующими конференциями, саммитами, совещаниями и определены для исполнения на территории России Указом Президента РФ

Дальнейшая конкретизация направлений с учетом специфики — сурового климата, обширной, протяженной территории, особенностей менталитета населения требует исследований. С 23 ноября 2009г. действует Федеральный закон №261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности. », Разработана и реализуется «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года». Утверждена также энергетическая стратегия до 2035 года.

При этом в четвертый раз обновлены, уточнены, заменены нормы СНиП П-3-79* «Строительная теплотехника». Результирующим документом обновлений явилась

актуализированная редакция СП50.13330.2012 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Разработаны актуализированные редакции смежных нормативных документов по климатологии и архитектурной типологии, новые требования и численные параметры которых участвуют в теплотехнических расчетах. Например нормирование внутренней температуры жилой

комнаты повышено до 22 градусов тепла, мониторятся и растут температуры нормируемого наружного воздуха в связи с потеплением. Приведена схематическая карта эпюр распределения среднего за год числа дней с переходом температуры воздуха через ноль градусов, требующая скорейшей корреляции с числами по «замораживанию-оттаиванию» элементов строительных материалов — так необходимых при определении долговечности, циклов текущих и капитальных ремонтов.

Энерготеплосберегающие мероприятия в урбанизме включают:

— поиск новых приемов формирования энергоэффективной среды городской застройки, когда минимизируется влияние ветра и максимально используется потенциал солнечной радиации для уменьшения теплопотерь зданий и сокращения затрат на их освещение;

— поиск новых приемов функционально -пространственной реконструкции существующих городов, исчерпавших возможности «пленочного» расширения городских территорий. За счет уплотнения городской застройки рационально предусматривать, выборочно на отдельных участках, сплошное энергоэффективное городское пространство — «искусственная среда», для которой критериями станут: гигиена, удобство, безопасность;

— разработку для энергоэффективных городов будущего и отдельных участков реконструируемых городов — нового градостроительного ордера, ордера урбанизма, который явится основой структурной решетки коридоров, тоннелей, коллекторов разной степени иерархичности и шахт — каналов, башен совмещающих несущие,

ограждающие, эвакуационные, вентиляционные, светопроводящие, инженерно-коммуникационные и транспортные функции для развития зданий и сооружений;

— повышение компактности сложившихся городов при их реконструкции и развитии с учетом уменьшения потерь энергии в инженерных сетях (до 60% потерь в зависимости от конфигурации и протяженности), рационализация в связи с этим территориального зонирования, комплексности застройки и норм плотности;

— в городском расселении наряду с совершенствованием существующих централизованных систем от ТЭЦ и РТС должны получить развитие дополнительные источники -газотурбинные мини-ТЭЦ, а также автономные мини-котельные крышного или подвального типа с автоматическим режимом управления;

— оптимизация трассировок тепловых сетей на основе минимизации протяженности к потребителям, увеличения срока службы с 20 до 50 лет, ремонтопригодности и т.д.;

— разработка и применение энергосберегающих приемов территориального планирования и застройки городов, проектирования и строительство новой энергоэффективной застройки по этажности, протяженности и конфигурации (экономически предпочтительной меридиональные типы зданий ориентированные торцом на север, рациональны многосекционные вместо односекционных башенных домов, энергоэффективна жилая застройка малой и средней этажности и т.д.);

— преимущественное развитие энергоэкономического электрического транспорта — троллейбусов и трамваев, экспрессных маршрутов городского сообщения с выделенными линиями — полосами для общественного транспорта на магистралях; дублирование существующих кольцевых метротоннелей (до 2-3х колец) для гуманизации перевозок в часы пиковых нагрузок;

— интенсивное развитие подземной урбанистики обеспечивающей комплексное решение экономии энергоресурсов за счет увеличения компактности городского плана сокращения транспортных коммуникаций и работы транспорта, термической стабильности подземного пространства и т.д.;

