Обзор энергосберегающих технологий, применяемых в жилом многоэтажном строительстве



В настоящее время строительство многоэтажных жилых зданий стало неотъемлемой частью городской среды. Однако с увеличением количества таких зданий возникают проблемы потребления энергии. Для уменьшения воздействия на окружающую среду и экономии ресурсов все более активно внедряются различные энергосберегающие технологии. Обзор таких технологий в жилом строительстве позволит более глубоко понять их применимость, эффективность и перспективы в контексте современных требований к экологической устойчивости и экономической выгоды.

Энергосберегающие методы строительства играют одну из ключевых ролей в современной архитектуре, направленной на уменьшение негативного воздействия на окружающую среду и экономию ресурсов. Они включают в себя использование энергоэффективных материалов, таких как различные утеплители, солнечные панели для генерации электроэнергии и тепловые насосы для отопления и охлаждения. Другие методы включают в себя правильное расположение и изоляцию окон, установку разнообразного энергосберегающего оборудования, примером которого могут послужить LED-освещение и системы управления отоплением, а также применение технологии зеленых крыш и стен для естественной тепло- и звукоизоляции. Такие подходы не только снижают потребление энергии и выбросы парниковых газов, но и экономят средства на долгосрочной перспективе, делая здания более устойчивыми и экологически чистыми. Разберем некоторые из указанных выше методов более подробно.

Теплоизоляционные материалы

Качественную аналитику теплоизоляционных материалов провели П. И. Горелик и Ю. С. Золотова в своей работе «Современные теплоизоляционные материалы и особенности их применения [1].

В вышеуказанной работе представлена таблица, позволяющая определить степень энергоэффективности того или иного теплоизоляционного материала, что позволяет на стадии проекта оптимизировать итоговую строительную продукцию по количеству тепловых потерь.

Таблица 1

Сравнение характеристик теплоизоляционных материалов (П. И. Горелик, Ю. С. Золотова «Современные теплоизоляционные материалы и особенности их применения»)

Тип материала/ Характеристика сравнения	Область применения	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К)	Плотность (жесткость), кг/м³	Горючесть	Стоимость 1 м³, руб.	Экологичность, экономичность, долговечность и другие отличительные характеристики
Минеральные	Наружное и внутреннее утепление, утепление трубопроводов	0,038–0,045	35–160	НГ	1500–3000 руб.	Экологичность, долговечность
Стекловата	Внутреннее утепление, утепление трубопроводов	0,037–0,046	13–85	Г1-Г4	1800–2000 руб.	Экологичность, экономичность
Вспененный пенополистирол	Утепление в слоистой кладке, внутри панелей	0,03–0,04	15–40	Г4	500–1200 руб.	Экономичность, тепло- эффективность
Экструдированный пенополистирол	Наружное утепление, утепление подземных частей	0,038–0,041	25–45	Г2-Г4	3500–4500 руб.	Долговечность, прочность
Пенополиуретан	Наружное утепление, внутри панелей, утепление трубопроводов	0,03–0,04	30–200	Г2-Г4	1500–2500 руб.	Удобство применения, тепло- эффективность
K-FLEX	Утепление трубопроводов	0,03	40	Г4	5600–7000 руб.	Тепло- эффективность, шумо-, звуко-изоляционные свойства
Изоллат	Утепление наружных конструкций и трубопроводов	0,005	400	НГ	1500–2000 руб. за 1 м² изолированной поверхности слоя (*)	Высокая адгезия к изолируемой поверхности, тонкослойный
Аэрогель	Для промышленной изоляции емкостей и трубопроводов с высокими температурами	0,022	180	НГ	15000–20000 руб. за 1м²(**)	Эффективен при очень высоких температурах, очень прочный

Примечание:

(*) материал имеет малую толщину нанесения, поставляется в жидком виде;

(**) материал имеет высокую рыночную стоимость.

