Энергосбережение в зданиях и сооружениях. Нормирование расхода топливно-энергетических ресурсов.

Введение
Энергосбережение в зданиях и сооружениях - одно из основных направлений энергосбережения в теплотехнике, теплоэнергетике и теплотехнологиях.
Более 30% всех энергоресурсов в России расходуется на отопление жилых, коммерческих и промышленных зданий. Поэтому энергосберегающие технологии в многоцелевых зданиях малоэффективны без снижения непроизводительных потерь тепла.
Энергосбережение в зданиях и сооружениях основано на экономии тепла в системах отопления, вентиляции и кондиционирования и включает в себя различные устройства: наружные вентилируемые стены, вентилируемые окна, трехслойное остекление или теплоотражатели (инфракрасные), дополнительное утепление наружных ограждений, утепление стен за радиатором, стеклянные галереи. Кроме того, для экономии энергии в зданиях и сооружениях можно использовать воздушное отопление от солнечных систем, а также использовать низкоэнергетические системы перекачки тепла (конденсат, вода, воздух).
Кроме того, в зданиях и промышленных сооружениях возможно использование инфракрасных газовых излучателей, прерывистый режим обогрева, локальный обогрев строительных площадок теплом рециркуляционного воздуха из верхней части помещения, прямое испарительное воздушное охлаждение, роторные теплообменники. регенеративный воздух в воздух.



1. Энергосбережение в зданиях и сооружениях
В настоящее время развитие энергетического сектора находится на втором этапе, который предполагает интенсивный путь развития с использованием высокоэффективных энергосберегающих технологий нового поколения.
Однако не следует забывать о таких сферах, как социальные объекты и жилищный фонд, в том числе современные агрогородки. Доли потребления тепла и электроэнергии в жилищно-коммунальном хозяйстве показаны на диаграмме (рис. 1). Кроме того, следует отметить, что из года в год доля тепловой энергии практически не меняется и составляет около 60% от общего потребления.
Структура теплопотребления

Рисунок 1. Структура теплопотребления.

В случае социальных объектов в сельской местности их энергопотребление еще более заметно по преобладанию доли тепловой энергии в балансе общего энергопотребления.
С точки зрения экономии энергии здания 60-80-х годов являются наиболее проблемными. зданий прошлого века со средними значениями термического сопротивления ограждающих конструкций (стен) около 0,34 м2 ° С / Вт и светлых проемов - 0,15 м2 ° С / Вт. В жилых и общественных зданиях с 01.07.2009 г. приняты следующие нормативы термического сопротивления строительных перегородок: для наружных стен - 2 м2 ° С / Вт; для заполнения мансардных окон - 1,0 м2 ° С / Вт.
К недостаткам рационального использования тепла и электроэнергии в социальных объектах можно отнести следующие основные ошибки персонала, эксплуатирующего устройство:
- декоративные покрытия для отопительных приборов (различные сетки, специальные панели и полное закрытие ниш);
- использование стеклоблоков вместо стандартных окон (характерно для школьных лабораторий и спортзалов);
- подключение нагревательных устройств с неправильно подобранными диаметрами трубок замыкающего сечения, когда диаметр трубки замыкающего сечения равен или больше диаметров трубок, подключенных к нагревательному устройству;
- прокладка системы естественной вентиляции помещения (например, сухой облицовки или гипсокартона);
- неправильное совмещение линии светильников по отношению к окнам (перпендикулярно линии окон, что не позволяет регулировать при увеличении (уменьшении) естественного освещения);
- затемнение окон декоративными шторами и большим количеством горшков и других элементов на подоконниках внутри помещения.
Кроме того, следует учитывать «мостики холода» (рис. 2), что
особенно характерно для старых конструкций домов и долговечных домов. Если обратиться к многоэтажным зданиям (постройки до 1993 г.), то потери тепловой энергии составляют: стены 42-49 %, окна - %, входная дверь в подъезд 5-15 %, подвальные и чердачные перекрытия 11-18 %.
Можно предложить следующие малозатратные меры:
- заделка стыков конструкции и дополнительное утепление кровли;
- ремонт и герметизация окон и дверей, установка тамбур;
- уменьшение площади оконных проемов за счет установки окна с прозрачной пленкой между пространством рамы;
Типовые «мостики холода» при строительстве зданий