— в северном расселении — оптимизация структуры расселения, сохранение базовых городов с реконструкцией их в крытые «купольные» города искусственной среды с функциями жизнедеятельности и жизнеобеспечения. Сселение, утилизация зданий и сооружений, рекультивация территорий неперспективных стационарных населенных мест, развитие вахтовых, линейных и других поселений;

— в сельском расселении — разработка и внедрение новых принципов теплоэнергоснабжения сельских поселений с применением автономных энергоустановок-блоков малой мощности на основе разных видов топлива и

их взаимозаменяемости, применения

обеспечивающих электроснабжение, отопление и горячее водоснабжение с топками длительного горения (где экономится до 10-30% топлива), развитие и ассимиляция для практических нужд нетрадиционных видов энергии; возобновляемых источников энергии.

Энергосберегающие мероприятия в архитектуре включают:

— переход от в основном однослойных ограждающих конструкций периода строительства в прошлом к трех- и более слойным, многослойным ограждающим конструкциям, в том числе с вентилируемой воздушной прослойкой, маломатериалоемким архитектурно-строительным системам;

— широкое развитие и применение легких с эффективным утеплителем архитектурно-строительных систем (снижение массы здания на 10% дает 5% экономии топлива при транспортировке; уменьшение трудоемкости на 3 -5%; исключение применения специальных механизмов и т.д.);

— применение архитектурных энергоэкономических приемов рационального проектирования:

а) понижение этажности при высокоплотной застройке обеспечивает 3-5% экономии тепла;

б) блокирование домов вместо отдельно стоящих увеличивает теплоэффективность на 5-7%;

в) увеличение ширины здания с 12 до 18 м и более, применение ширококорпусности на основе атриумов, пассажей, анфиладно-кольцевой, зальной и других объемно-планировочных схем, на основе большого количества помещений и их площади не требующих естественного освещения -от 5 до 90% общей площади, в различных типах зданий — дает до 10% экономии тепла;

г) применение компактных решений при наименьшей площади наружного периметра и наибольшем объеме (куб, шар) позволяет экономить до 25% энергозатрат на отопление;

— проектирование и популяризация новых типов энергоресурсоэкономичных гражданских зданий массового строительства, где применяются планировочные приемы:

а) центричное размещение наиболее теплых помещений и их 1 -2-слойное окольцевание помещениями с уменьшающимися требованиями к температуре внутреннего воздуха;

б) проектирование по периметру буферных пристроек из хозяйственных помещений, веранд и кладовых, в том числе холодных, использование этих помещений, а также теплиц в качестве элементов входных узлов, обвалование грунтом стен домов, ориентированных на север;

— в общественных зданиях группировка одинаковых по температурно-влажностному режиму помещений в пределах внутренних стен; периферийное размещение вспомогательных и служебных помещений, горизонтальных и

вертикальных коммуникаций: использование тамбуров и тамбуршлюзов, переходов-боксов для защиты основных помещений от прямого воздействия внешней среды;

— проектирование экспериментальных типов энергосберегающих промышленных одноэтажных и многоэтажных зданий с учетом компактных объемно-планировочных решений, при использовании рационального блокирования и зонирования групп помещений, позволяющих сократить площадь застройки; формирование гибкого пространства при равенстве пролетов и шагов, отвечающих требованиям переналадки технологии и поэтапному вводу мощностей и т.д.;

— модернизация оконных и дверных заполнений на основе стеклопакетов и стальных дверей с полиизоляционными отделками;

— проектирование при реконструкции зданий чердачных пространств без освоения новых земельных участков, без подвода коммуникаций и т.д. Мансарды окупаются за 1,5 года при строительстве в 3-4 месяца без отселения жильцов или остановки функционирования общественного или служебно-бытового здания и т.д.;

— применение автоматизированного оборудования для контроля и регулирования подачи тепла к жилым, общественным и производственным зданиям; внедрение новых приборов учета (счетчиков) и контроля (регистраторов) по расходу тепловой энергии, теплоносителя и характера изменения его температуры в квартире, помещении, отопительном приборе с возможностью индивидуального регулирования (после проведения компании установки индивидуальных приборов регулирования тепла в домах Польши -экономия составила до 30% теплопотребления);

— программирование и автоматизация функционирования систем жизнеобеспечения в новых типах «умных» или «интеллектуальных»,

«зеленых», «цифровых», «активных», зданиях, что сокращает расход теплоты на отопление, вентиляцию, кондиционирование воздуха, горячее водоснабжение, освещение и т.д. до 20%.

