Brochure

Ці містки холоду можна за допомогою різних заходів значно зменшити або, за певних обставин, навіть уникнути, див ілюстрацію 4.

Ілюстрація 4. Конструктивний місток на прикладі деталі примикання зовнішньої стіни – фундаменту (зліва: традиційне рішення; справа: оптимальне рішення) [джерело: Технічний університет - Брауншвейг, IGS].

3.6 ГЕРМЕТИЧНІСТЬ ОГОРОДЖУВАЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ

Герметичність будівлі помітно впливає не лише на потребу у теплі, а і на тепловий комфорт (протяги) і відсутність пошкоджень конструкцій. Через нещільності у будівлі відбувається неконтрольований обмін повітрям, таким чином, також і обмін теплом з навколишнім середовищем. На відміну від системи контрольованої вентиляції ця небажана інфільтрація не лише не сприяє доброму самопочуттю мешканців, а і може через протяги істотно знизити рівень комфорту. Зокрема, у разі нещільностей на горищі може утворюватися конденсат, мати місце зволоження шару теплоізоляції та утворення цвілі.

Проектування герметичних огороджувальних конструкцій будівель вимагає знань про герметичність будівельних матеріалів, див. Таблицю 1. Зрозуміло, що у випадку масивних стін внутрішня штукатурка, а у випадку дерев’яних стін пароізоляційна прокладка являють собою герметичний шар.

Таблиця 1. Герметичність будівельних матеріалів.

При проектуванні герметичного шару слід неодмінно звертати увагу на те, щоб він завжди проходив з „теплого“ боку ізоляції, щоб уникнути утворення конденсату в теплоізоляційному матеріалі.

Слід приділяти особливу увагу детальному проектуванню стиків між будівельними конструкціями та їхньому ретельному виконанню. Наприклад, щілина між кладкою стіни і віконною рамою слід герметизувати ущільнювальною стрічкою, яку можна придбати у спеціалізованих торговельних закладах, а потім заштукатурювати – заповнення щілини монтажною піною недостатньо! Шар пароізоляції під шаром теплоізоляції даху слід заводити на стіну і закріплювати за допомогою просічно-витяжної металевої сітки. У цьому випадку як просічно-витяжну металеву сітку, так і пароізоляцію заштукатурюють.

Ілюстрація 5. Герметична деталь вікна з ущільнювальною стрічкою перед нанесенням штукатурки [Джерело: Технічний університет - Брауншвейг, IGS]

Для того щоб довести герметичність приміщення, можна провести так званий тест Blower-Door. При цьому за допомогою вентилятора створюється визначений підвищений тиск або розрідження між будівлею і навколишнім середовищем і заміряється об’ємний потік нещільностей. Це є мірою негерметичності будівлі. Крім того, за допомогою цього тесту можна знайти та усунути нещільні місця.

4.1 ВЕНТИЛЯЦІЯ ПОМЕШКАНЬ

Вентиляція помешкання має своїм завданням забезпечення мінімального повітрообміну, необхідного згідно санітарно-гігієнічних норм, і утримання обсягу теплових втрат будівлі, спричинених вентиляцією, на якомога нижчому рівні. Крім дотримання санітар- но-гігієнічних вимог до повітря у приміщеннях також знижується ризик пошкодження будівельних конструкцій (наприклад, унаслідок утворення цвілі).

4.1.1 ВЕНТИЛЯЦІЯ ЧЕРЕЗ ВІКНА Длятогощобдотриматизазначенихвищекритеріївза

допомогою вентиляції через вікна, необхідною передумовою є відповідна поведінка користувачів: під час опалювальногосезонукожнідвігодинивсівікнавквартирі необхідно повністю відкривати на п’ять хвилин. Таким чином, приміщення ефективно провітрюються, а втрати тепла утримуються на відносно низькому рівні. Після цього вікна необхідно повністю закрити. Постійно відкрите вікно, що відхиляється, призводить протягом опалювального сезону до значних втрат тепла та забезпечує лише незначний повітрообмін. Вночі, звичайно, відповідної поведінки дотримувати неможливо,ікористувачімаютьпогодитисяабонанижчу якість повітря при закритих вікнах, або на значні втрати тепла при відкритих вікнах, що відхиляються.

4.1.2 КОНТРОЛЬОВАНА ВЕНТИЛЯЦІЯ ПОМЕШКАНЬ ЗА ДОПОМОГОЮ ПРИСТРОЇВ ВИТЯЖНОЇ ВЕНТИЛЯЦІЇ Контрольована вентиляція за допомогою системи ви-

тяжної вентиляції забезпечує також і вночі необхідний згідно санітарно-гігієнічних норм мінімальний повітрообмін(30м³/год.наоднулюдину,нерідше,ніж0,5год.- 1)беззайвихвтраттеплачерезнадтовеликукількість повітря. При цьому використовуються часто і без того вже існуючі у житлових будинках витяжні вентилятори у ванних кімнатах, туалетах і кухнях для відкачки відпрацьованого повітря та їхня експлуатація здійснюється 24 години на добу з необхідним згідно санітар- но-гігієнічних норм мінімальним повітрообміном. Ці вентилятори повинні бути енергоефективними і мати фільтри для очищення повітря, що відходить. Крім того, вони повинні - одним натисканням кнопки - у разі необхідності (наприклад, при користуванні туалетом) бути здатними перекачувати збільшений об’ємний потік,апіслязакінченнячасуроботизінерції,щоможерегулюватися,зновуперемикатисянанизькийрівень.

Забезпечення зовнішнім повітрям відбувається через повітрозабірники, які інтегровані у зовнішні стіни будинків або у віконні рами. Вони забезпечують призначені для перебування людей приміщення помешкань (вітальні, спальні та їдальні) свіжим повітрям і повинні мати такі якості:

•звукоізоляцію, щоб зменшити негативний ефект зовнішніх шумів

•теплоізоляцію, щоб запобігти утворенню конденсату та втратам тепла або зменшити їх

•заслінки, що закриваються під тиском вітру, щоб запобігти протягам

•низькийперепадтиску, щобутримуватипотік від вентилятора на низькому рівні

Коридоритаприміщення,якінепередбаченідляпостійногоперебуваннялюдейінемаютьвитяжнихвентиляторів, можуть використовуватися в якості байпас-зон.

Таким чином, контрольована вентиляція приміщень гарантує необхідний для людей повітрообмін, знижує спричинені вентиляцією втрати тепла до мінімально необхідного рівня згідно санітарно-гігіє- нічних норм і до того ж потребують лише незначно більших капітальних витрат у порівнянні з будинками, де вентиляція здійснюється через вікна.

4.1.3 КОНТРОЛЬОВАНА ВЕНТИЛЯЦІЯ ПОМЕШКАНЬ ЗА ДОПОМОГОЮ ПРИСТРОЇВ ПРИТОЧНОЇ ТА ВИТЯЖНОЇ ВЕНТИЛЯЦІЇ ТА РЕКУПЕРАЦІЇ ТЕПЛА У контрольованого провітрювання на базі системи ви-

тяжної вентиляції подальше зниження втрат тепла, спричинених вентиляцією, пов‘язано зі зменшенням повітряного об’ємного потоку і, отже, зниженням якості повітря. Таким чином, за наявності системи приточної / витяжної вентиляції з рекуперацією тепла через теплообмінник можна значною мірою використати спричинені вентиляцією втрати тепла, що переносяться з об’ємного потоку витяжної вентиляції на потік повітря системи приточної вентиляції.

Для систем приточно-витяжної вентиляції необхідна відносно витратна мережа вентиляційних каналів. Зовнішнє повітря необхідно в належному місці будівлі засмоктувати та подавати через теплоізольований повітровід до центрального блоку вентиляції. У цьому блоці відбувається рекуперація тепла та його передача від повітря системи витяжної вентиляції до повітря системи приточної вентиляції та в разі необхідності підігрівання до необхідної температури приточного повітря (макс. 45 °C для коксування).

Ілюстрація 6. Концепція вентиляції для будинку з установкоювитяжноївентиляції(зліва)табудинку ізсистемою приточної/ витяжної вентиляції, включаючи рекуперацію тепла та ґрунтовий теплообмінник [Джерело: Технічний університет - Брауншвейг, IGS]

Звідти повітря системи приточної вентиляції розподіляється через мережу каналів по призначених для перебування людей приміщеннях будівлі (наприклад, до вітальні, спальні та їдальні). Коридори і приміщення, якими не користуються постійно, використовуються в якості байпас-зон. У приміщеннях з підвищеною вологістю або сильними запахами повітря відкачується та подається до центрального блоку. Після рекуперації тепла відпрацьоване повітря подається по каналу назовні.

Прокладка вентиляційних каналів часто здійснюється у підвісній стелі коридору чи у конструкції підлоги. При проектуванні мережі вентиляційних каналів слід звертати увагу на те, щоб відстані були короткими, а кількість колін труб була мінімальною, щоб уникнути падіння тиску і таким чином утримувати споживання потужності вентилятора на низькому рівні. Крім того, слід застосовувати трубні глушники звуку, щоб зменшити передачу шуму з одного приміщення до іншого. Крім того, також і центральний вентиляційний блок повинен мати звукоізоляцію, щоб менше заважати користувачам шумом вентилятора.

Вентилятори вентиляційної установки повинні мати високу енергетичну ефективність, а обладнання рекуперації тепла – високий рівень рекуперації. Інакше вигода від зменшення втрат тепла буде зведена нанівець через підвищену потужність вентилятора.

Через низькі температури зовнішнього повітря протягом опалювального сезону у системі рекуперації тепла у частині витяжної вентиляції може утворюватися конденсат і лід. Щоб цьому запобігти, можна або

відключити рекуперацію тепла, або здійснити попередній нагрів зовнішнього повітря. Це можна зробити за допомогою електронагрівника або – ще краще

– ґрунтового теплообміннику. Крім того, що у системі не утворюється лід, ґрунтовий теплообмінник має ту перевагу, що завдяки ньому ще більше зменшуються втрати тепла, спричинені вентиляцією. Для цього повітропровід, виготовлений із придатного матеріалу, закладають на ділянці біля будівлі на мінімальну глибину Х м. Цей повітропровід необхідно виконати водонепроникним та з можливістю ревізії. Зовнішнє повітря проходить попередній нагрів узимку та попереднєохолодженнявліткучерезнавколишніґрунти.

4.2 СИСТЕМА ОПАЛЕННЯ

Енергоефективність теплопостачання і тепловий комфорт у житлових приміщеннях у вирішальній мірі залежать від температури води на вході системи опалення. Чим вище температура води на вході системи опалення, тим нижчою є енергоефективність теплопостачання і тим нижчим є рівень теплового комфорту (асиметрія випромінювання, сухе повітря).

Температура води на вході системи опалення розраховується в залежності від площі поверхні радіатора, що віддає тепло. Чим більшою є ця поверхня, тим нижчу температуру води на вході системи опалення можна обрати. Тому доцільно застосовувати низькотемпературні радіатори або системи променистого опалення у підлозі чи стінах. Ці системи опалення особливо добре придатні у комбінації з тепловими насосами, конденсаційними котлами та геліотермальними установками. Слід врахувати обмежену теплопродуктивність цих систем і пов’язану з цим необхідність доброї теплоізоляції будинку.

Радіатори, зазвичай, розташовані під вікном для компенсації спрямованого наниз потоку холодного повітря та асиметрії випромінювання, що є результатом наявності вікна. Зовнішні стіни за радіаторами мають бутидостатньотеплоізольованими,аповітряповинне мати можливість вільно циркулювати. Кожен радіатор повинен мати термостатний регулювальний вентиль, щоб можна було впливати на температуру повітря в приміщенні та на споживання енергії у будівлі.

Систему опалення необхідно ретельно спроектувати, перевірити та налаштувати. Слід виконати по приміщеннях розрахунки опалювального навантаження та

відповідно до цього розрахувати розміри радіаторів. За допомогою гідравлічного вирівнювання досягається те, що за фіксованої температури води на вході системи опалення кожен радіатор та опалювальний контур забезпечується лише такою кількістю тепла, що необхідна для досягнення відповідної температури повітря у відповідних приміщеннях. Для цього система опалення повинна мати або термостатні вентилі із сполучною різьбовою арматурою, або вбудовані регулятори об’ємного потоку.

Всі труби опалення, насоси та клапани слід ретельно теплоізолювати відповідним матеріалом. Теплові насоси відзначаються відносно високою електричною споживаною потужністю та тривалою довговічністю і тому належать до найбільших споживачів електроенергіїужитловихбудинках.Завдякизастосуваннюрегульованих електронних високоефективних насосів, якіпозавершеннюопалювальногосезонуповністювідключають,можназменшитиспоживанняелектроенергіїнациркуляціюусистеміопаленнямайжена90%.

Дляконтролюзавитратамиівякостімотиваціїдлязаощадженняенергіїслідвстановититепломіритаелектричні лічильники, а також упровадити систему розрахунків енерговитрат в залежності споживання енергії. Таким чином, завдяки енергозаощадженню користувачі будівлі мають можливість фінансувати та компенсувати інвестиції у заходи з енергозбереження.

4.3 КОНДИЦІОНУВАННЯ ЖИТЛОВИХ ПРИМІЩЕНЬ

Навіть у кліматичних зонах I і II на Україні, з помірними літніми температурами часто можна зустріти малі кондиціонери для охолодження приміщень. Вони відзначаються низькою енергоефективністю і містять холодоагент, який негативно впливає на клімат, якщо через неправильну утилізацію він потрапляє у навколишнє середовище.

