Эффект от экономии энергии в равной мере можно получить и при отоплении зданий, и при удовлетворении потребностей в тепле, и при достижении конкретных экономических показателей. Второй важный момент — зимний и летний годовой энергетический баланс дома, здания. Важно, чтобы небольшое пространство, в котором мы живем и работаем, имело приемлемый микроклимат не только зимой, но и летом. Конечно, различные помещения можно охлаждать с помощью технологического оборудования, но за это нам приходится платить двойную цену: она складывается из вложений на приобретение установки, дорогой эксплуатации, платы за потребляемую энергию (рис. 1).
Рис. 1. В обогреве зданий и квартир, в подаче свежего воздуха во внутренние помещения большое значение имеет внутреннее равновесие
А — теплопотери; В — получение тепла и потребности в энергии на отопление; А, — излученное, потерянное тепло; — тепло, потерянное при проветривании; В, — потребности в энергии для отопления; В2 — получение тепла внутри помещения; В3 — тепловая энергия, полученная от Солнца.
Согласно европейской статистике, примерно 1/3 потребляемой энергии идет на обогрев помещений, при этом 30-35% выбрасываемого СО2 дает именно отопление. Специалисты, занимающиеся данным вопросом, исходя из своих оценок, утверждают, что 80-90% фонда эксплуатируемых на данный момент зданий расходуют энергию «расточительно». Из этого следует, что ресурсы для максимальной экономии следует искать именно в зданиях, будь то вновь строящийся или реконструируемый дом. Кроме того, следует отметить, что к числу важных факторов относится также эксплуатация зданий с точки зрения использования энергоносителей.
Согласно европейской статистике, все произведенное количество энергии распределяется следующим образом:
— отопление 32%
— транспорт 38%
— освещение 2%
— промышленное использование 28%
Данные цифры отражают конкретное потребление: так, например, потребление энергии на отопление складывается из обогрева жилых, общественных зданий и предприятий.
В целом можно заметить, что, чем выше уровень жизни в той или иной стране, тем эффективнее и целенаправленнее потребление энергии. То есть в западноевропейских странах на оплату энергии тратится значительно меньшая часть годового дохода. Однако существенную роль играют и традиции: если мы сравним, например, энергетический баланс домашнего хозяйства европейской семьи с балансом в странах Дальнего Востока, то обнаружим, что японская семья тратит на отопление в десять раз меньше энергии, чем европейская: если в Японии в квартире традиционно отапливают только одно помещение, то во многих странах Европы, особенно Восточной, топят, как говорится, везде.
Вот как выглядит в цифрах потребление энергии населением Центральной Европы:
— отопление квартиры 54%
-освещение 1%
— приготовление пищи, стирка и т. д. 8%
— подогрев воды 11%
—————————————————————
Всего на бытовые нужды 74%
— транспорт 26%
Из этих цифр ясно видно, на что следует обратить особое внимание, на чем можно сэкономить.
На рисунке 2 наглядно представлено, как используется энергия при отоплении жилых помещений. Мы видим, что бытовые «потери тепла» составляют 14% энергии, поставленной в дом для отопления (100%). Таким образом, общее количество энергии — учитывая все здание в целом — распределяется следующим образом:
— котел как источник тепла
(при КДП 94%) (-6%)
— подвал и (или) настил пола 9%
— внешние стены 23%
— окна 28%
— скатная кровля крыши 20%
— чердак разных типов 20%
— печная труба 8%
Рис. 2. Теплопотери в жилых зданиях увеличиваются еще на 14% за счет дополнительных бытовых потерь тепла, потерь тепла, связанных с деятельностью человека и бытовых приборов; за счет электроосвещения, стирки, приготовления пищи и т. д. На рисунке видно, что из всего количества поставленной в дом энергии котел с КПД в 94% (при газовом отоплении) дает потерю тепла в 6%, печная труба хорошего качества — 8%, и мы видим, сколько еще тепла уходит через стены, окна и конструкцию крыши
Эти цифры наглядно показывают эффективность теплоизоляции на том или ином участке «защитной оболочки», окружающей квартиру: по ним видно, какое внимание следует уделить каждой из частей дома.
В зеркале оценочных показателей, которые были приведены выше, мы говорили об эффективном потреблении энергии, о сознательном формировании здания и о его энергосберегающих конструкциях. Исходя из оценок специалистов, которые занимаются этими вопросами, можно добиться весьма существенных, обнадеживающих результатов. Исследования свидетельствуют о том, что при нынешнем состоянии зданий с помощью имеющихся в нашем распоряжении технических решений можно сэкономить 60% энергии. Эти преимущества можно будет использовать при реконструкции, которую поэтапно необходимо провести в будущем (рис. 3-9).
Рис. 3. Наряду с реконструкцией здания наилучшим способом добиться экономии энергии является дополнительное утепление внешних стен, дополнительные затраты составят 30-35% , но это позволит на одну треть сократить потери тепла через стены
Рис. 4. Теплопотери стен традиционной кладки с учетом теплоаккумулирующей способности
a) наихудший вариант — стена из обычного сплошного кирпича, это типичная конструкция, «пожирающая энергию»;
b) улучшенный вариант с теплоизоляцией на внешней стороне; с) теплоизоляция с внутренней стороны хороша с точки зрения сокращения потери тепла, но она неудовлетворительна с точки зрения теплоаккумуляции, поскольку перекрывает теплоаккумулирующую конструкцию стены, по этой причине увеличиваются колебания температуры внутри здания; их можно снизить, либо изменяя массу материала внутри помещения, либо с помощью регулируемого отопления
Рис. 5. В несколько раз повысить уровень энергосбережения может замена старых окон — главным образом потому, что вместо одного слоя стекла устанавливаются рамы с двумя или даже с тремя слоями стекол и уплотняются места соединения рамы со стеной
Рис. 6. Замыкающие элементы крыш и чердаков с дополнительным теплоизолирующим верхним слоем снижают теплопотери в этом направлении до минимума
а) плохое верхнее перекрытие: большая потеря восходящего тепла; b) теплоизоляция с внутренней стороны кровли: значительная часть обогревающей энергии остается внутри здания; с) чердачное перекрытие с верхней теплоизоляцией: наиболее рациональное решение, т.
к. при этом не надо отапливать чердак
Рис. 7. Реконструкция с обустройством чердачного помещения представляет собой наиболее эффективный вариант капиталовложения, поскольку легкая сборная стена-перегородка и теплоизоляция позволяют сократить потребность в энергии на обогрев (пропорционально увеличению обустроенного пространства)
Рис. 8. Установленная в нужном месте и соответствующим образом теплоизоляция системы труб в инженерном оборудовании дома помогает сберечь энергию
Рис. 9. При проведении планового ремонта в зданиях старой постройки буквально на всех участках можно добиться экономии энергии:
a) путем установки внешней теплоизоляции;
b) путем установки внутренней теплоизоляции;
c) с помощью облицовки чердачных перекрытий:
d) с помощью заделки трещин в проемах