Сохраняет актуальность постоянное требование повышения эксплуатационных характеристик зданий за счет снижения их теплопотерь, которые происходят в эксплуатационных условиях через ограждающие конструкции, неутепленные чердаки и подъезды, протекающие крыши, межпанельные швы, затапливаемые подвалы и т.д. Лишь в последние годы в крупнейших городах, например, в Москве, началось массовое утепление в основном жилой застройки. В ходе проводимого капитального ремонта утепляются наружные стены пенополистерольными плитами толщиной 120мм с облицовкой фасада или штукатуркой по сетке («мокрый фасад»), срок эксплуатации 20 лет. Имеет место применение более дорогого вентилируемого фасада, срок эксплуатации 40 лет. Выполняется замена оконной столярки на пластиковые двухкамерные стеклопакеты, остекление балконов и лоджий также стеклопакетами, выборочно установка систем автоматизированного управления отоплением здания и прочее. Практика показала, что экономия при этом достигает около 30% энергоресурсов, что положительно и требует дальнейшего развития. Однако, в настоящее время интерес изменился и сосредоточился на целях комплексного развития территорий, на направлениях реновации , обновлении среды жизнедеятельности , особенно центров городов и их планировочных районов, территорий общего пользования что требует актуализации и большей определенности к проблемам энергосбережения в урбанизме, архитектуре и городском хозяйстве.

1. Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 г. Распоряжение Правительства РФ от 09.06.2020 №1523-р .

2. СП 50.13330.2012 «СНИП 23-01-2003 Тепловая защита зданий»

3. Зайченко Е.Н. Энергосбережение и утепление зданий. Методичесие указания с примерами теплотехнических расчетов к курсовому и дипломному проектированию. М., МАМИ , 2014.

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2018

СУТЬ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЗДАНИЙ. ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ЗДАНИЯ В КОНТЕКСТЕ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОЙ ЭКОЛОГИИ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

С появлением городских территорий Главной задачей человечества было создание качественной среды своего обитания. Поэтому города должны высоким, экологически обоснованным качеством жизни. Но не стоит забывать, что любые сооружения прежде всего являются чужеродным элементом, поэтому степень их уязвимости от природных воздействий весьма высокая. Отношения «город — природная среда» характеризуются сложным набором связей, проявляющихся во взаиморазрушающих процессах, значительно снижающих надежность существования самого города, а также природной среды.

Также особым вопросом являются топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) так необходимые для жизни современного общества. Учитывая небольшое количество запасов ТЭР, при огромном объеме его потребления, большой проблемой является возможность возникновения их дефицита.

Именно поэтому экологизация городской среды является в настоящее время значительной потребностью человечества. В структуре общей экологической проблемы энергетические аспекты проектно-строительной и эксплуатационной деятельности являются одним из важнейших факторов, определяющих направление развития современной архитектуры и строительства. Улучшение энергоэффективности зданий рассматривается как одно из решений проблем рационального использования ресурсов, снижения энергопотребления и, в конечном счете, сохранения окружающей среды.

Строительная экология разрабатывает вопросы появления экологичных зданий и инженерных сооружений, способных создавать здоровую и красивую внутреннюю и внешнюю архитектурную среду. Одним из актуальных направлений экологизации городов стало создание энергоэффективных зданий.

