Энергосбережение в зданиях Энергосбережение — реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов.
Структура энергопотребления в России
Энергосбережение в зданиях
Энергосбережение в зданиях Где используется тепловая и электрическая энергия в зданиях Энергия Электрическая • Освещение • Электрооборудование • Бытовые электроприборы • Принудительная вентиляция • Кондиционирование воздуха • Электропривод лифтов и насосов Тепловая • Отопление • Вентиляция • Кондиционирование воздуха • Горячее водоснабжение
Энергосбережение в зданиях На отопление эксплуатируемых зданий за отопительный период в России расходуется около 400 млн. т у. т. , что составляет примерно 40% потребляемых в России энергоресурсов Более половины расхода энергии приходится на жилые здания
Энергосбережение в зданиях u Как эффективно используется тепловая энергия в зданиях в России? Расход энергии на отопление и горячее водоснабжение превыш ает мировые показатели, удельные потери тепловой энергии в зда ниях растут
Энергосбережение в зданиях Как изменится энергоэффективность зданий к 2030 u году. u. Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. К 2030 году энергоэффективность зданий повысится на 50%
Энергосбережение в зданиях u Потенциал энергосбережения в России Потенциал энергосбережения – количество энергоресурсов, на которое можно сократить их потребление за счет освоенных в мировой и отечественной практике методов экон омии ТЭР. Количество энергоресурсов, которое можно сэкономить в Рос си составляет 420 млн. т у. т. в год. На долю зданий приходится 23% или 96, 6 млн. т у. т. в год
Энергосбережение в зданиях Тепловой баланс здания Потери теплоты = приток теплоты Потери теплоты: - Qт – потери теплопроводностью через ограничивающие конструкции (стены, пол, крыша, окна) - Qл – потери излучением через окна - Qинф – потери с проникновением холодного воздуха (инфильтрация) Поступление теплоты: - Qс – проникающий лучистый поток от солнца - Qот – поступление теплоты от отопления - Qб - поступление теплоты от людей, бытовых приборов и освещения.
Энергосбережение в зданиях Потери теплоты через ограждающие конструкции здания Теплопроводностью через стены , потолок, пол и + излучением через светопрозрачные конструкции С проникающим холодным воздухом (инфильтрация)
Энергосбережение в зданиях Потери теплоты через ограждающие конструкции λ-коэффициент теплопроводности α-коэффициент теплоотдачи k-коэффициент теплопередачи
Энергосбережение в зданиях Потери с проникающим холодным воздухом (инфильтрация) Инфильтрация холодного наружного воздуха вызывает увеличение потерь теплоты, проходящей через ограждающую конструкцию, так как часть этой теплоты затрачивается на нагревание инфильтрирующегося воздуха.
u В холодный период года через любые неплотности и проёмы в ограждающих конструкциях происходит приток холодного наружного воздуха внутрь помещения (инфильтрация) в нижней зоне, а в верхней зоне происходит удаление теплого воздуха наружу (эксфильтрация) из-за создания в ней давления большего, чем атмосферное. Величина разности давлений (Δ P) в приточных и вытяжных отверстиях, возникающая под влиянием разности температур и ветра, выражается формулой: где g – ускорение свободного падения, ρ – плотность воздуха, V – скорость ветра.
Энергосбережение в зданиях Структура тепловых потерь здания через ограждающие конструкции, в долях от расчетной тепловой нагрузки по отоплению типового 14 -17 этажного жилого здания u
Энергосбережение в зданиях Приток теплоты Освещение Технологические оборудование Проникающее солнечное излучение Люди Отопительные приборы Бытовые приборы
Энергосбережение в зданиях Внутренние теплопоступления составляют до 22% от расчетного расхода теплоты на отопление u Qс – проникающий лучистый поток от солнца Qот – поступление теплоты от отопления Qб - поступление теплоты от людей, бытовых приборов и освещения.
