Вся электронная библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

Книги по строительству и ремонту

Мастеру на все руки


Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Потребление энергии

 

 

Долгое время рост энергопотребления считали показателем экономического и социального прогресса. Но постепенно стало очевидным, что большинство используемых энергоносителей, таких, как нефть и природный газ, в недалеком будущем будут исчерпаны, что радикальной замены им пока не найдено, и, следовательно, нужно более экономно обращаться с исходными продуктами и стремиться шире использовать неиссякаемые источники энергии. Каждый житель Германии потребляет во много раз больше энергии, чем житель развивающейся страны, и больше, чем житель любого другого европейского государства. Если бы все люди на Земле потребляли столько энергии, то запасы ее были бы исчерпаны уже в ближайшие годы.

Большая часть всей потребляемой в Германии энергии, а именно 46%, приходится на долю домашнего хозяйства и других мелких потребителей. Около 80% ее расходуется на отопление, ~ 10% — на подогрев воды, 8% — на бытовые электроприборы и 2% — на освещение. Так как эти величины представляют собой среднее значение, в отдельных случаях они могут быть выше или ниже (7). На 8 представлен энергетический баланс для дома.

Экономия энергии

Экономия энергии не означает только снижения потребления энергии. Экономия энергии означает также принятие во внимание при выборе источника энергии того обстоятельства, что выработка тока на электростанциях и передача его потребителям неизбежно связана с громадными потерями первичной энергии. Производство электроэнергии вызывает загрязнение окружающей среды. Путем всесторонней разумной экономии и эффективного производства энергии люди должны способствовать сохранению природных основ жизни человечества на Земле.

Человек, тепло, комфорт

Квартира должна защищать от жары, холода, влаги и удовлетворять потребности человека в отдыхе. Наряду с такими факторами, как размер, расположение комнат, шум, влажность воздуха, образование пыли, тепло в наших климатических условиях играет центральную роль в создании комфорта.

Тепло можно передавать и ощущать различным образом. Бесспорно, человек может ощущать, какая отопительная система производит тепло. Сегодня уже не придерживаются той точки зрения, что достаточно только обеспечить определенную температуру воздуха — и автоматически установится комфорт.

Тепловой режим человека («первая оболочка»): здоровое человеческое тело имеет приблизительно постоянную температуру около 36,5° С. Это тепло поддерживается за счет усвоения пищи организмом.

Если бы тело человека было не в состоянии отдавать тепло, то вскоре произошел бы его перегрев. Определенная отдача тепла телом необходима. Если отдача тепла велика, то возникает озноб, если мала — выделяется пот.

Одежда («вторая оболочка»): ее назначение — защита тела при низкокомфортных температурах. Она защищает тело не только от холода, но также и от жары. Между поверхностью кожи и одеждой образуются слои воздуха, действующие как изолятор.

Очевидно, одежда должна выполнять противоположные функции: с одной стороны, обеспечивать возможность возникновения теплых воздушных слоев и защищать, таким образом, прежде всего от дождя и ветра. С другой стороны, она должна обеспечивать воздухообмен, предотвращая потовыделение. По этой причине нежелательно подолгу носить непроницаемую для воздуха одежду, такую, как резиновые плащи и сапоги.

Помещения («третья оболочка»): помещения, в которых человек живет, обычно рассматривают как его третью оболочку. Помещения выполняют функции регулирования температуры и создают микроклимат, комфортный для человека в легкой одежде.

Однако температура воздуха не является решающим условием комфорта. Человек может прекрасно чувствовать себя при очень низких температурах, если он получает достаточно тепла излучением, например, во время солнечных ванн зимой. Высокая температура воздуха не уменьшает общей отдачи тепла человеком; в этом случае теплоотдача происходит большей частью за счет испарения, т. е. потоотделения (9).

Существенную роль в создании комфорта играют материалы, из которых выполнены стены, потолки, полы, окна и двери, и лучистая составляющая тепла. Если температура поверхности ограждающих помещение конструкций низкая, то теплоизлучение человека повышается. Ощущаемое человеком тепло соответствует приблизительно средней между температурами воздуха и ограждающих помещение конструкций.    При   температурах поверхностей комнаты 14° С и воздуха 22° С ощущается температура ~18° С. Если температуру поверхностей помещения повысить, то температуру воздуха можно понизить без ощущения человеком каких-либо изменений (9). Снижение температуры воздуха, со своей стороны, существенно экономит энергию (снижение температуры воздуха помещения на 1°С позволяет сэкономить около 5% энергии отопления).

Повышение температуры

поверхности возможно при

соответствующем     выборе

строительных материалов с низкой теплопроводностью, конструкций сдвоенных окон, теплоизоляционных мер (12), обшивке стен, использовании штор и занавесей. Меры защиты от ветра и облицовка внешних поверхностей препятствуют охлаждению и способствуют повышению температуры поверхности внутренних стен.

