Постоянный рост цен на энергоресурсы заставляет самым серьезным образом относиться к энергетической эффективности возводимых зданий. Кроме того, требования к комфорту также претерпели существенные изменения, наличие климатического оборудования стало практически обязательным для большинства объектов.
Возведение энергоэффективных зданий с комфортным климатом требует использования самых современных энергосберегающих технологий и специализированного оборудования. Новые энергосберегающие подходы затрагивают весь спектр систем жизнеобеспечения, включая:
· отопление;
· кондиционирование;
· вентиляцию;
· электрификацию;
· аварийное резервирование электроэнергии и пр.
Важно отметить, что для достижения действительно высоких показателей энергетической эффективности необходим комплексный подход, затрагивающий как технологии возведения объектов, так и применяемые системы инженерных коммуникаций.
Применяемые технологии
Главной задачей при возведении зданий с высокой энергетической эффективностью является минимизация утечек тепла. Чем ниже теплопроводность конструкций, тем меньше затраты на отопление и кондиционирование. Для решения этой задачи используют:
· стеновые материалы с низкой теплопроводностью;
· эффективные стеновые и кровельные утеплители;
· многокамерные стеклопакеты окон;
· входные двери с термическим разрывом.
Современное здание сводит к минимуму утечки тепла зимой и холода (кондиционирование воздуха) летом. Высокая тепловая емкость конструкций уменьшает температурные перепады – дневное тепло согревает ночью, ночная прохлада – охлаждает комнаты днем. Кроме того, такие конструкции сглаживают перепады влажности, что также благотворно отражается на микроклимате.
Система отопления
Современная система отопления может включать в себя самое разное оборудование. В автономной системе в качестве источника тепла обычно используется газовый котел. При поступлении теплоносителя из централизованной сети устанавливается теплообменник, разделяющий наружную и внутреннюю сети и позволяющий экономить энергоресурсы.
Также применяется погодозависимая автоматика, управляющая работой котла или теплообменника с учетом уличной температуры. Применение электронных термостатов, программируемых контроллеров позволяет точно поддерживать заданную температуру, изменять ее с учетом времени суток и дня недели. Все вместе это дает существенную экономию энергоресурсов.
Вентиляция с системой рекуперации энергии
Система вентиляции призвана поддерживать в помещениях необходимую чистоту и влажность воздуха. Но она же, в классическом варианте, дает до половины общих потерь энергии. Нагретый или охлажденный воздух просто уходит на улицу, приводя к неоправданным затратам энергоресурсов.
Чтобы избежать этого, используют рекуператор энергии. По принципу работы он представляет собой теплообменник – выходящий на улицу грязный воздух и поступающий чистый обмениваются теплом, не смешиваясь между собой. КПД таких систем достигает 80%, что позволяет значительно снизить потери энергии на воздухообмен.
В приточной вентиляции также может устанавливаться теплообменник, получающий энергию от газового котла. Если поступающий воздух слишком холодный, он подогревается в теплообменнике. Температура нагрева может регулироваться термостатом.
Также в системах вентиляции активно используются чиллеры и фанкойлы. Чиллер охлаждает воду, которая по трубам поступает в расположенные в помещениях потолочные или напольные фанкойлы. Воздух, проходя через них, охлаждается. Грамотно спроектированная и смонтированная вентиляция позволяет значительно снизить потребление энергии.
Чистый воздух для здоровья и долголетия
Соотношение кислорода и углекислого газа в воздухе оказывает существенное влияние на самочувствие человека, его настроение и работоспособность. Поэтому чистоте воздуха в современных домах уделяется самое пристальное внимание. Чтобы достичь нужных показателей, используется принудительная вентиляция с рекуперацией энергии.
Такая система не только подает в помещения свежий воздух с улицы, но и очищает его от пыли и других взвешенных частиц. Для очистки используются различные виды фильтров, от простых механических до специализированных антибактериальных и антивирусных, фотокаталитических и пр.
При наличии такой системы нет необходимости открывать окна для проветривания, воздух всегда чистый и свежий. В помещения не попадает пыль, не мешает уличный шум. Если какая-то пыль, запахи, иные загрязнения появляются в самом помещении, воздух быстро очищается фильтрами в фанкойлах.
Эффективная система климат-контроля
В энергоэффективных зданиях строгие границы между системами вентиляции, отопления и кондиционирования практически отсутствуют. Есть общая климат-система, состоящая из нескольких взаимосвязанных подсистем. При этом огромную роль играют датчики, контролирующие конкретные параметры, и контроллеры, определяющие алгоритмы работы системы.
Также часто используются современные электронные термостаты ‒ например, NUT Microart. Они ставятся в каждом помещении и подключаются к исполнительным механизмам систем отопления, вентиляции и кондиционирования. Настроенный на определенную температуру, термостат автоматически поддерживает ее в помещении. Такая система практически полностью копирует автомобильную систему климат-контроля.
Электронный термостат может поддерживать и заданную температуру воды в бассейне. Используется теплообменник, соединенный с системой отопления. Во второй контур подается вода из бассейна. Термостат контролирует ее температуру и, при необходимости, подогревает, управляя работой циркуляционного насоса в первом контуре.
Важным достоинством современных систем климат-контроля является удобство эксплуатации. Они работают автоматически, но при необходимости их параметры можно изменять как вручную на каждом приборе, так и через ПК, планшет или смартфон из любой точки мира. Кроме того, удаленное подключение позволяет эффективно контролировать работу оборудования.
Автономные системы энергообеспечения
Интерес к автономным системам энергообеспечения постоянно растет. Это вызвано как дороговизной энергоресурсов, так и стремлением компаний и частных лиц не зависеть от поставщиков электроэнергии или свести такую зависимость к минимуму. Отличным вариантом в данном случае будет применение гибридно-сетевой электростанции. В качестве источника энергии для нее могут использоваться солнечные панели, ветрогенератор.
В большинстве случаев речь идет о создании резервно-автономной системы. Ее основная задача ‒ обеспечить аварийное электроснабжение при отключении электропитания во внешней централизованной электросети. В такую систему, как правило, входят:
· солнечные панели;
· солнечный контроллер;
· инвертор;
· АКБ;
· резервный генератор (бензиновый, дизельный и пр.).
Учитывая положение солнца в средней полосе России, солнечные панели могут монтироваться вертикально, что существенно уменьшает их загрязнение. Основную часть времени система вырабатывает электроэнергию и подает ее в домашнюю сеть. Это позволяет полностью отказаться от потребления энергии от внешней сети или свести его к минимуму. Излишки генерируемой электроэнергии, в соответствии с действующим законодательством, могут продаваться.
При отключении внешнего сетевого электропитания гибридный инвертор автоматически переключает потребителей на питание от аккумуляторов. Если отключение длительное, при разряде АКБ до заданного уровня гибридный инвертор автоматически включает генератор.
Подведем итог. Если при возведении здания применить все перечисленные технологии, его энергетическая эффективность будет минимум в два раза выше, чем у обычных домов, в которых не используются данные технологи в нужном объеме. Все затраты на реализацию технологий сбережения энергии окупаются в течение нескольких лет.