Юрий Лапин - Экожилье - ключ к будущему

Энергия на протяжении всей историиявлялась важнейшим ресурсом, необходимым любому обществу. Она является одной из основных потребностей человека, предоставляющей возможность для отопления и освещения домов, приготовления пищи. Кроме того энергия необходима для промышленности, транспорта и связи.

В настоящее время в среднем на жителя земли вырабатывается 20 мвт*час/год, при этом разброс этого значения для стран разного уровня развития составляет более 50 раз. Суммарное потребление энергии человечеством в наше время превышает 120 миллиардов мвт*час/год и продолжает увеличиваться со скоростью прибдизительно 3% в год.

Экологические аспекты производства энергии

Производство и использование энергии всегда сопровождается экологическим ущербом, чего по видимому не удастся избежать и в будущем. Среди всех отраслей производства, энергетичесое лидирует по степени вредного воздействия на окружающую среду. При рассмотрении экологических проблем любого города, любой проимышленного района, всегда приходится сталкиваться, как с одним из главных, с букетом экологических проблем порожденных производством энергии. Экологический ущерб от энергетики как правило носит комплексный характер, загрязняются воздух, вода, почвы, отчуждаются под шахты, электростанции, отвалы и терриконы большие территории. С энергетикой связаны такие глобальные экологические проблемы как проблема кислотных дождей, потепления климата, озоновых дыр. Очевидно что кардинальный путь решения экологических проблем энергетики состоит в сокращении производства и потребления энергии. Расчет показывает что по крайней мере в жилищном сеторе можно обходиться многократно меьшим количеством энергии без ухудшенния условий жизни.

___________________________________________________________________________

Энергоэкономность и энергоэффективность

Первоначально на этом пути возникли программы экономии энергии, позднее стали говорить об энергоэффективности. Второй термин значительно шире, он подразумевает не только ликвидацию лишних трат энергии, но и повышение коэффицента полезного использования энергии во всех энергетических процессах.

Экономия энергии где бы то ни было всегда благоприятно отражается на состоянии природной среды поскольку позволяет сократить ее производство (или наращивать меньшими темпами) и избежать загрязнения и отходов по всей, как правило весьма длинной, цепочке ее производства, распределения и использования. По подсчетам специалистов энергосбережение оказывается в 4-5 раз экономически выгоднее чем выработка эквиваленнтного количества энергии.

Энергоэффективные дома

Энергоэффективные дома можно считать самыми близкими родственниками экологических, и с них почти можно начинать современную историю экодомостроения. Несмотря на то что энергоэффективность далеко не исчерпывает всех сторон экологического дома, она является одним из главных свойств экологического дома и степннь его энергоэффективности является одной из главных его характеристик. Успешные проекты энергоэффективных домов являются хорошей основой для конструирования экологических домов.

Потребление энергии в жилищном секторе

На энергоснабжение жилых и общественных зданий в странах с умеренным климатом тратится около трети всей потребляемой энергии, таким образом потенциал энергосбережения в жилищном секторе весьма велик.

Энергопотоки в жилище

Дом представляет собой единую теплоэнергетическую систему с проходящими через нее потоками различных энергий.

Рисунок

Энергопотери дома

Дом теряет энергию почти исключительно в виде тепла, поскольку все виды поступающей энергии превращаются в нем в тепло. Основных каналов теплопотерь дрма три: через ограждающие конструкции, через окна и с теплом вентилируемого воздуха. Поскольку в последнее время появились конструкции окон с достаточно большим сопротивлением теплопередаче, то впервые появилась возможность кардинально утеплять дома до такой степени, что им становится не нужна система отопления даже в весьма холодном климате. Таким образом становится реальным лозунг "лучше один раз утеплить дом, чем всю жизнь его отапливать".

Неотопительные теплопоступления

В доме помимо функционирования системы отопления, постоянно идут множество других энергетических процессов, сопровождающихся выделением тепла. Суммарно эти тепловыделения для средней величины коттеджа в среднероссийских условиях составят порядка 10 мвт*час за отопительный сезон. С другой стороны теплопотери за этот же период могут быть сделаны несколько ниже этой величины.

Система терморегулирования

Вместо системы отопления в хорошо изолированном доме для компенсации в экстремально холодные периоды достаточно иметь маломощную систему терморегулирования. Действовать она будет эпизодическии выполнена может быть по лучистому типу.

Вентиляция

На вентиляции в существующих домах теряется ориентировочно около трети всего тепла. Исходя из этого естественно было бы ее сократить , однако при этом могут ухудшиться качество внутреннего воздуха, что также недопустимо. Анализ показыват, что возможно проведение системы различного характера мероприятий нацеленных на замедление или компенсацию ухудшения гигиенических показателей внутреннего воздуха. При этом без ухудшения качества внутреннего воздуха окажется возможным сократить объемы вентиляции и вместе с тем потери тепла. Потери тепла на вентиляцию могут быть сокращены также применением искусственных сосредоточенных приточно-вытяжных систем вентиляции с теплообменниками или тепловыми насосами.

Энергоснабжение экодомов

Возобновляемые источники энергии

Для снабжения энергией экодомов естественно использование энергии возобновляемых источников (ВИЭ). Было бы неверным утверждать что ВИЭ экологически безупречны, но экологический ущерб от них несравненно меньше чем от традиционной энергетики.

Солнечная энергия

Первичной энергией для жизни на земле за небольшим исключением является солнечная. Она как показывают расчеты, в большинстве районов Земли может быть и основным источником энергии для экодома. Идея "солнечного дома" имеет солидный возраст, а если обратиться к традиционным верованиям, имеет еще и мистическое обоснование. Она составной частью входит в концепцию экологического жилища.

В центральной Европе годовой приход солнечной радиации составляет 1.1 мвт*час/м[2],[ ]в районах Сахары - 2.3 мвт*час/м[2]. В России приход солнечной энергии на горизонтальную поверхность колеблется от 0.7 мвт*час/м[2]*год на севере до 1.5 мвт*час/м[2]*год на юге.

Таблица 1. Среднегодовой приход солнечной энергии на горизонтальную площадку.