Энергосбережение в зданиях Примерный тепловой баланс типового 14 -17 этажного здания u Qот=0, 36 Qот+0, 23 Qот+0, 01 Qот+0, 37 Qот+0, 03 Qот 0, 36 Qот – потери через стены 0, 23 Qот – потери через окна 0, 01 Qот - потери через потолок верхнего этажа 0, 37 Qот – потери инфильтрацией через оконные проемы 0, 03 Qот - потери через пол первого этажа
Энергосбережение в зданиях Мероприятия по сбережению тепловой энергии Учет и контроль за использованием энергоносителей Архитектурно-планировочные, строительно-конструктивные меры Технические меры в инженерных системах Использование природных теплоты и холода, вторичных энергоресурсов
Энергосбережение в зданиях u Экономия энергоресурсов в % от энергосберегающего потенциала в зданиях различного назначения. Инженерные системы - системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, горячего и холодного водоснабжения Теплозащита ограждений – снижение потерь через ограждающие конструкции
Энергосбережение в зданиях Приборный учет тепловой энергии и расхода теплоносителей Позволяет выявить фактическое потребление тепловой энергии, горячей и холодной воды Потребляемая тепловая мощность Q=G*сp(t 1 -t 2); Вт Потребляемое количество теплоты за период времени ∆Τ , часов: Q=Q×∆Τ =G*Cp(t 1 -t 2) Q×∆Τ, Вт*ч; сp- удельная теплоемкость воды, Дж/(кг 0 С)
Энергосбережение в зданиях Архитектурно-планировочные, строительноконструктивные меры Выбор ориентации здания относительно сторон света Выбор формы здания Выбор степени и характера остекления Герметизация проемов и стыков
Энергосбережение в зданиях Технические меры Уточнение расчетных условий Уменьшение инфильтрации Применение современных методов отопления: лучистое отопление, теплый пол и т. д. Снижение потерь тепловой энергии через ограждающие конструкции Автоматизация процессов теплоснабжения и подготовки воздуха
Энергосбережение в зданиях Использование природных теплоты и холода Пассивное и активное использование теплоты и холода воды, воздуха, грунта Пассивное и активное использование солнечной энергии и энергии ветра
Энергосбережение в зданиях Ориентация зданий относительно сторон света
Энергосбережение в зданиях Форма здания Необходимо обеспечить максимальный объем здания (V) при минимальной поверхности стен (F) ПОТЕРИ ТЕПЛОТЫ ЗДАНИЕМ ЧЕРЕЗ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ Q=k*(tв-tн)*F (V/F)=0, 26 (V/F)=0, 21 F- площадь ограждающих конструкций tв- температура воздуха внутри здания tн – температура воздуха вне здания k-коэффициент теплопередачи (V/F)=0, 22 (V/F)=0, 16
Энергосбережение в зданиях Полусферическая форма
Энергосбережение в зданиях Сферическая форма
Энергосбережение в зданиях Цилиндрическая форма
Энергосбережение в зданиях Остекление Рамное Безрамное Армированные стекла Энергосберегающее стекло Закаленные стекла Солнцезащитное стекло
Энергосбережение в зданиях Армированные стекла Армированное стекло представляет собой стекло, внутри которого расположена сетка, изготовленная из стальной проволоки либо проволока, покрытая легирующими материалами. Оно обладает повышенной прочностью, не бьется при случайном попадании камня, мяча, стоит дороже солнцезащитных стекол. При пожаре создает эффективную преграду от горячих газов и дыма. В отличие от обыкновенного огнестойкого стекла, даже в поврежденном виде предотвращает распространение огня, поскольку при образовании разломов осколки не падают, а посредством арматуры удерживаются на месте.
Энергосбережение в зданиях Прозрачное или Солнцезащитные стекла цветное стекло, одна из сторон которого покрыта тонким слоем напыления зеркального типа, снижающего проникновение солнечной энергии. Обычно такое стекло имеет достаточно низкую тонированность, но может быть сильнозеркальным (коэффициент отражения 50%), обеспечивающее практически одностороннее наблюдение. Применяют для остекления оранжерей, стеклянных переходов, фасадов зданий для поддержания баланса между защитой от солнца и высоким светопропусканием.
Энергосбережение в зданиях Безрамное остекление Несмотря на видимую легкость и воздушность, конструкция очень прочная, состоит из алюминиевых профилей – верхнего и нижнего (это направляющие для стеклянных створок) и закаленного стекла. Толщина стекла зависит от высоты застекляемого пространства, при высоте более 2 м 10 см, толщина стекла 8 мм (если ниже- 6 мм). По ширине стеклянная створка может быть от 60 до 80 см. Используются не только прозрачные стекла, но и тонированные.
