Энергосбережение (экономия энергии) — реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии. Энергосбережение — важная задача по сохранению природных ресурсов.

В Украине и других странах бывшего СССР в настоящее время наиболее насущным является бытовое энергосбережение (энергосбережение в быту), а также энергосбережение в
сфере ЖКХ.

Проектирование и строительство энергоэкономичных зданий

На обогрев зданий в зимний и охлаждение в летний периоды расходуется большое количество тепловой и электрической энергии. Применение комплекса грамотных решений на этапах проектирования и строительства позволяет многократно снизить общее потребление энергии в процессе дальнейшей многолетней эксплуатации жилых и нежилых зданий.

Архитектурное решение

Энергетически рациональная ориентация здания относительно сторон света с точки зрения расположения оконных проемов и балконных дверей.

Одним из наиболее простых и эффективных решений повышения экономичности и комфортности зданий является правильная ориентация зданий относительно сторон света. Зимой наибольшее поступление солнечной лучистой энергии приходится на стены и окна южной ориентации (в северном полушарии), в летний период больше всего облучаются восточные и западные стены и окна. В этой связи наиболее рациональной ориентацией является широтное расположение вытянутых в плане зданий с таким расчётом чтобы общая площадь южных окон была максимальна, а восточных и западных минимальна. Если проектируемое здание имеет в плане форму близкую к квадратной то большую часть окон следует расположить с юга и севера и по возможности уменьшить количество и площадь восточных и западных окон. Сами здания следует располагать на достаточном расстоянии друг от друга во избежание существенного затенения одного здания другим в зимний период. Улицы для жилой застройки (особенно индивидуальной) также рекомендуется проектировать в широтном направлении: южные окна домов в таком случае будут выходить на улицу или во двор и, следовательно, не будут затеняться рядом стоящими соседними домами.

Объемно-планировочное решение

Небольшой козырёк над южными окнами защищает от лучей летнего солнца. Что избавит от необходимости устанавливать и включать кондиционирование в летний период;

Энергоэффективная форма дома без внутренних углов, обеспечивающая минимальную площадь наружных стен;

Оптимальная площадь остекления;

Наличие тамбуров на входах.

Конструктивные решения

Непрерывная изолирующая оболочка наружных ограждений здания с внешней стороны из высокоэффективных теплоизоляционных материалов, отсутствие мостов холода, герметичность.

Теплоизоляция с внешней стороны здания имеет ряд преимуществ перед внутренней теплоизоляцией: значительно сглаживаются колебания температуры в помещении за счёт тепловой инерции внешних стен, улучшаются условия эксплуатации материала внешних стен и т.д.

Использование оконных систем с высоким уровнем теплозащиты: стеклопакеты из стекла с селективным покрытием (i-стекло) и с наполнением межстёкольного промежутка тяжёлыми инертными газами, многокамерные пластиковые профили и профили из клееного деревянного бруса, качественные уплотнители и тёплые дистанционные рамки.

Инженерные решения

Обеспечение воздухообмена с минимальными потерями тепла в холодный период года и прохлады в жаркий период, обеспечиваемого механической приточно-вытяжной системой с рекуперацией тепла.

Использование энергии внешних природных источников и окружающей дом территории, например, использование солнечной энергии для отопления и нагрева воды, использование круглогодично стабильной температуры подземного грунта для обогрева зимой и кондиционирования летом с помощью теплового насоса, который позволяет получить или отвести наружу до 5 кВт*ч тепловой энергии на каждый киловатт-час затраченной электроэнергии.

использование внутренних тепловыделений дома, например, нагрев воды с помощью тепла выделяемого внешним блоком кондиционера.

Дополнительная экономия тепловой и электрической энергии за счёт использования автоматизированной системы управления всеми техническими устройствами в здании (система «Умный дом»)

В настоящее время энергосбережение — одна из приоритетных задач. Это связано с дефицитом основных энергоресурсов, возрастающей стоимостью их добычи, а также с глобальными экологическими проблемами.

Экономия энергии – это эффективное использование энергоресурсов за счет применения инновационных решений, которые осуществимы технически, обоснованы экономически, приемлемы с экологической и социальной точек зрения, не изменяют привычного образа жизни. Это определение было сформулировано на Международной энергетической конференции (МИРЭК) ООН.