Так как тепло излучения ощущается человеком как наиболее комфортное, можно поддерживать температуру воздуха в помещении довольно низкой, если использовать отопление с высокой составляющей излучения, например, кафельные и кирпичные печи, системы отопления пола, в меньшей степени радиаторы.

Несмотря на то, что потери тепла человеком за счет теплопроводности незначительны, они могут быть очень неприятны, прежде всего, для ног. Повышение температуры помещения слабо влияет на эти потери. При длительном соприкосновении подошв ног и пола устанавливается равновесная температура, называемая температурой контакта. Чем больше теплопроводность материала, тем ниже температура контакта и тем выше потери тепла. Поэтому большое значение имеет выбор покрытия пола и других материалов, с которыми человек постоянно соприкасается; они должны иметь низкую температуропроводность. Шерсть, фетр, войлок, пробка, дерево — в противоположность бетону, стеклу и металлу — не отбирают тепло контакта.

Возможны и меры экономии

благодаря       рациональному

поведению. Люди хорошо себя чувствуют при различных температурах в зависимости от возраста, здоровья и деятельности. Однако во многих случаях они привыкают находиться в помещениях при излишне высокой температуре. Если эту температуру можно снизить на 4° С, то экономия энергии достигает 20%. Если отапливать только те помещения, которые действительно в этом нуждаются, а помещения, имеющие различное назначение (например, кухню, ванную), отапливать по-разному, то также можно получить значительную экономию энергии.

Однако обеспечивать комфортные    тепловые    условия следует не только системой отопления. Теплые носки и шерстяной свитер экономят больше энергии, чем многие общие мероприятия по дому.

Естественная теплоизоляция

Так как потери тепла зданием увеличиваются с ростом разности между температурами внутри и снаружи, то повышение наружной температуры способствует уменьшению потребления энергии отопления. Неправильным является широко распространенное представление, что господствующая наружная температура не оказывает непосредственного влияния на внутренние помещения дома. Микроклимат местоположения здания может быть улучшен за счет внешних средств защиты, особенно за счет соседних стен и насаждений вблизи здания. Эти меры позволяют регулировать воспринимаемое солнечное излучение и задерживают ветер. Они оказывают положительное влияние на использование здания и окружающего пространства.

Защиту от ветра иллюстрирует 10. Потери тепла из-за ветра составляют значительную часть общих потерь тепла зданием, поэтому меры по защите от ветра веками принадлежали к основам архитектуры.

Отдача тепла наружной стеной в воздух увеличивается пропорционально скорости ветра. Изгороди, кусты или деревья тормозят ветер и отводят его. Благодаря этому потери тепла значительно сокращаются.

При ветре температура в защищенных местах на 2—3° С (а в солнечные дни и более) выше, чем на открытой местности. При безветренной погоде температура вблизи кустов и изгороди также выше.

Защита от ветра одновременно защищает от механических   разрушений,    ливней,    а также образования вихрей. Наружное пространство при этом лучше используется, так как повышение влажности воздуха, повышенная температура и защита земли от эрозии, сопутствующие этим мерам, способствуют повышению урожая в саду. Кроме того, ветрозащитные насаждения создают среду обитания для птиц, уничтожающих вредных насекомых. При планировании ветрозащитных насаждений следует обращать внимание на основное направление ветра в холодное время года.

Зимой солнечные лучи, падающие на стены и окна южной стороны дома, не должны встречать препятствий. Поэтому здесь лучше всего подходят посадки лиственных деревьев, которые летом дают тень и этим препятствуют перегреву помещений, а зимой не препятствуют солнечному излучению и связанной с ним теплопередаче.

Между кронами деревьев и стеной образуется воздушная подушка, которая действует как теплоизоляционный слой. Дождевая вода, попадающая на листья, уменьшает потери тепла, связанные с испарением. Этим способом можно уменьшить расход тепла отопления на 5%, а при удобном расположении дома — значительно больше.

Стены дома не только отнимают тепло; стены южной стороны аккумулируют солнечное тепло, так что в межсезонье обогрев помещений оказывается ненужным, а зимой потребление тепла сокращается. Поэтому для южной стороны предпочтительны растения, теряющие листья, например, фруктовые деревья, а для северной стороны — вечнозеленые растения. Растения обогащают воздух кислородом, а поверхность листьев очищает его от пыли.

От   влажности   и   больших перепадов температуры защищает наружная штукатурка. Только там, где поверхность штукатурки уже сильно повреждена, можно опасаться, что некоторые вьющиеся растения проникнут корнями в трещины и этим увеличат их.