Завдяки ефективним зовнішнім сонцезахисним пристроям, значній термічній масі, що акумулює тепло (відсутність підвісних стель, цегляна кладка замість гіпсокартону) і стратегіям пасивного охолодження (нічне провітрювання) можна повністю відмовитися від цих приладів. Утім, завдяки цим стратегіям неможливо досягти температури повітря у приміщеннях

на рівні 20 °C за умов екстремальних температур зовнішнього повітря, але вони можуть вимагати від користувачів будинку певної адаптації до літнього клімату, наприклад, через користування легким одягом.

Якщо якийсь житловий будинок має недостатній літній тепловий захист або якщо користувач очікує особливо низьких літніх температур у приміщеннях, слід подумати про використання – можливо-існую- чої системи панельного опалення (променисте опалення у підлозі чи стінах) для охолодження. У таких системах холод передається без протягів і шуму, насамперед, через теплове випромінювання. За рахунок подвійного використання цих систем як для опалення, так і для охолодження можна заощадити інвестиційні витрати. В якості відновлюваного джерела охолодження можна скористатися ґрунтовими зондами. Навіть у разі застосування компресійної холодильної машини у поєднанні з панельним охолодженням можна завдяки вищим температурам води на вході системи досягти вищої енергоефективності, ніж у разі застосування малих кондиціонерів.

4.4 ЕНЕРГОЕФЕКТИВНІ СПОЖИВАЧІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

4.4.1 ЕЛЕКТРИЧНЕ ОСВІТЛЕННЯ Вже на стадії розробки та проектування житлових бу-

динків слід приділити увагу забезпеченню природного освітленняприміщеньзарахуноквікондостатньоїплощі. У призначених для загального користування приміщенняхбагатоквартирнихжитловихбудинків,систему освітлення слід обладнати датчиками присутності.

Частка електричного освітлення в загальному обсязі споживання електроенергії домогосподарствами складає приблизно 10 – 20%. Це споживання енергії обумовлено, зокрема, застосуванням традиційних ламп розжарювання, що перетворюють 90 – 95% електричної енергії на тепло і таким чином є дуже неефективними. Енергозберігаючі лампи забезпечують у п’ять разів вищу світловіддачу і значно триваліший термін експлуатації. Закупівельна ціна енергозберігаючих ламп набагато вища за ціну ламп розжарювання, проте за умови ринкових європейських цін на електроенергію ці більші інвестиційні витрати компенсуються завдяки терміну служби та низькому енергоспоживанню, тому вищі інвестиційні витрати

окупаються приблизно за два роки. Через низькі ціни на електроенергію в Україні нині не варто очікувати окупності. У зв’язку з тим, що енергозберігаючі лампи містять малі кількості ртуті слід звернути особливу увагу на їхню належну утилізацію.

4.4.2 ЛІФТИ ЧасткависотнихжитловихбудинківвУкраїнієупорів-

нянні із ситуацією у Європі відносно великою. Відповідно великими є і кількість ліфтів, і пов’язаний з цим потенціаленергозаощадження.Значніпотенціализаощадженняугалузіексплуатаціїліфтівстосуютьсяосвітлення,приводівіелектроннихприладівуправління.

світлодіодні та сучасні люмінесцентні лампи, результатом цього було б суттєве заощадження енергії.

Завдяки застосуванню безредукторних електроприводів і сучасних перетворювачів частоти можна заощаджувати енергію. Якщо якимось ліфтом користуютьсяособливочасто,тозточкизоруенергетичноїта економічної ефективності може бути доцільною рекуперація енергії гальмуваннята подача їїдомережі.

Енергоспоживання ліфта у режимі очікування може складати до 60% від загального обсягу споживання електроенергії. Тому електроніка управління має поступово деактивізувати невикористаних споживачів (інверторів, електроніки кабіни ліфта, інформаційного дисплея). Ліфт повертається в режим очікування, як тільки цього вимагає один із користувачів.

4.4.3 ПОБУТОВІ ЕЛЕКТРОПРИЛАДИ Потреба в електроенергії побутових електроприладів

складає понад половину загального обсягу енергоспоживання домогосподарств. Допомогу покупцям надає класифікація, шляхом присвоєння знаку якості ЄС щодо енергоефективності, що для кожного з приладів дає оцінку споживання електроенергії чи – у відповідному випадку – води, див. ілюстрацію 7.

Причиною дуже великого споживання електроенергії

Ілюстрація 7: Знак якості ЄС щодо енергоефективності на прикладі холодильника [Джерело: http://www.

stromeffizienz.de/]

у домогосподарствах є режим очікування побутової техніки та електроніки. Тому при придбанні нових приладів слід зважати на низький рівень енергоспоживання у режимі очікування. Найвигіднішим варіантом є підключення приладів до штепсельної колодки з вимикачем або таймером, і повне вимкнення приладів після використання.

