Использование солнечной энергии в домостроении
4.4.1. Особенности энергопотребления в жилом секторе
Понятие энергосберегающего строительства включает в себя сокращение потребления тепла зданиями, а также создание условий для сокращения теплопотребления посредством особо энергорентабельных технических систем. Энергосберегающее строительство способствует экономии энергоресурсов и сокращению выбросов вредных веществ в атмосферу. Можно отметить следующие особенности энергопотребления в строительстве [Кундас, С. П., 2007].
1. В потреблении энергии жилыми помещениями решающую роль играет доля тепловой энергии: в сфере частного домашнего хозяйства около 86 % всей энергии выпадает на долю отопления и горячего водоснабжения (рис. 39).
Рис. 39. Распределение потребления энергии в жилых помещениях
Доля электроэнергии, затрачиваемая на пользование бытовыми приборами и на освещение помещения, значительно меньше. В Германии, например, значительная часть электроэнергии расходуется для отопления (26 %) (рис. 40).
Рис. 40. Потребление электроэнергии в быту
2. В отличие от потребления энергии в промышленности и транспорте, теплоснабжение зданий требует гораздо меньших затрат электроэнергии, что раскрывает огромный ресурсосберегающий потен
циал. К примеру, с помощью энергосберегающих конструкций расход тепловой энергии можно сократить более чем на треть от среднего объема потребления энергии фондом старых жилых домов.
3. применяя эффективные методы создания соединений строительных конструкций и соблюдая необходимые меры по содержанию в исправности всех тепловых уплотнений, можно значительно улучшить теплоизоляцию и внедрить эффективную технику по выработке тепла, что приведет к снижению потребления тепловой энергии по экономически допустимой цене.
4. в нашей стране в настоящее время имеются все необходимые стройматериалы и технические средства для применения этого огромного экономического потенциала.
Факторы, оказывающие влияние на теплопотребление. потребление тепловой энергии зданиями зависит от конструкции постройки, архитектурного планирования, метода строительства, а также от способа возведения и эксплуатации здания. основными факторами, оказывающими влияние на потребление тепловой энергии, явлются:
• уплотненность зданий;
• теплоизоляция оболочки зданий;
• предотвращение утечки тепла;
• воздухонепроницаемость оболочки зданий;
• способ проветривания;
• пассивное использование солнечной энергии посредством окон, ориентированных на южную сторону, и теплоизоляционных материалов в строительных конструкциях;
• условное деление здания на зоны путем ориентированных на северную сторону помещений с эпизодическим или постоянным понижением температуры внутри здания;
• эффективность выработки тепловой энергии;
• потери при аккумулировании и распределении тепла;
• соблюдение жильцами режима эксплуатации технического оборудования (температура воздухообмена в помещениях, потребление горячей воды, пассивное потребление солнечной энергии, величина подачи тепла).
энергосберегающее строительство ведет к радикальным изменениям теплового баланса зданий. каких результатов можно достичь, можно определить путем сопоставления годового теплового баланса среднестатистических частных домов с частными домами низкого энергопотребления, теплопотребление которых почти на одну пятую меньше. Для теплового баланса характерны следующие качественные и количественные изменения:
• показатели потери тепла в обычном доме можно снизить на треть за счет теплоизоляционных внешних строительных элементов здания. повышенная теплоизоляция внешних строительных элементов представляет собой эффективный метод снижения годового теплопотребления;
• потеря тепла при проветривании снижается на одну треть посредством сокращения воздухообмена в гигиенических целях. но несмотря на это процентная доля суммарных потерь все же возрастает. однако рекуперация тепла из отработанного воздуха в домах с низким энергопотреблением позволяет сделать значительный количественный вклад в покрытие тепловых потерь;
• в переходные месяцы солнечное тепло, а также тепло, выделяемое людьми и приборами, вносит лишь незначительный вклад в отопление помещений. однако их относительное значение в тепловом балансе домов с низким энергопотреблением постепенно растет;
• система отопления в домах с низким энергопотреблением меньше нуждается в компенсации рекуперации тепла. она приобретает характер «дополнительного отопления», которое должно особенно быстро реагировать на изменение температуры помещения.
подводя итоги сравнения тепловых балансов, можно отметить, что самая эффективная стратегия энергосберегающего строительства состоит в оптимизации строительной теплоизоляции зданий, что способствует сокращению потерь тепла.