Вьющиеся растения (плющ, дикий виноград) у стен дома не требуют вспомогательных опор. Другие виды растений должны быть ими снабжены. Такими опорами могут служить натянутая проволока, шнур или реечная конструкция.

При устройстве сада следует тщательно выбирать растения, которые лучше всего соответствуют условиям данной местности.

Соответствующая литература по данному вопросу приведена в конце книги.

Озеленение крыши: хотя летом оно оказывает охлаждающее воздействие, зимой его изоляционное влияние незначительно, потому что уложенный на крышу слой земли сильно увлажнен. Чтобы растительность крыши была тепло-изолирующей, нужно между поверхностью крыши и слоем земли на ней укладывать теплоизоляцию.

 


Изоляция и уплотнение

Все меры, затрудняющие теплопередачу через строительные конструкции (стены, потолки, крышу и др.), относят к теплоизоляционным мерам. Под уплотнением понимают меры, которые препятствуют уходу теплого воздуха из помещения. В принципе, теплоизоляция нужна только там, где есть отопление. Широко распространенное мнение, будто теплоизоляция может препятствовать проникновению холода в дом, физически неверно. Она предназначается для уменьшения потока тепла, который при низких наружных температурах всегда идет изнутри наружу. Чем больше разница температур между двумя помещениями или между внутренним и наружным воздухом, тем выше потери тепла и тем эффективнее должно быть устройство теплоизоляции.

В последние годы соответствующие меры пропагандируются промышленностью и государственными службами и даже частично финансируются государством. Поскольку уплотнению и изоляции в большинстве случаев подвергаются существующие конструкции, заранее должно быть известно действие этих мер. Расчеты эффективности очень трудны, так как экономия энергии зависит от многих факторов, например, климата, применяемых строительных материалов, системы отопления, жилья и т. п. Рекомендации по расчетам теплоизоляции и уплотнения часто исходят из предпосылок, что эти факторы можно не учитывать.

Во всех случаях при устройстве изоляции и уплотнения ни в коем случае нельзя пренебрегать зависимостью между теплопроводностью, диффузией водяного пара и звукоизоляцией, чтобы избежать повреждений здания и связанных с этим неприятностей.

Ниже приведены разъясне

ния, где необходимо применять

теплоизоляцию, а где — уплот

нение, и какие средства для

этого следует использовать.

Отдельные     изоляционные

материалы и средства уплотнения, их свойства и способы получения описаны в гл. 7.

Наружная изоляция часто не дает ожидаемого эффекта. Потери тепла наружными стенами отдельно стоящего дома составляют в среднем только около 35% всех потерь тепла. Они зависят от теплопроводности использованных при их возведении строительных материалов и от толщины стен. Для материалов с высокой теплопроводностью (например, бетона) последующая изоляция может быть довольно выгодной, а для материалов с незначительной теплопроводностью эффективность ее весьма сомнительна.

Наружную изоляцию можно

устроить путем нанесения тер

моизоляции (термопленки) или

посредством внутреннего про

ветривания фасада. Термо

пленка отделяет изоляционный

слой от стены, которую покры

вают сеткой для нанесения тон

кого слоя штукатурки (11).

Поскольку летом тепло не

передается от изоляции стене,

в слое штукатурки возникают

очень высокие температуры,

которые могут вызывать повре

ждения. Слой штукатурки не

должен препятствовать диф

фузии водяного пара изнутри

наружу. Некоторые термо

пленки непрочны и при манипу

ляциях легко повреждаются.

Поэтому         индивидуальные

застройщики должны наносить термопленку только под руководством специалистов или вообще поручить это дело профессионалам.

Легче устроить внутреннее проветривание фасада, чтобы между слоем изоляции и обшивкой фасада циркулировал воздух; в этом случае исключается намокание изоляции при диффузии водяного пара. Устройство внутреннего проветривания фасада наиболее подходит для индивидуального строительства.

Благодаря наружной изоляции отдача тепла изнутри наружу, как указывалось выше, замедляется; однако освещаемые солнцем стены утрачивают при этом способность аккумулировать солнечное излучение.

При использовании для наружной изоляции не представляют проблем изоляционные материалы, имеющие такую же паропроницаемость, как стены, т. е. обладающие незначительным сопротивлением диффузии. Проблемы могут возникать при использовании материалов с высоким сопротивлением диффузии, например, плит из жесткого пенопласта. В этом случае расчеты должен выполнять архитектор.

Внутренняя изоляция (11) препятствует аккумулированию тепла помещения в стенах. Благодаря этому сокращается время нагрева, однако так же быстро помещение и остывает. Тепловые мосты (см. ниже) нельзя устранять за счет внутренней изоляции.