Энергосбережение в зданиях Безрамное остекление
Энергосбережение в зданиях Энергосберегающие стекла После нанесения на одну из сторон стекла тонкого, почти незаметного для глаз покрытия (чаще всего — слоя серебра) увеличивается его отражающая способность в сторону большей температуры. В видимой части спектра такое стекло будет оставаться прозрачным, почти ничем не отличаясь от обычного, а в инфракрасной области покрытие действует как зеркало, отражающее тепло.
Применение пленочных теплоотражающих штор (тепловых экранов), устанавливаемых в межрамное пространство окон, позволяет экономить от 10 до 12 % теплоэнергии общего теплопотребления здания. u
Энергосбережение в зданиях Лучистый (инфракрасный) обогрев При лучистом отоплении инфракрасные обогреватели нагревают не воздух, а окружающие поверхности, от которых теплота конвекцией передается воздуху в помещении. В результате создается более равномерное распределение температуры по высоте помещения, по сравнению с традиционным отоплением. Создаются условия для снижения температуры воздуха без потери комфорта и, как следствие, снижение потерь теплоты и снижение затрат энергии на отопление
Снижение потерь тепловой энергии через ограждающие конструкции Тепловые потери через ограждающие конструкции могут быть уменьшены установкой на строительные конструкции дополнительной тепловой изоляции В жилых зданиях установка дополнительной тепловой изоляции позволяет снизить тепловые потери на 50%
Утепление московских домов Штукатурку пенополистирольную На грунтовку наносят декоративный слой На наружную стену здания или На стеклосетку наносят грунтовку Приклеивают окрашивают наносят плиту наклеивают стеклосетку покрывают облицовочными панелями штукатурки плиту клей
Навесной вентилируемый фасад Современные системы навесных вентилируемых фасадов выполняют три важнейшие задачи: *Они позволяют эффективно декорировать поверхность *Производят эффективную теплоизоляцию *Защищает внешнюю поверхность стены от внешних воздействий
Основные преимущества навесных вентилируемых фасадов u u u u u Невысокая стоимость фасадов вентилируемых и их элементов за счет простоты оригинальной конструкции и возможности выбора применяемого материала Возможность применения различной толщины утеплителя (до 200 мм) Высокие показатели тепло- и звукоизоляционных свойств, соответствующие самым строгим современным нормативам. Фасады вентилируемые – конструкция, отличающаяся высокой экологичностью Возможность демонтажа и повторного монтажа (например, в случае проведения реставрационных работ) Широкая цветовая гамма и фактура облицовочных материалов Простота ухода за облицовкой вентилируемого фасада Элементы системы навесного фасада с металлокассетами: 1 вертикальная направляющая; 2 несущий кронштейн (состоит из двух частей); 3 шайба сферическая; 4 термоизолирующая паронитовая прокладка под кронштейн; 5 анкерный дюбель (не показан на рис); 6 заклёпка; 7 утеплитель; 8 гидроветрозащитная мембрана; 9 дюбель для крепления утеплителя; 10 декоративная стенка
Энергосбережение в зданиях Потери теплоты через ограждающие конструкции
Уменьшение инфильтрации Инфильтрация может быть уменьшена: -при замене обычных стеклопакетов на стеклопакеты из поливинилхлоридного профиля (ПВХ) ; -герметизацией существующих стеклопакетов и стыков между стеклопакетами и оконными проемами с использованием промышленно выпускаемых уплотнителей или подручных средств. . .
u Помните, что для обогрева квартиры, окна и двери которой тщательно утеплены, расход энергоресурсов на 30% меньше.
Автоматизация процессов теплоснабжения Радиаторный термостат Принцип работы: при увеличении температуры в помещении газ в термостатической головке расширяется и передает давление через стержень (3) на шток (6) буксы (4) клапана (5). Отверстие для прохода теплоносителя в термостатическом клапане (5) перекрывается и поток теплоносителя уменьшается. Радиаторный термостат: 1 -термостатическая головка; 2 - чувствительный элемент; 3 -стержень; 4 -букса; 5 термостатический клапан; 6 седло клапана. Тепло не поступает в радиатор и следовательно температура в помещении не растет
Снижение внутренней температуры в жилых домах в ночное время позволяет экономить от 2 до 3 % тепловой энергии общего теплопотребления здания
Перевод системы отопления общественных зданий на дежурный режим в нерабочее время, в праздничные и выходные дни позволяет экономить от 10 до 15 % тепловой энергии общего теплопотребления здания. u
Примеры использования вторичных энергоресурсов (теплоты и холода удаляемого воздуха) РЕЦИРКУЛЯЦИЯ
Примеры использования вторичных энергоресурсов (теплоты и холода удаляемого воздуха) РЕЦИРКУЛЯЦИЯ
Примеры использования вторичных энергоресурсов (теплоты и холода удаляемого воздуха) РЕЦИРКУЛЯЦИЯ
Примеры использования вторичных энергоресурсов (теплоты и холода удаляемого воздуха) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННИКОВУТИЛИЗАТОРОВ
Использование природной теплоты и энергии солнца и ветра. В ряде районов России для нужд отопления и горячего водоснабжения опытных зданий используются: u теплота грунта; u теплота сбросных и геотермальных вод; u теплота вод станций аэрации; u теплота воды в системах оборотного водоснабжения; u теплота слабоминерализованной воды; u теплота незамерзающих водоисточников; u теплота грунтов; u солнечная энергия; u ветровая энергии.
