3. Гелиоэнергоактивные здания

3.1. Энергоэффективные здания.

Энергоэффективное здание включает в себя совокупность архитектурных и инженерных решений, наилучшим образом отвечающих целям минимизации расходования энергии на обеспечение микроклимата в помещениях здания. Энергоэкономичное здание включает в себя отдельные решения или систему решений, направленных на снижение расхода энергии на обеспечение микроклимата в помещениях здания.

При проектировании энергоэффективного здания архитектор решает задачу использовать наилучшим образом положительное энергетическое влияние (воздействие) наружного климата и максимально нейтрализовать отрицательное влияние наружного климата на тепловой баланс здания. В это же время инженер решает задачу организовать такую систему климатизации здания, которая с наименьшими затратами энергии обеспечивает требуемые параметры микроклимата в помещениях.

Снижение энергопотребления возможно только при условии строгого контроля и регулирования поступления и расхода энергии в зданиях, которые определяются необходимостью создания и поддержания требуемых микроклиматических параметров в различных помещениях в зависимости от условий внешней среды. Поэтому, центральное место в процессе проектирования энергоэффективных зданий (в том числе в условиях реконструкции) занимает оценка и регулирование энергетического баланса, т.е. структуры и величины энергопоступлений от различных источников и фактических энергозатрат, как в целом по зданию, так и в отдельных его помещениях.

В общем виде структура энергетического баланса любого здания (помещения) выглядит следующим образом (Табл. 1)

Таблица 1.

Структура энергетического баланса зданий и помещений

Энергопоступления	Энергозатраты полезные	Энергозатраты бесполезные
1. Энергия для: отопления охлаждения искусственной вентиляции искусственного освещения горячего водоснабжения. 2. Энергия от: солнца людей техники	1.Фактические затраты на: отопление охлаждение искусственную вентиляцию искусственное освещение горячее водоснабжение эксплуатацию бытовой и др. техники и оборудования	1.Потери энергии: теплопередачей через ограждающие конструкции, воздухообменом через наружные ограждения, воздухообменом через вентиляционные системы, при транспортировке, при преобразованиях 2. Перерасход энергии: вследствие нерациональных действий пользователей техники и оборудования, в виде “излишних” энергопоступлений, вследствие “борьбы” с эффектами “излишних” энергопоступлений

Понятно, что доли (удельные значения) того или иного вида энергозатрат меняются в зависимости от типа здания, природно-климатических условий, эффективности систем инженерного обеспечения и эксплуатационных качеств конструкций. Однако, данные исследователей большинства государств, озабоченных проблемами энергосбережения в строительстве, показывают, что наибольшие энергозатраты приходятся, как правило, на:

• отопление и покрытие энергопотерь при отоплении (европейские страны и Россия: основные статьи энергозатрат жилых зданий, составляющие до 60% от общего объема энергопотребления);

• охлаждение, т.е. кондиционирование воздуха (США, Япония: на системы кондиционирования воздуха во многих случаях приходится до 50% от общих энергозатрат на инженерное обеспечение зданий),

• искусственное освещение, затраты на которое в балансе энергопотребления крупных административных зданий и больниц могут составлять до 50% от общей суммы.

Следовательно, основные пути повышения энергоэффективности строительных сооружений включают:

1. всемерное снижение энергопотерь через ограждающие конструкции (в основном, за счет повышения компактности объемов, а также герметичности и теплоизоляционных свойств ограждений);

2. снижение энергопотерь при транспортировке энергии (в России, к примеру, потери электроэнергии при ее транспортировке по воздушным ЛЭП составляют до 20%; в теплосетях потери энергии составляют 1-2% на каждые 100 п.м. трассы);

3. утилизация энергетически ценных "отходов" систем инженерного обеспечения - вентвыбросов, канализационных стоков и т.п. (к примеру, в жилых зданиях, по данным датских специалистов, только с вентвыбросами теряется до 40% всего тепла);

4. оптимизация энергозатрат в системах инженерного обеспечения на основе оперативного учета изменения параметров внешней среды, устранение эффектов "излишнего обеспечения" (отопления, освещения и т.п.);

5. снижение энергопотребления системами инженерного обеспечения, оборудованием и техникой в целом, совершенствование их технико-экономических показателей;

6. целенаправленное использование энергетических ресурсов внешней среды - солнца, ветра, грунта, воды, воздуха и др.;

7. смена стереотипов поведения людей при потреблении энергоресурсов (в частности, при использовании бытовой техники) в целях их экономного расходования.

Экономический эффект от различных энергосберегающих мероприятий, проводимых в соответствии данным принципам в условиях России, отечественные специалисты оценивают, в целом, следующим образом:

Таблица 2