Энергоэффективные давно появились в отечественной и зарубежной строительной

практике. На протяжении всего времени их реализации интерес к таким зданиям не только не падает, но и увеличивается, ведь проблема обеспечения энергетической эффективности является сейчас наиболее актуальной.

Термин «энергоэффективность» введён СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий», сменивший СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника». Нормы данного СНиПа рассматривают введение нового показателя энергоэффективности зданий, а именно удельную потребность в тепловой энергии на отопление, а также вводят классы энергоэффективности зданий, показатели энергоэффективности и их правила оценки как при проектировании и строительстве, так и при эксплуатации.

СНиП, СП и другие нормативно-правовые акты утвердили нормативные требования к зданиям по теплопроводности, в их основе нормируется удельная потребность в тепловой энергии на отопление, охлаждение и вентиляцию здания. Объекты, удовлетворяющие данным нормам и требованиям, принято называть энергоэффективными.

Со временем понятие «энергоэффективное здание» включило в себя ряд новых требований. Сейчас сходятся во мнении, что энергоэффективность – максимально продуктивное использование не только тепловой энергии, но и других видов энергии и энергетических ресурсов.

Наиболее развернуто можно сказать, что энергоэффективное здание — совокупность архитектурных и инженерных решений, лучшим образом отвечающих целям уменьшения расходования энергии на обеспечение микроклимата в помещениях здания, то есть результат выбора определенными научными методами совокупности технических решений, лучшим образом отвечающих поставленной цели.

Энергоэффективные здания появились после мирового энергетического кризиса 70-х годов XX в. Это направление архитектуры сформировалось после критики специалистов Международной энергетической конференции (МИРЭК), говоривших о недостаточном использовании тепловой эффективности при огромных возможностях экономии ресурсов. В этот период была высказана идея экономии ресурсов: энергоресурсы должны использоваться эффективнее путем применения жестких мер, осуществимых технически, обоснованных экономически, а также приемлимых с экологической и социальной сторон проблемы.Учёные и политики во всем мире признали связь между экономическими, экологическими, техническими и социальными мерами по достижению обозначенных принципов. С этого момента началась всемирная научно-исследовательская работа по повышению энергоэффективности как строительных объектов, так и организации и технологии строительного производства.

Первые энергоэффективные здания являлись демонстрационными, пилотными проектами, объединяющими архитектурно-планировочные и инженерные решения, направленные на достижение одной цели – экономии энергетических ресурсов на их отопление, вентиляцию и поддержание комфортного микроклимата.

Рисунок 1 Первое энергоэффективное здание в мире

ервое зарубежное энергоэффективное здание было построено в США в штате Нью-Хэмпшир в 1972 году . Это административное здание площадью 15600 кв.м.

Энергоэффективность этого здания была обусловлена следующими факторами: минимальная площадь поверхности здания (куб); небольшая площадь остекления (10%); светлая крыша (низкий коэффициент поглощения солнечной радиации); неостеклённая северная сторона; вертикальные и горизонтальные солнцезащитные устройства для окон.

Затраты на электроэнергию для вентиляции здания компенсируются уменьшением объема потребления наружного воздуха. Это достигается грамотной планировкой и оптимизацией распределения воздуха, а также заменой внешнего воздуха на очищенный рециркуляционный. Затраты на электроэнергию для вентиляции здания компенсируются уменьшением объема потребления от наружного воздуха. Это достигается грамотной компоновкой и оптимизацией распределения воздуха, а также заменой внешнего воздуха. Рекуператоры тепла позволяют снизить на 60-75% расходы на энергию для охлаждения и обогрева приточного воздуха. Система управления искусственным освещением, которая регулирует интенсивность света, на изменение уровня естественного света, позволяет экономить электроэнергию.

Первый проект энергоэффективного здания в России — демонстрационное многоэтажное жилое здание, построенное в 2002 году в МКР Никулино-2 в Москве.

Основная задача проекта заключалась в создании и последующей реализации новейших технологий и оборудования, вдвое снижающих энергозатраты.