Рисунок 2. Типовые «мостики холода» при строительстве зданий

- местное утепление секций стен, в том числе утепление ниш под отопительные приборы;
- утепление полов, подвалов и перекрытий над ними;
- изоляция тепловых труб в отопительных приборах, тепловых пунктах и технических этажах (при наличии);
- открытие отопительных приборов (снятие декоративных решеток);
- использование инфракрасных обогревателей для обогрева больших помещений (спортивных и актовых залов);
- правильное подключение отопительных приборов;
- внедрение современных систем освещения с автоматической регулировкой светового потока;
- рациональное расположение светильников с учетом нормированной освещенности рабочих поверхностей;
- использование локальной системы освещения (в читальных залах и библиотеках);
- Наружное освещение должно быть оснащено светодиодными лампами (150 Вт) и системой управления освещением;
- Оптимизация использования естественного света;
- хорошее использование отделочных материалов (изменение отражательной способности).
При рациональном архитектурном проектировании новых общественных зданий есть значительные резервы экономии топлива. Возможна экономия:
- правильный подбор формы и ориентации построек;
- пространственно-планировочные решения;
- Подбор теплоизоляционных свойств наружных ограждений;
- Подбор размеров стен и окон по сторонам света;
- применение моторизованных роль-ставен в жилых домах;
- использование ветрозащитных устройств;
- рациональное расположение и настройка оборудования искусственного освещения.
Кроме того, некоторая экономия может быть достигнута за счет использования центрального, зонального, фасадного, напольного, индивидуального местного управления, программируемого и прерывистого автоматического управления, и использования управляющих компьютеров, оснащенных программными блоками, и оптимизированного управления энергопотреблением.
Как показали несколько энергетических исследований, избыток тепла в зданиях в основном возникает:
- за счет пониженного сопротивления теплопередаче окружающих конструкций по сравнению с расчетным;
- перегрев помещения, особенно в переходные периоды (осень, весна) года;
- потери тепла через неизолированные трубы от системы отопления;
- незаинтересованность теплоснабжающих организаций в снижении теплопотребления;
- повышенный воздухообмен в помещениях нижних этажей.
Среди важнейших направлений энергосбережения ближайшего будущего следует выделить следующие:
- разработка систем управления электростанциями с использованием современных автоматизированных систем управления;
- использование сборного тепла, всех видов вторичных энергоресурсов;
- увеличение доли когенерации. обеспечить комбинированное производство электрической и тепловой энергии;
- улучшение тепловых характеристик окружающих конструкций жилых, административных и производственных зданий;
- улучшенная конструкция источников тепла и систем отопления.
Оснащение потребителей тепла средствами контроля и регулирования потребления позволяет снизить стоимость энергоресурсов не менее чем на 10-14%. А с учетом изменения скорости ветра - до 20%. Кроме того, использование фасадных систем для регулирования подводимого тепла на отопление позволяет снизить расход тепла на 5-7%.
Экономия до 10% достигается за счет автоматического регулирования центрального и индивидуального пунктов отопления и уменьшения или устранения потерь воды в системе водоснабжения.
Основными направлениями работы по экономии тепловой энергии в системах теплоснабжения зданий являются:
- разработка и применение в планировании и производстве прогрессивных, технически и экономически обоснованных нормативов потребления тепла и электроэнергии с целью внедрения метода экономии и более эффективного его использования;
- организация учета отпуска и потребления тепловой энергии;
- разработка и реализация организационно-технических мероприятий по устранению непроизводительных тепловых потерь и протечек в сетях.
При разработке планов организационных мероприятий по экономии тепловой энергии в зданиях необходимо обеспечить выполнение работ по следующим направлениям: