Современные энергосберегающие технологии и перспективы их применения в строительстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Современные энергосберегающие технологии и перспективы их применения в строительстве

1. Энергосберегающие технологии и способы энергосбережения

В настоящее время энергосбережение - одна из приоритетных задач. Это связано с дефицитом основных энергоресурсов, возрастающей стоимостью их добычи, а также с глобальными экологическими проблемами.

Основные понятия и термины:

Экономия энергии - это эффективное использование энергоресурсов за счет применения инновационных решений, которые осуществимы технически, обоснованы экономически, приемлемы с экологической и социальной точек зрения, не изменяют привычного образа жизни. Это определение было сформулировано на Международной энергетической конференции (МИРЭК) ООН.

Энергосбережение -- это реализация организационных, правовых, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования. В России и других странах бывшего СССР в настоящее время наиболее насущным является бытовое энергосбережение (энергосбережение в быт у), а также энергосбережение в сфере ЖКХ.

Энергетический ресурс (или энергоресурс) -- это носитель энергии, энергия которого используется или может быть использована при осуществлении хозяйственной и иной деятельности, а также вид энергии (атомная, тепловая, электрическая, электромагнитная энергия или другой вид энергии).

Энергосбережение в любой сфере сводится по существу к снижению бесполезных потерь энергии. Анализ потерь в сфере производства, распределения и потребления электроэнергии показывает, что большая часть потерь - до 90% - приходится на сферу энергопотребления, тогда как потери при передаче электроэнергии составляют лишь 9-10%. Поэтому основные усилия по энергосбережению сконцентрированы именно в сфере потребления электроэнергии.

Основная роль в увеличении эффективности использования энергии принадлежит современным энергосберегающим технологиям.

Энергосберегающая технология - новый или усовершенствованный технологический процесс, характеризующийся более высоким коэффициентом полезного использования топливно энергетических ресурсов (ТЭР).

Внедрение энергосберегающих технологий в хозяйственную деятельность как предприятий, так и частных лиц на бытовом уровне, является одним из важных шагов в решении многих экологических проблем - изменения климата, загрязнения атмосферы (например, выбросами от ТЭЦ), истощения ископаемых ресурсов и др.

1.1 Типы технологий, которые дают значительный энергосберегающий эффект и энергосберегающие технологии в строительстве

Типы технологий, которые дают значительный энергосберегающий эффект:

1. Общие технологии для многих предприятий, связанные с использованием энергии (двигатели с переменной частотой вращения, теплообменники, сжатый воздух, освещение, пар, охлаждение, сушка и пр.).

2. Более эффективное производство энергии, включая современные котельные, когенерацию (тепло и электричество), а также тригенерацию (тепло, холод, электричество); замена старого промышленного оборудования на новое, более эффективное.

3. Альтернативные источники энергии

Режим энергосбережения особенно актуален для механизмов, которые часть времени работают с пониженной нагрузкой - конвейеры, насосы, вентиляторы и т.п. Существует немало устройств, которые позволяют добиться уменьшения потерь при работе электрооборудования, основными из которых являются конденсаторные установки и частотно регулируемые приводы. Частотно регулируемые электроприводы со встроенными функциями оптимизации энергопотребления гибко изменяют частоты вращения в зависимости от реальной нагрузки, что позволяет сэкономить до 30-50% потребляемой электроэнергии. При этом зачастую не требуется замена стандартного электродвигателя, что особенно актуально при модернизации производств. Такие энергосберегающие электроприводы и средства автоматизации могут быть внедрены на большинстве промышленных предприятий и в сфере ЖКХ: от лифтов и вентиляционных установок до автоматизации предприятий.

Российскими учеными разработана установка, при работе которой часть тепла, уходящего в трубу после сжигания на производстве природного газа, используется для выработки дополнительной энергии, способной дать освещение пяти шестнадцатиэтажных зданий.

Энергосберегающие технологии в строительстве носят комплексный характер, сюда входит утепление стен, энергосберегающая кровля, энергосберегающие краски, стеклопакеты, экономичные системы обогрева и охлаждения поверхностей.

Одна из наиболее распространенных энергосберегающих технологий с большим потенциалом для улучшений в сфере строительства жилья - это котельные. Современные технологии способны существенно уменьшить потребление энергоносителей, снизить затраты на обслуживание, даже повысить КПД. Кроме того, замена котельной часто позволяет компании перейти с экологически грязного и дорогого угля или мазута на более дешевое и чистое топливо, такое как газ или древесные гранулы.

Также дает большую экономию, если вместо отдельно стоящих центральных тепловых пунктов разместить в здании индивидуальный тепловой пункт, оснащенный современными бесшумными насосами, компактными и эффективными пластинчатыми теплообменниками.

При организации вентиляции в здании применяют системы рекуперации (утилизации для повторного использования) тепла отработанного воздуха и переменной производительности приточно-вытяжных агрегатов в зависимости от числа людей в здании. Эти системы позволяют не тратить впустую тепло, вырабатываемое людьми, осветительными приборами, торговым и офисным оборудованием, и снижают тем самым потребление тепла от внешнего источника - теплосети или котельной.

Примером домов, которые в будущем позволят человеку 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". "Энергоэффективным" будет считаться такой дом, в котором комфортная температура поддерживается зимой без применения системы отопления, а летом - без применения системы кондиционирования.

Чтобы дом был энергоэффективным, при его строительстве должно быть сделано следующее:

1. Применение современной тепловой изоляции трубопроводов отопления и горячего водоснабжения.

2. Индивидуальный источник теплоэнергоснабжения (индивидуальная котельная или источник когенерации энергии).

3. Тепловые насосы, использующие тепло земли, тепло вытяжного вентиляционного воздуха и тепло сточных вод.

4. Солнечные коллекторы в системе горячего водоснабжения и в системе охлаждения помещения.

5. Поквартирные системы отопления с теплосчетчиками и с индивидуальным регулированием теплового режима помещений.

6. Система механической вытяжной вентиляции с индивидуальным регулированием и утилизацией тепла вытяжного воздуха.

7. Поквартирные контроллеры, оптимизирующие потребление тепла на отопление и вентиляцию квартир.

8. Ограждающие конструкции с повышенной теплозащитой и заданными показателями теплоустойчивости.

9. Утилизация тепла солнечной радиации в тепловом балансе здания на основе оптимального выбора светопрозрачных ограждающих конструкций.

10. Устройства, использующие рассеянную солнечную радиацию для повышения освещенности помещений и снижения энергопотребления на освещение.

11. Выбор конструкций солнцезащитных устройств с учетом ориентации и посезонной облученности фасадов.

12. Использование тепла обратной воды системы теплоснабжения для напольного отопления в ванных комнатах.

13. Система управления теплоэнергоснабжением, микроклиматом помещений и инженерным оборудованием здания на основе математической модели здания как единой теплоэнергетической системы.

Есть и другие пути рациональнее использовать электроэнергию, причем не только на производстве, но и в быту. Так, уже давно известны "умные" системы освещения. Энергосберегающий эффект основан на том, что свет включается автоматически, именно когда он нужен. Выключатель имеет оптический датчик и микрофон. Днем, при высоком уровне освещенности, освещение отключено. При наступлении сумерек происходит активация микрофона. Если в радиусе до 5 м возникает шум (например, шаги или звук открываемой двери), свет автоматически включается и горит, пока человек находится в помещении. Такие системы освещения используют энергосберегающие лампы.

Светодиодные светильники позволяют достичь существенной экономии электроэнергии по сравнению с традиционными источниками света лампами накаливания (до 80%) и люминесцентными лампами (свыше 40%). Эти светильники можно использовать в освещении самых разных объектов: подземных пешеходных переходов и автомобильных парковок, садово-парковом освещении, уличном освещении, освещении в ЖКХ и аварийном освещении.

Существуют и перспективные энергосберегающие проекты в транспортной отрасли. Американские инженеры подошли вплотную к производству легковых автомобилей, оснащенных насадками, преобразующими тепло выхлопных газов в электричество. Теплоэлектрогенератор, установленный на глушителе, преобразовывает часть тепла выхлопных газов в электричество, которое в дальнейшем может обеспечивать работу системы климат контроля, музыкальной системы и т.п.

Немецкие ученые разрабатывают высокоэффективные энергосберегающие устройства, необходимые для автомобилей с гибридными двигателями. Устройство работает с помощью нефти на автостраде и на электричестве в городе, таким образом, используя сравнительно меньше энергии.

2.Современные энергосберегающие технологии и перспективы их применения на основе опыта применяемого в разных странах мира

Проблемы энергосбережения приобретают особую остроту в связи с ростом спроса на энергоресурсы, перманентным повышением тарифов на тепловую и электрическую энергию, ухудшением экологии. Разработка и внедрение новых энергосберегающих технологий -- это главная задача в современном мире. Одним из самых активных потребителей энергоресурсов в нашей стране является строительный комплекс.

Сегодня большинство стран мира разрабатывают и реализуют стратегии повышения эффективности использования энергетических ресурсов.

В развитых странах на строительство (включая эксплуатацию) расходуется около половины всей энергии, так в развивающихся странах -- это почти третья часть. В России на строительство тратится 40 - 45 % вырабатываемой энергии, это делает энергосбережение в строительной отрасли очень актуальным. Энергосбережение России находится еще на начальной стадии.

А вот на Западе внедрение энергосберегающих технологий осуществляется с 1970-х годов, после масштабного энергетического кризиса. В большинстве развитых стран были разработаны законодательные акты, начали внедряться меры нормативного, тарифного, технологического характера, направленные на энергосбережение.

В России работа по энергосбережению в строительстве сталкивается со многими проблемами. Одним из самых активных потребителей энергии в нашей стране является строительный комплекс. Возможностей экономии энергии в данной сфере большое множество, одним из таких являются энергосберегающие технологии в строительстве. Мероприятия по энергосбережению в строительстве является трудоемким процессом и очень сложным, следовательно сталкивается с большими проблемами, такими как:

-недостаток квалифицированных специалистов по энергосбережению, имеющих представление о новых технологиях;

- отсутствие эффективной системы мотивации и базы инновационных технологий;

- отсутствие на рынке крупных компаний, заинтересованных во внедрении новых энергосберегающих технологий;

-новые технологии, направленные на энергосбережение являются дорогостоящими, в следствие чего с трудом продвигаются на рынке сбыта;

- отсутствие системы стандартов и строительных норм и правил, направленных на энергосбережение;

- недоступность финансовых ресурсов, в т. ч. высокие процентные ставки по кредитам;

- федеральные законы, постановления правительства, необходимые подзаконные акты, по этому вопросу имеют большие недоработки.

В большинстве региональных программах существуют неточности и из-за недостатка статистических данных, которые требуются для определения показателей энергосбережения. У нас отсутствуют разработанные программы по поддержке потребителей и производителей, выпускающих энергосберегающие материалы.

2.1 Направления энергетической эффективности в строительстве

Для того чтобы в России эффективно использовался процесс энергосбережения, необходимо ориентироваться на опыт зарубежных стран в области энергетической эффективности в строительстве. Исходя из этого, можем выделить направления, которые систематизированы в таблице 1.

Таблица 1. Направления энергетической эффективности в строительстве

2.2 Современное поколение энергосберегающих материалов

Решение проблемы сокращения энергетических затрат должно быть только комплексным, так как улучшение отдельно взятого элемента не позволит кардинально снизить энергопотребление. Существует большое количество разнообразных методов повышения рационального использования имеющихся энергетических ресурсов и мощностей.

Применение эффективных энергосберегающих технологий в современном строительстве - это не просто веяние времени, а давно назревшая необходимость. Но работы над энергоэффективностью в нашей стране если и ведутся, то пока не приносят видимых результатов. Так как правило, в строительстве, используются самые дешевые и, конечно, наименее эффективные материалы.. Новые технологии, направленные на энергосбережение, сложно продвигаются из-за того, что конечный продукт, для изготовления которого они используются, становится более дорогим по сравнению с обычным.

Вместе с тем в России за последние 20 лет налажен выпуск многих энергосберегающих конструкций и материалов, используемых в строительстве (таблица 2).

Таблица 2. Современное поколение энергосберегающих материалов

На протяжении многих лет в Европе, странах Скандинавии используют энергосберегающие технологии при строительстве и реконструкции зданий. В этих странах создали законодательные нормы с учетом экономических интересов собственников жилья и инвесторов. Повышения уровня энергоэффективности добиваются с помощью применения эффективной теплоизоляции, установки теплонасосов, современных оконных рам и дверей, недопускающих утечки теплого воздуха, использования котельных установок с высоким КПД и приборов поквартирного регулирования температуры.

В России тоже уже появилось множество интересных жилых проектов и знаковых объектов, например комплекс «Москва-Сити». Его небоскребы уже стали своеобразным символом нашей столицы. На рынке появилась недвижимость новых форматов -- квартиры-студии, мансарды, апартаменты и другие.

Рынок энергоэффективных строительных материалов достаточно широк, но их отбор должен основываться на теплотехнических расчетах и исходя из проектных конструктивных и объемно - планировочных решений энергосбережения в зданиях. Использование современных энергоэффективных конструкций и материалов позволяет создавать здания не только с низким потреблением энергии, но и с различными показателями ценового диапазона, комфортабельности и экологичности, что является актуальным в рамках современной строительной индустрии. Помимо этого, требуется разработка мер персональной ответственности за несоблюдение застройщиками стандартов энергетической эффективности.

Как и во многих других сферах, Международные стандарты будут продолжать вносить все больший вклад в энергетический сектор, помогая повышать безопасность и эффективность производства, распределения и использования энергии всеми участниками экономического рынка, обеспечивая качество и надежность, делая возможным многофункциональный контроль, операционную совместимость и взаимную связь, а также сокращение отходов и влияния на окружающую среду. Они вносят вклад в развитие рынка и внедрение энергоэффективных технологий и прокладывают путь для разработки и использования альтернативных возобновляемых источников энергии.

На пути повышения энергоэффективности и энергосбережения в сфере строительства встречается много преград. Это недостаток мотивации, информации, финансовых ресурсов, организации и координации, навыков проектирования, контроля качества и соблюдения технологии строительства или реконструкции, опыта эксплуатации энергоэффективных зданий. Для реализации политики повышения энергоэффективности энергосбережения требуются значительные финансовые, организационные и информационные ресурсы, в том числе и бюджетные. В России недостаточно вкладывается средств на повышение энергоэффективности, в сравнении с такими странами как США и Китай. Потенциал энергосбережения в России очень велик, и это обусловлено не только масштабами страны. Меры, направленные на повышение энергоэффективности, должны носить комплексный характер, осуществляться последовательно и настойчиво на всех уровнях власти. Без этого мы вновь и вновь будем сталкиваться с ситуацией, описанной в древней летописи: «Земля наша велика и обильна, а порядка в ней нет». Нужно наводить порядок.

Список литературы

инновационный энергия строительство

1.Аверина О. И., Москалёва Е. Г., Морозкина Т. С. Критерии оценки энергетической эффективности // Молодой ученый. -- 2014. -- № 8;

2.Анализ реализации приоритетного направления развития «Энергосбережение и новые технологии» / Е. Г. Москалева, А. А. Ганина// Экономика и социум. -- 2014. -№ 1;

3.Гришунина Н.А., Москалёва Е.Г. Энергосбережение как фактор устойчивого развития Республики Мордовия / Е. Г. Москалёва, Н. А. Гришунина // Молодой ученый. -- 2015. -- № 3;

4.Дергунова Е. О., Москалева Е. Г.Стратегия управления эффективным ресурсопотреблением // Экономика и социум. 2015. № 1;

5. Логинова Е. В.,Москалева Е. Г. Влияние мероприятий по энергосбережению на финансовые результаты предприятия // Экономика и социум. 2015. № 1;

6. Москалева Е. Г., Малышева О. О. Технологии энергосбережения -- залог устойчивого развития // «Экономика и социум». -- 2014.- № 1-2;

7. Чепцов В.В. Экономика России в период кризиса и сценарии дальнейшего развития // Российское предпринимательство. --2013.- № 4.

Размещено на Allbest.ru