Рис. 2 Первое энергоэффективное здание в России

нергоэффективные мероприятия при проектировании жилого дома:

— теплонасосная установка для горячего водоснабжения, использующая тепло грунта и утилизацию тепла удаляемого вентиляционною воздуха;

— система вентиляции с механической вытяжкой и естественным притоком через авторегулируемые воздухозаборные устройства в оконных переплетах, обеспечивающая нормативный воздухообмен при установке герметичных окон;

— утилизация теплоты удаляемого вентиляционного воздуха;

— двухтрубная горизонтальная поквартирная система отопления;

— наружные ограждающие конструкции с повышенной теплозащитой.

Необходимо отметить, что первые успешные пилотные проекты энергоэффективных зданий были успешно реализованы в основном, в странах с холодным климатом, где вопрос отопления зданий, сохранения накопленного тепла стоит остро в течение длительного отапливаемого периода.

Рис. 3 Основные пути экономии энергии

лавный принцип при создании энергоэффективного здания — это использование любых возможностей для сохранения ресурсов и применение альтернативных источников энергии.

В данный момент разработано множество конструктивных и инженерных решений, позволяющих понижать уровень энергопотребления. Основное решение проблемы экономии энергии являются повышение тепловой эффективности строительных конструкций, архитектурно-планировочных решений, инженерных систем, использование нетрадиционных видов энергии.

В частности за счет выбора формы здания, расположения и площади заполнения световых проемов, регулирования фильтрационных потоков можно оптимизировать тепловой баланс здания. При решении энергоэффективности в формировании обитаемой среды придерживаются двух подходов – техноцентрического и экологического.

При техноцентрическом (традиционный) подходе проектирования, здание рассматривается как замкнутая система, выбирается путь усиления изоляционных свойств ограждений, а именно используютя инженерно-технические средства повышения энергоэффективности здания.

Экологический подход связывает в систему внешнюю среду и объект. Главной задачей становится эффективная организация обменных процессов внутри объема с внешней средой.

В проектировании энергоэффективных объектов финансовые и общеэкономические факторы, при нарастающей остроте энергетических проблем, предопределили вектор предпринимаемых действий.

Помимо экономии энергии, прогнозы дефицита основных ресурсов энергии продиктовали еще и привлечение возобновляемых источников. В энергоэффективных зданиях природно-климатические факторы эффективно используются в полном объеме для дополнительного энергообеспечения.

Кроме этого, энергоэффективные здания — биопозитивны. Означает, что соседствуя с окружающей средой способны не разрушать и не загрязнять ее. Сюда же включаются и экономия ресурсов и неиспользование необратимых. Биопозитивность исключает экологический и энергетический дисбаланс.

Энергоэффективные здания – один из множества путей в концепций экологизации архитектуры. Тема энергоэффективности не теряет своей актуальности, с расширением объема строительства новых зданий она приобретает новые рамки и ставит цели для следующих научных исследований. С увеличением опыта проектирования энергоэффективных зданий развивается методология научного познания процессов и их жизненного цикла.

1. Тетиор А.Н. Архитектурно-строительная экология — новая наука // Архитектура и строительство Москвы. 2010.

2. Бартошевская В.В., Иванченко В.Т., Мирсоянов В.Н. «Архитектурная и градостроительная экология»: Учебное пособие. Краснодар: Изд-во ГО УВПО

3. Смирнова, С. Н. Энергоэффективные здания в контексте архитектурно-строительной экологии 2008

4. Смирнова, С. Н. Влияние формы и ориентации здания на энергоэффективность. – Н.Новгород: ННГАСУ, 2007.

5. Габриель И., Ладенер Х. Реконструкция зданий по стандартам энергоэффективного дома / пер. с нем. СПб.: БХВ-Пе-тербург, 2011.

Источник https://novainfo.ru/article/4009

Источник https://cyberleninka.ru/article/n/energosberezhenie-v-urbanizme-i-arhitekture

Источник https://scienceforum.ru/2018/article/2018002551