В Санкт-Петербурге и Ленинградской области положительно себя показали минералватные плиты и теплоизоляционные штукатурки (рис. 1). Для промышленных зданий активно применяются сэндвич-панели. (рис. 2)

Рис. 1. Пример применения минерал-ватных плит и теплоизоляционной штукатурки, г. Мурино, ЖК «Цветной город» (фото автора)	Рис. 2. Пример применения сэндвич-панелей, г. Мурино, ЖК «Цветной город» (фото автора)

LED -освещение

На основании многих исследований можно сделать выводы, что светодиодная технология LED обеспечивает высокую эффективность при применении в многоэтажных жилых домах благодаря следующим преимуществам:

Экономичность: снижение потребления электроэнергии на 50–70 % по сравнению с иными источниками освещения.

Длительный срок службы: светодиодные лампы работают до 100 000 часов, что значительно превышает срок службы других видов ламп.

Безопасность: отсутствие стекла и высокотемпературных нитей накала в корпусе светильника обеспечивает дополнительную защиту.

Качество освещения: отсутствие мерцания обеспечивает комфортное восприятие света человеческим глазом.

Работа при перепадах напряжения и температурах: светодиодные лампы функционируют в диапазоне от 80 до 300 Вольт и от -50 до +60 градусов, что позволяет применять их не только в помещениях, но и на улице в суровых температурных условиях, что открывает возможность применения не только в жилом, но и в дорожном строительстве.

Рис. 3. Пример применения LED-светильников в местах общего пользования, г. Мурино, ЖК «Цветной город» (фото автора)

Помимо вышеуказанных положительных свойств такого типа освещения нельзя не упомянуть важный фактор — LED-светильники хорошо работают в паре с датчиками движения, что позволяет оптимизировать освещение и не использовать его в те периоды, когда в этом нет необходимости [2].

Технология «Зеленая крыша»

Зелёные крыши — это инновационное решение в строительстве, которое сочетает экологическую устойчивость, энергоэффективность и улучшение качества окружающей среды в городских районах. Они способны снижать негативное воздействие зданий на окружающую среду, поглощать углекислый газ, сохранять влагу и обеспечивать увлажнение воздуха. Зелёные крыши могут быть реализованы в различных системах, таких как экстенсивные, интенсивные и полуинтенсивные. Выбор растений зависит от климатических условий и доступности воды.

Подробно энергоэффективность зеленых крыш разобрала в своей статье «Энергетическая эффективность здания с применением технологии «зеленая кровля»» Д. В. Немова, в которой приводится подробное сравнение различных строительных материалов и технологии «Зеленая крыша». Главным показателем стал годовой расход потерь тепловой энергии через наружные ограждающие конструкции рассматриваемых зданий за отопительный период [2], представленный в таблице 2.

Таблица 2

Годовой расход потерь тепловой энергии через наружные ограждающие конструкции рассматриваемых зданий за отопительный период

В заключении статьи «Обзор энергосберегающих технологий в жилом многоэтажном строительстве» можно отметить, что внедрение энергосберегающих технологий в жилом многоэтажном строительстве является важным шагом на пути к сокращению энергопотребления и повышению энергоэффективности зданий, что в свою очередь способствует экономии бюджета и улучшению качества жизни населения.

Выводы:

1) Энергосберегающие мероприятия помогают экономить энергоресурсы, снижать расходы потребителей и управляющих компаний, а также повышать уровень жизни населения.

2) Основные энергосберегающие технологии включают применение теплоизоляционных материалов, интерактивного LED-освещения.

3) Одной из самых инновационных технологий повышения энергоэффективности здания является «Зеленая крыша».

4) Энергоэффективные здания способствуют сокращению выбросов вредных веществ в атмосферу и снижению нагрузки на окружающую среду.

Литература:

1. П. И. Горелик, Ю. С. Золотова. Современные теплоизоляционные материалы и особенности их применения. В журнале Строительство уникальных зданий и сооружений, Учредители: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, ПНИПКУ «ВЕНЧУР», Санкт-Петербург, 2014 год. С.93–103.
2. Лебедев Виктор, Котов Владимир, Цевелюк Евгений, Шестопалов Сергей, Янель Николай. LED-драйверы и системы управления светодиодным освещением. В журнале Полупроводниковая светотехника — 2014г. № 31.
3. А. И. Копылова, А. К. Богомолова, Д. В. Немова. Энергетическая эффективность здания с применением технологии «зеленая кровля». В журнале Строительство уникальных зданий и сооружений, Учредители: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, 2016 год.С.20–34.