ПРИМЕНЕНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В ЖИЛОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Запас нефти, газа и других минеральных ресурсов на Земле не вечен. Это стимулировало поиск  альтернативных источников энергии, экологически чистых, экономичных и практически безграничных. И эти источники были открыты!

Во многих странах мира полным ходом идёт развитие альтернативных источников энергии, таких как: энергия ветра, энергия солнца, энергия из чрева Земли и т.д. Больше всего продвинулась в этом направлении Германия.

Ветроэнергетические установки изобрели ещё в 80-е годы двадцатого века, но широко использоваться они стали только в наши дни. Причина в том, что первые установки были малой мощности и не могли накапливать энергию, и если не было ветра – энергия не вырабатывалась. Современные ветряки уже обладают большой мощностью и способностью накапливать энергию. Их устанавливают повсюду: в полях, степи и даже на воде!

С энергией солнца была та же ситуация: малая мощность и неспособность накапливать энергию. Сейчас же множество домов в Германии обеспечивает себя энергией и теплом, устанавливая солнечные батареи на крыше своих домов. Солнце – это гигантская электростанция: оно за один час даёт больше энергии, чем потребляется за один год всеми жителями Земли.

Неисчерпаемый потенциал энергии находится также в чреве Земли: тепло, хранящееся в горной породе. Сегодня работающие во всём мире геотермальные электростанции производят столько же электроэнергии, сколько семь АЭС. В этом плане геотермия заметно отстаёт от других возобновляемых источников энергии.

Добывается же геотермальная энергия с помощью двух скважин. Из одной горячая вода подаётся наверх, её тепло используется для энергопроизводства, а затем остывшая вода через вторую скважину снова закачивается вниз в горячие слои породы.

Интересным в этом вопросе стал такой термин, как  «Пассивный дом». Он потребляет минимум энергии и внешне он мало отличается от остальных домов. За исключением фотоэлементов на крыше.

Архитекторы пассивных домов стремятся удержать максимально много солнечной энергии, ориентируя их на юг. Тройное стекло больших окон обеспечивает минимальные потери тепла.

Ядро такого дома – автоматическая система вентиляции. Она забирает из отработанного воздуха тепло и обогащает его свежим воздухом. В холодные зимние дни включается теплообменник, подогревающий свежий воздух до 5ºС.

Пассивные дома – лидеры по энергоснабжению благодаря оригинальной теплоизоляции. Теплопотеря внешних стен, пола и крыши сокращается за счёт теплоизоляционной оболочки толщиной 24…40см.

Энергоснабжение пассивных домов осуществляется за счёт возобновляемых источников энергии. Электричество вырабатывает фотоэлемент на крыше. Дополнительное тепло необходимо редко, и тогда используются котлы на древесных отходах или экологически чистые геотермические установки.

В Германии, Австрии, Швейцарии и Италии сейчас построено уже около 6000 пассивных домов. Но экологичными могут быть не только пассивные дома. Большой выбор строительных материалов и энерготехнологий позволяет переоборудовать в соответствии со стандартом обычные дома. Сюда относится альтернативное отопление котлом на древесных отходах, геотермия и получение тепла их отработанного воздуха. Солярные установки дают тёплую воду, фотоэлементы вырабатывают электричество. «Контролируемая вентиляция» с фильтрами тонкой очистки обеспечивает хороший климат.

Существует европейская классификация зданий в зависимости от уровня энергопотребления во время их эксплуатации:

• Старые здания (построенные до 1970-х годов) - требуют для своей жизнедеятельности около  300 кВт-час/м² в год. Этот стандарт до сих пор отвечает и обычным зданиям, которые строятся в Казахстане.

• Новые здания (которые строились в Европе с 1970-х до 2002 года) — 150 кВтh/(м²a).

• Дома низкого потребления энергии (с 2002 года в Европе не разрешено строительство домов с большим энергопотреблением) — 60 кВт-час/м² в год.

• Пассивный дом (принят Закон, согласно которому с 2019 года в Европе нельзя строить дома по стандартам ниже, чем пассивный дом) — 15 кВт-час/м² в год.

• Дом нулевой энергии (здание, архитектурно имеющее тот же стандарт, что и пассивный дом, но инженерно оснащенное так, чтобы потреблять только ту энергию, которую само и вырабатывает) — 0 кВт-час/м² в год.

• Дом плюс энергии (здание, которое с помощью установленного на нем инженерного оборудования: коллекторов, солнечных батарей, тепловых насосов, рекуператоров и т.п. вырабатывает больше энергии, чем само потребляет).

Директива энергетических показателей в строительстве (EnergyPerformanceofBuildingsDirective), принятая странами Евросоюза в декабре 2009 года, требует, чтобы к 2020 году все новые здания были близки к энергетической нейтральности.

На сегодняшний день Казахстан тоже старается не отставать в использовании альтернативных источников энергии. В 2007 году доля альтернативных источников энергии от общего энергопотребления в Казахстане составляла 0,02%, к концу же 2010 года достигла 10%.

В Казахстане имеется значительный потенциал для развития отраслей экономики, базирующихся на возобновляемых ресурсах. В частности, это сельское хозяйство и переработка сельскохозяйственной продукции, водное хозяйство и рыбная промышленность, лесное хозяйство и лесоперерабатывающая промышленность, топливно-энергетическая, гидроэнергетика, ветроэнергетика, геотермальная энергетика.

Сейчас полным ходом по стране идёт строительство ветровых электростанций. В Казахстане существуют несколько ветряных ферм вблизи Астаны, Ерейментау и в районе Каркаралинска.

Профессор кафедры ПТ Кучин В.Н. внедрил в Доме Правительства инновационные установки – гидродинамические нагреватели. Принцип действия их основан на преобразовании энергии завихренного потока движущегося в нем под давлением жидкости в тепловую энергию с использованием эффекта кавитации.

Экономический эффект от внедрения трех экологичных установок составил 5 млн. тенге за год.

За технологиями использования возобновляемых источников энергии большое будущее. Они позволят более экономно расходовать богатства недр Казахстана, улучшить экологическую обстановку нашего региона.

Дешёвая энергия ветра и солнца позволит обеспечить энергией самые отдалённые населённые пункты. Создание отечественной энергетики альтернативных источников энергии – это стимул для развития промышленности, науки, высоких технологий, в том числе и в строительстве.

Список литературы:

1. Ахмяров Т.А., Беляев В.С., Спиридонов А.В., Шубин И.Л. Система активного энергосбережения с рекуперацией тепла // Энергосбережение.– 2013.– № 4.
2. Беляев В.С., Хохлова Л.П. Проектирование энергоэкономичных и энергоэффективных зданий. М. : Высшая школа, 1992. 255 с.
3. Тезисы докладов 71-ой студенческой научно-технической конференции НГАСУ (Сибстрин) Секция «Организация строительного производства. Экспертиза и управление недвижимостью» (23-24 апреля 2014 г.). Бассалыго И.Г. – Техническое обслуживание и ремонт пассивного дома.
4. Файст В. Основные положения по проектированию пассивных домов. М.: АСВ, 2011. 144 с.