Великий вплив на споживання електричної енергії має також поведінка користувачів. Далі наведені деякі поради щодо заощадження енергії:

•Холодильники слід ставити у прохолодних місцях будинку (а не поруч із плитою або радіаторами опалення), а також слід забезпечувати достатній зазор від стіни для доброї вентиляції.

•Слід використовувати пральні та посудомийні машини у режимі енергозаощадження, а також експлуатувати ці прилади з повним завантаженням.

•Білизну слід закладати до електро-

сушарки лише після попереднього віджимання у центрифузі. Електросушарку необхідно експлуатувати лише з повним завантаженням.

5.1 ВСТУП

Якщо досліджувати екологічні аспекти енергопостачання житлових будинків, слід розглядати не лише процеси перетворення, що відбуваються в будинку, (наприклад, газовий котел, котел на рідкому паливі, тепловий насос), а і необхідно брати до уваги також і попередні технологічні ланцюжки, в тому числі втрати внаслідок процесів перетворення та розподілу.

Щоб дати кількісну оцінку цим попереднім процесам перетворення, були впроваджені поняття корисної енергії, кінцевої енергії (для безпосереднього технічного використання) та первинної (не перетвореної) енергії, див. ілюстрацію 8. При цьому енергією, що використовується, називають ту форму енергії, якою безпосередньо користуються мешканці, наприклад, тепло радіатора опалення чи кінетична енергія кухонного комбайну. Кінцева енергія – це така форма енергії, що постачається до межі земельної ділянки будівлі, наприклад, рідке паливо, природний газ або електроенергія. У випадку первинної енергії враховується попереднє споживання для виробництва, транспортування та переробки сировини. Таким чином, первинна енергія полегшує порівняння різних джерел енергії, таких, наприклад, як електричний струм, газ або сонячна енергія.

Ілюстрація 8. Визначення корисної енергії, кінцевої енергії (для безпосереднього технічного використання) та первинної (не перетвореної) енергії [Дже-

рело: Технічний університет - Брауншвейг, IGS].

Потреба у первинній енергії розраховується шляхом множення обсягу потреби у кінцевій енергії на коефіцієнт первинної енергії1. Викопні види палива, такі як газ, нафта і вугілля мають коефіцієнт первинної енергії 1,1. Тобто, якщо у газовому котлі спалюється 1 кВт-год. газу, то для транспортування та перетворення необхідно забезпечити 1,1 кВт-год. первинної енергії. Поновлювані джерела енергії мають вкрай низький коефіцієнт первинної енергії, тому що немає необхідності чи є необхідність лише у незначній кількості енергії, необхідної для перетворення та транспортування. Так, наприклад, сонячна енергія має коефіцієнт первинної енергії 0,0 і деревина 0,2. Електроенергія має коефіцієнт первинної енергії 2,6, бо з термодинамічних причин для виробництва електроенергії необхідно дуже багато тепла, генерованого через використання викопного палива. Таким чином, набагато більш екологічно опалювати, використовуючи, наприклад, газ або нафту, ніж електроенергію, бо, використовуючи електроенергію, необхідно витратити майже втричі більше газу і нафти для виробництва такої ж кількості тепла. Електроенергія є дуже високоякісна форма енергії, що має використовуватися виключно для виробництва, наприклад, руху або світла. Винятком можуть бути теплові насоси.

5.2 ЦЕНТРАЛІЗОВАНЕ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

Відповідь на запитання, чи є централізоване теплопостачання екологічним чи ні, значною мірою залежить від стану трубопроводів центрального опалення та системи теплопостачання. Наприклад, централізоване теплопостачання у Німеччині вважається дуже ефективним, тому що трубопроводи системи централізованого теплопостачання дуже добре теплоізольовані, а тепло виробляється у котельних або на когенераційних установках, які працюють на базі біомаси.

Близько 90% українських домогосподарств опалюються через систему централізованого теплопостачання. Трубопроводи мережі централізованого теплопостачання перебувають у дуже поганому стані, а

1 Коефіцієнти первинної енергії варіюють у залежності від комбінації видів енергії у країні, яку аналізують. Через те, що для України відсутні підтверджені дані, у наведеному вище прикладі використовуються показники для Німеччини. Через неефективний парк транспортних засобів в Україні особливо для електроенергії випливає вищий коефіцієнт первинної енергії.

котельні є неефективними. Через те, що через відсутність бюджетних коштів нині не передбачається проведення санації систем централізованого теплопостачання, слід з огляду на надійність постачання та енергоефективність задіяти децентралізовані системи теплопостачання.

5.3 ЕЛЕКТРИЧНЕ ОПАЛЕННЯ БУДИНКІВ

У випадку опалення на базі електроенергії електричний струм будівлі перетворюється на тепло і, таким чином здійснюється її опалення. Розрізняють міжсистемамиопаленняізнічнимнакопиченнямтепла та панельним опаленням. У випадку систем опалення із нічним накопиченням тепла на базі дешевої електроенергії вночі нагрівається акумулююча маса, що вдень віддає своє тепло у приміщення. Електричні системи панельного опалення працюють аналогічно системам променевого опалення у підлозі, за винятком того, що замість трубопроводів у підлозі або стіні прокладені електричні дроти.

Інвестиційні витрати на влаштування цих систем є відносно низькими, бо непотрібна

на низькому рівні за допомогою субсидій, так що експлуатаційні витрати є відносно низькими.

Якщоприскладенніенергетичногобалансуцихсистем врахувати ланцюжок попереднього перетворення, стає очевидним, що в принципі не рекомендується електричне опалення будівель: для виробництва 1 кВт-год. тепла з у системі електричного опалення необхідно витратити не менше 3-4 кВт-год. первинної енергії. Крім того, можна очікувати, що субсидії на енергоносії будуть поступово скорочуватися протягом найближчих років, що, зокрема, призведе до підвищення цін на електроенергію. Оскільки будинок експлуатується принаймні 20 років, вже сьогодні необхідно застосовувати системи, придатні до експлуатації у майбутньому.

5.3.1 ЕЛЕКТРИЧНЕ ГАРЯЧЕ ВОДОПОСТАЧАННЯ У принципі, слід уникати електричного гарячого водопостачанняужитлових будинках.Електроенергія

– це високоякісна форма енергії, для виробництва якої необхідно спалювати велику кількість викопних енергоносіїв.Найбільш–цецентралізованенагрівання

на базі геліотермальної енергії за підтримки на основі енергоефективний спосіб гарячого водопостачання нафти чи газу. Теплові насоси менш придатні для гарячого водопостачання, так як для цього необхідні високі температури на вході системи опалення, а теплові насоси у цьому діапазоні температур працюють відносно неефективно.

Якщо не вдається уникнути електричного гарячого водопостачання, то слід приділити особливу увагу достатній теплоізоляції бойлеру. Крім того, температура бойлеру повинна бути якомога нижчою, щоб утримувати втрати тепла на низькому рівні. Крім того, система приготування гарячої води має запускатися лише тоді, коли дійсно існує потреба у гарячій воді. Це може, наприклад, відбуватися за допомогою таймеру, який уночі вимикає систему опалення із нічним накопиченням тепла.

5.4 НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНІ КОТЛИ НА БАЗІ ГАЗУ/ РІДКОГО ПАЛИВА

У низькотемпературних котлах газ або нафта спалюється в пальнику та нагріває воду для системи опалення. Температура води на вході системи опалення з котла до системи опалення варіює в залежності від зовнішньої температури. Залежно від конструкції системи опалення, максимальна температура води на вході системи опалення може сягати 70 °C або 55 °C. Відповідні розрахункові температури зворотної води складають 55 °C або 45 °C.

При застосуванні конденсаційного котла, на відміну від низькотемпературного котла, використовується конденсат, що міститься у газах, які відходять, і завдяки цьому досягається вищий коефіцієнт корисної дії з точки зору технології спалювання. Втрати газів, які відходять, і втрати від випромінювання через котел істотно нижчі, ніж у традиційних котлів.

Через те, що гази, що відходять, складаються, переважно, з водяної пари, частка теплоти конденсації у випадку природного газу складає близько 11% загального обсягу енергії. У випадку нафти цей показник становить всього близько 3%. Таким чином, природний газ виявляється вигіднішим для застосування конденсаційних технологій.

Використання теплоти конденсації залежить насамперед від температури зворотної води системи опалення. Якщо газ починає конденсацію за температури

57 °C, то у випадку рідкого палива вона складає

47 °C. Конденсаційна установка ідеально комбінується з панельним (променистим) опаленням у підлозі, з тим, щоб отримати якомога більше теплоти конденсації з газів, які відходять.

5.5 СОНЯЧНА ЕНЕРГІЯ

5.5.1 ГЕЛІОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГІЯ ДЛЯ ГАРЯЧОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ

Для гарячого водопостачання на базі сонячної енергії, зазвичай, використовуються пласкі колектори чи колектори з вакуумними трубками. Пласкі колектори є дешевшими щодо інвестицій, колектори з вакуумними трубками досягають навіть за низьких температур високого здобуття сонячної енергії.

Для нагрівання питної води роблять розрахунки, виходячи з орієнтовного розміру площі колектору приблизно 1,3 м² на одну особу. У разі бойлера можна розраховувати 80 л об’єму бойлера на одну особу, але принаймні 300-літровий бойлер.

5.5.2ГЕЛІОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГІЯ ДЛЯ ГАРЯЧОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ ТА ПІДТРИМКИ ОПАЛЕННЯ Геліотермальні установки для гарячого водопостачання та підтримки опалення переважно придатні для будинків з добре теплоізольованими огороджувальними конструкціями та з панельним (променистим) опаленням у підлозі або низькотемпературним опаленням. Насамперед у перехідні періоди можна без великих витрат опалювати на базі сонячної енергії. Застосовуються ті ж типи колекторів, як і тоді, коли виробляється лише гаряча вода. Площа колектору повинна бути відповідно більшого розміру.

5.5.3ФОТОГАЛЬВАНІЧНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ УСТАНОВКИ Підфотоелектричнимиустановками(абофотовольта-

нікою) розуміють установки для прямого перетвореннясонячноїенергіївелектричнуенергіюзадопомогою сонячнихбатарей.Нахилблизько30°зорієнтацієюна південьєоптимальнимдляширотУкраїни.Вякостірегіонівдлязастосуванняцієїтехнікиособливопридатні багаті сонцем області на Півдні та Сході України.

Через значний обсяг інвестицій, необхідних для фотоелектричних систем, і через низьку вартість електроенергії власне споживання електроенергії з відновлювальних джерел у власному будинку, зазвичай, не є вигідним. Лише тоді, коли

енергопостачальник чи держава запропонує достатньо високу винагороду за подачу електроенергії до мережі, застосування фотоелектричних систем може стати доцільним з економічної точки зору. У житловому секторі через нижчі інвестиційні витрати геліотермальні установки завжди будуть мати пріоритет у порівнянні з фотовольтанікою.

5.6 БІОМАСА

Біомаса вважається відновлюваним джерелом енергії, оскільки при спалюванні, наприклад, деревини

– вивільнюється стільки CO2, скільки зв’язується при зростанні рослин. Врешті решт, біомаса – це накопичена у формі рослин сонячна енергія, що перетворюється в процесі спалювання на тепло.

У житловому секторі зазвичай для виробництва тепла використовується деревина. З екологічної точки зору вирішальним при цьому є те, чи ця деревина є продуктом сталого та екологічного вирощування.

5.6.1 КОТЛИ НА БАЗІ ПЕЛЕТ Пелети - це маленькі циліндричні гранули з необро-

бленої тріски, яка утворюється як дерев’яні відходи у деревообробній промисловості. Їх пресують під високим тиском і вони повинні виготовлятися згідно певних вимог, визначених для умовного палива. Котли на базі пелет мають ту перевагу, що вони відзначаються майже таким же комфортом щодо зберігання та живлення котлів, як і котли на базі рідкого палива чи газу. Крім того, спалювання є більш ефективним, ніж в інших котлах на базі деревини.

В Україні пелети виробляються та експортуються до країн Західної Європи. Але через мале поширення котлів на базі пелет в Україні ще відсутня розвинена інфраструктура для збуту пелет.

5.6.2 ДЕРЕВНІ ТРІСКИ Деревна тріска виробляється із відходів, а також тон-

комірної деревини, що вже непридатна для подальшого виробництва пиломатеріалів. Передумовами для безпроблемного використання в опалювальних котельних є якомога більш уніфікований розмір тріски і низький вміст вологи. Енергетичний показник якості тріски у порівнянні з пелетами є набагато нижчим.

Деревна тріска є дешевша у порівнянні з пелетами. Втім, через підвищені експлуатаційні витрати та витрати на технічне обслуговування, використання

5.7 ТЕПЛОВІ НАСОСИ

У теплових насосах шляхом термодинамічного процесу з навколишнього середовища відбирається тепло та виводиться на вищий температурний рівень для використання у системі опалення. В якості джерела тепла можуть розглядатися атмосферне повітря, підземні води та геотермальна енергія.

Найважливішим параметром при застосування те-

плового насосу є COP (Coefficient of Performance –

коефіцієнт корисної дії) або річний коефіцієнт ефективності (РКЕ). COP описує співвідношення корисної теплової потужності та електричної потужності на компресорі у розрахунковій точці. Річний коефіцієнт ефективності – це співвідношення між обсягом корисного тепла, відданого протягом одного року, та прийнятої – за той же період – електричної енергії привода компресору. Мета полягає у використанні меншої кількості первинної енергії через тепловий насос, ніж через традиційну генерацію тепла на базі викопного палива. Тобто, коефіцієнт первинної енергії для виробництва електроенергії, наприклад, у 3,0, річний коефіцієнт ефективності має складати не менше 3,5, щоб застосовування теплового насоса було з точки зору енергоефективності виправданим.