Энергосбережение в любой сфере сводится по существу к снижению бесполезных потерь энергии. Анализ потерь в сфере производства, распределения и потребления электроэнергии показывает, что большая часть потерь – до 90% – приходится на сферу энергопотребления, тогда как потери при передаче электроэнергии составляют лишь 9–10%. Поэтому основные усилия по энергосбережению сконцентрированы именно в сфере потребления электроэнергии.

Требования к проектированию раздела «Экономия энергии»

Строительный объект должен быть запроектирован и построен так, чтобы в течение экономически обоснованного периода нормальной эксплуатации при выполнении установленных требований к внутреннему микроклимату помещений и другим условиям проживания и (или) деятельности людей обеспечивалось эффективное и экономное расходование энергетических ресурсов

Основное требование «экономия энергии» касается снижения энергопотребления строительных объектов при их эксплуатации с учетом климатических условий, местонахождение и назначения.

Требование по экономии энергии распространяется на использование энергии для отопления и охлаждения помещений, регулирование влажности, горячего водоснабжения, вентиляции.

При определении применения энергии для обеспечения соответствующих условий при эксплуатации строительных объектов необходимо учитывать условия окружающей среды.

Обеспечение выполнения основного требования осуществляется за счет использования комплекса мероприятий, связанных с:

  • проектированием теплоизоляционной оболочки строительных объектов с обеспечением снижения тепловых потерь через ее элементы;
  • использованием объемно-планировочных решений строительных объектов, одновременно обеспечивают снижение тепловых потерь через теплоизоляционную оболочку и тепловые поступления от солнечной радиации;
  • применением конструктивных решений и оборудования, обеспечивающих использование для обеспечения необходимых параметров внутреннего воздуха и для горячего водоснабжения возобновляемых источников энергии, включая солнечную радиацию;
  • обеспечением регулируемого воздухообмена, допустимого санитарными нормами;
  • проектированием инженерного оборудования с учетом эксплуатационных температурных, влажностных режимов технологических процессов строительных объектов;
  • проектированием конструктивных решений элементов теплоизоляционной оболочки с учетом изменений теплофизических характеристик материалов в процессе эксплуатации изделий.

Энергетические потребности строительных объектов определяются:

  • климатическими параметрами внешней среды в месте расположения строительного объекта;
  • параметрами внутренней среды строительного объекта и условиями его эксплуатации;
  • проектными характеристиками строительного объекта;
  • теплофизическими свойствами применяемых строительных изделий.

На энергетические нужды влияют также тип энергии, используемой, ее стоимость, промежуток времени ее использования и пиковое значение энергетической потребности.

Технические принципы энергосбережения

Количество энергии, необходимой для нагрева, охлаждения

и регулирования влажности помещений, определяют на основании:

  • внутренних условий (расчетных, требований комфорта) на строительном объекте;
  • параметров внешней среды (температура, влажность, излучения, ветер и т.п.);
  • показателей теплопередачи здания или качества теплоизоляционной оболочки строительного объекта;
  • характера прохождения водяного пара через толщу ограждающих конструкций строительного объекта, интенсивности образования водяного пара в толще ограждающих конструкций, на их внутренней поверхности и в помещениях;
  • воздухопроницаемости теплоизоляционной оболочки строительного объекта;
  • минимальных и максимальных показателей воздухообмена в результате естественной или принудительной вентиляции;
  • факторов формы строительного объекта, ориентации и положения солнца для прозрачных элементов и последствий затенение и солнцезащитных;
  • динамических тепловых характеристик конструктивной системы строительного объекта, а также нагревательных и охладительных установок;
  • эффективности (коэффициента полезного действия) режима работы и управления для установок нагрева, кондиционирования воздуха и увлажнения.

Завершением раздела «Энергоэффективность» является энергетический паспорт – документ, отражающий уровень теплозащиты и эксплуатационной энергоемкости здания в целом, а также величины энергетических нагрузок на это здание.
По нему можно проверить правильность представления о том, что энергоэффективность запроектированного здания соответствует требованиям норм, а также установить минимально необходимое теплопотребление здания
за определенный период времени при соответствии фактических и проектных теплотехнических характеристик наружных ограждений или выявить их несоответствие в процессе натурных испытаний.