u u u Технический потенциал ‑потенциал, который может быть реализован в настоящее время при существующем уровне развития техники, Технический потенциал низкопотенциальных источников теплоты составляет 105 млн. т у. т. в год. По оценкам в 2010 г. общее производство энергии за счет нетрадиционных и возобновляемых источников энергии составляет примерно 27 млн. т у. т. (3, 7 млн. т у. т. ‑в 1995 г. )
u Активное использование теплоты воды, воздуха, грунта возможно применении теплонасосных установок
Теплонаносная установка (тепловой насос) Принцип действия теплового насоса основан на том, что хладагент (например, фреон) испаряется в теплообменнике с низким давлением и температурой, а конденсируется в теплообменнике с высоким давлением и температурой. Так происходит перенос тепловой энергии от холодного тела к нагретому, т. е. в направлении, в котором невозможен обычный теплообмен.
В качестве источника для работы теплового насоса может служить незамерзающий водоем, скважина в грунте, артезианская скважина, промышленные сбросы, например, вентиляционные выбросы. На производство теплоты тепловым насосом затрачивается электрическая энергия, потребляемая компрессором установки. На каждый к. Вт потребляемой электрической энергии тепловой насос выдает 2 -6 к. Вт тепловой энергии. В мировой практике тепловые насосы вытесняют традиционные способы отопления. Например, в Швеции половину всего теплоснабжения страны обеспечивают тепловые насосы.
Энергосбережение в зданиях Горизонтальный коллектор. Теплота грунта. Грунт наиболее стабильный источник низкопотенциальной теплоты. Независимо от температуры воздуха, грунт имеет постоянную температуру. Тепловые насосы могут использовать в качестве источника теплоты энергию грунта. Трубопровод, в котором циркулирует незамерзающая жидкость, зарывается в землю на глубину 1 м. Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 метр трубопровода - 20. . 30 Вт Для установки теплового насоса производительностью 10 к. Вт, необходим участок земли площадью около 400 кв. метров (20 м*20 м).
Энергосбережение в зданиях Водяной коллектор. Теплота воды водоемов. Вода является наиболее универсальным источником низкопотенциальной теплоты. Моря, реки, грунтовые воды могут отдавать тепло круглый год. Коллектор укладывается на дно водоема. Тепловой мощность, приходящаяся на 1 метр коллектора составляет примерно 30 Вт. Для установки теплового насоса производительностью 10 к. Вт необходимо уложить в водоем коллектор длинной 300 метров.
Энергосбережение в зданиях Вертикальный коллектор. Теплота грунта, артезианской воды На глубине всегда одинаковая температура - около 10 0 С. Коллектор представляет собой систему длинных труб, опускаемых в скважину глубиной 50 -150 м. Не требует больших площадей, требует дорогостоящих бурильных работ.
СКВ бассейна с использованием ТНУ с водяным охлаждением
Схема теплового пункта с тепловым насосом
Производство тепловой энергии солнечным коллектором в среднем составляет 0, 5 Гкал в год на 1 м 2 коллектора. Удельная экономия условного топлива, кг/(м 2 год), при использовании солнечных установок горячего водоснабжения составляет: для широты Санкт–Петербурга– 80, для широты Москвы – 87, для широты Самары – 100, для широты Волгограда – 150, для широты Астрахани – 160, для широты Сочи – 200
Производство тепловой энергии солнечным коллектором
Скачать презентацию Энергосбережение в зданиях Энергосбережение реализация правовых организационных
лекция_эн_сб_в_зданиях_финал.ppt