Загальна система «огороджувальні конструкції будівлі – система опалення – тепловий насос» має вирішальний вплив на річний коефіцієнт ефективності. Чим менше різниця температур між джерелом тепла та температурою системи у будівлі, тим менше електричної енергії необхідно подати на компресор і тим вищим буде річний коефіцієнт ефективності. Добре теплоізольовані будівлі з системами панельного

опаленням і висока температура джерела тепла уможливлюють високу ефективність теплового насосу. Геотермальні варіанти (наприклад, на базі ґрунтовихвод,ґрунтовізонди)забезпечуютьвідносновисоку температуру води на вході системи опалення близько 5-15 °C і тому дуже добре придатні для установки на базі теплового насосу. Теплові насоси типу «повітрявода», що в якості джерела тепла використовують зовнішнє повітря, є лише умовно придатними, бо температура зовнішнього повітря в Україні в екстремальних випадках може падати до -25 °C. Часто конденсаційний газовий котел є доцільнішим з точки зору ефективності використання первинної енергії, ніж неефективнийтепловийнасоснабазізовнішньогоповітря.

5. 8 КОГЕНЕРАЦІЯ

Під когенерацією розуміють комбіноване виробництво електричної та теплової енергії на базі викопного палива чи біомаси. Завдяки цьому поєднанню застосовуване паливо може використовуватися значно ефективніше, ніж у разі роздільної генерації електроенергіїтатепла.Цепризводитьдоскороченнявикидів CO2, а також до заощадження первинної енергії.

Через те, що когенераційні установки є відносно дорогими, їхнє застосування доцільно особливо у великих масштабах для централізованого теплопостачання міських та промислових районів. Все більшою стає частка невеликих установок – так званих теплоенергоцентралей (ТЕЦ) – які забезпечують потреби малих населених пунктів, багатоквартирних і навіть індивідуальних житлових будинків. Їхнє застосування вигідне лише у країнах з високими цінами на електроенергію, так що заміщується частина власного споживання, або у тих країнах, де підтримується подача енергії до громадських мереж.

Для того, щоб перенести на подальшу екс-

Цей процес починається з визначення енергетичних і кліматичних цілей спільно із забудовником і проектувальниками. При цьому правові вимоги щодо потреб в енергії повинні враховуватися так само, як і фінансові умови

забудовника та вимоги архітектора щодо проектного рішення. Енергетичну цільову настанову необхідно зафіксувати у письмовій формі та регулярно перевірятиїївиконанняуподальшомупроцесіпроектування та будівництва. При цьому головну роль відіграє розробник енергетичної концепції чи енергодизайнер.

Енергодизайнер надає дорадчу підтримку архітектору вже на етапі розробки проекту стосовно форми, орієнтації та огороджувальних конструкцій будівлі. Крім того, визначаються різні варіанти теплоізоляції та енергопостачання. За допомогою комп’ютерного моделювання можна для проектів будинків та варіантів енергопостачання спрогнозувати та оптимізувати потребу в енергії. На основі розрахованих інвестиційних і енерговитрат можна скласти загальний річний кошторис, на основі якого можуть бути розраховані терміни амортизації для різних заходів з енергозбереження. Таким чином забудовник має основу для прийняття своїх інвестиційних рішень.

Той варіант будівлі та енергопостачання, якому була надана перевага, потім реалізується у проекті. Енергодизайнер на регулярній основі (поетапно) дає оцінку цьому проекту. При цьому первинні енергетичні цілі перевіряються за допомогою

комп’ютерного моделювання, актуалізованого на основі проекту і, у разі потреби, коригуються.

У рамках етапу будівництва необхідно забезпечити управління якістю з огляду на енергоефективність і вимоги будівельної фізики. Шляхом регулярних відвідувань будівельного майданчику необхідно виявити відхилення від проекту та розпочати реалізації заходів з метою виправлення ситуації. У момент завершення будівництва через процедуру приймання огороджувальних конструкцій будівлі та установленого технічного обладнання здійснюється завершальна перевірка на предмет того, чи були в рамках будівництва досягнуті цілі енергоефективності.

Управління якістю включає в себе також реалізацію концепції вимірювань і обліку, що охоплює та робить прозорими всі параметри, релевантні для експлуатації будівлі. В залежності від розміру будівлі користувач або житлово-експлуатаційна організація регулярно перевіряють енергоспоживання, параметри комфорту та експлуатаційні параметри будівлі. У разі відхилень від прогнозованих параметрів енергоспоживання можна потім перевірити, чи пов’язане це з девіантною поведінкою користувача чи зі збоями у роботі інженерного обладнання будівлі.