Строительный элемент с низким сопротивлением диффузии всегда необходимо располагать снаружи, с более высоким — внутри. Это означает, что изоляция плитами из жесткого пенопласта, как правило, решает проблемы. Если изоляционный материал с низким сопротивлением диффузии наносят изнутри, то может произойти пропитывание влагой как изоляционного материала, так и стен, прежде всего в помещениях с повышенным содержанием влаги, таких, как кухни и ванные. Поэтому в таких    помещениях    следует наносить изоляционные материалы, тормозящие или блокирующие проникновение пара, которые совершенно или в основном прекращают процесс увлажнения.. Наиболее подходящими являются изоляционные материалы, которые имеют такое же высокое сопротивление диффузии, как и у стены, например, плиты из пробки или легкие строительные плиты для изоляции кирпичной кладки стен.

При двухкаркасной конструкции построек, распространенной, главным образом, в Северной Германии, воздушное пространство между каркасами можно заполнять изоляционным материалом (11), например,  перлитом, стирольной волокнистой массой или шлаком. Благодаря такой конструкции внутренние стены сохраняют способность аккумулировать тепло, однако при возникновении повреждений эта конструкция требует значительных расходов на ремонт.

Если в новом здании с двух-каркасными стенами планируют вентиляцию между изоляционным материалом и лицевой стеной, то такую сердцевинную изоляцию в принципе можно считать проветриваемой.

Тепловые мосты — это элементы строительных конструкций, таких, как бетонные перекрытия, балконы и террасы, которые отдают наружу тепло значительно лучше других. Вот почему температура поверхностеи в местах тепловых мостов обычно значительно ниже; на них возможно выпадение конденсата и поражение плесенью или грибком. Однако образования плесени часто можно избежать путем уменьшения влажности воздуха. Применение фунгицидов не устраняет причин возникновения плесени; кроме того, эти вещества ядовиты и вредны для здоровья. Исключению тепловых мостов необходимо придавать большое значение при проектировании постройки, так как последующее их устранение затруднительно, а порой невозможно.

Наружная изоляция устраняет тепловые мосты, возникающие при устройстве бетонных перекрытий. Высокий плинтус из дерева или полимерного материала, наполненный изоляцией, может решить проблему потерь тепла в области пола. В области потолка целесообразно установить рейки из жесткого пенопласта, которые могут быть использованы для архитектурного оформления потолка (устройства карниза) без нанесения ущерба внешнему виду помещения.

Для радиаторных систем характерны большие потери тепла (если они расположены в нишах наружных стен), так как толщина стен здесь меньше, а температура поверхности существенно выше.

В любом случае здесь целесообразна изоляция. Если трубы и радиаторы, уже установлены и устройство изоляции затруднено, на стене за радиатором следует установить отражающую фольгу, которая не обладает хорошими изоляционными свойствами, но эффективно отражает тепло излучения. При выполнении любых мер по устройству изоляции следует обращать внимание на то, чтобы между радиаторами и поверхностью стены оставался зазор не менее 2 см.

Короба  свертывающихся жалюзи также вызывают потери тепла, поэтому короба необходимо по возможности обшивать плитами из изоляционного материала.

При монтаже новых окон и дверей их коробки необходимо тотчас же хорошо проконопатить, так как последующая установка тонких полос пенопласта даст лишь незначительный изолирующий эффект.

Трубы горячей воды не сле

дует прокладывать при строи

тельстве нового здания в

наружных стенах, но в любом

случае им нужна хорошая теп

лоизоляция (трубчатая оболоч

ка, минеральная шерсть или

хорошо           заизолированный

перед укладкой канал). Возможна дополнительная изоляция прокладываемого трубопровода сборной изоляцией в виде предварительно изготовленных элементов трубчатой оболочки из различных нетеплопроводных конструкционных материалов или минерального волокна, которые должны хорошо прилегать к трубам.

Если в подвале преобладает низкая температура, то изоляция его стен от земли не нужна. При влажной атмосфере подвала внутренняя изоляция его стен нецелесообразна. Пол подвала следует теплоизолировать только в тех случаях, когда подвал представляет собой отапливаемое помещение или когда помещения над или под ним в тепле не нуждаются. Если над потолком находится жилое помещение, то большая часть поднимающегося тепла идет ему на пользу.

«Плавающие», как и бесшовные полы на изолированном основании или «плавающий» деревянный пол,устраиваемые по толстым плитам из изоляционного материала, заполняющего пространство между балками или уложенного по перекрытию, могут ограничить потери тепла. При этом изоляция может находиться на теплой или на холодной стороне.

Покрытие пола, как указывалось выше, почти постоянно находится в контакте с человеком, при этом потери тепла вследствие прямой теплоотдачи могут быть велики, и легко простудиться. Поэтому неприемлемы бетонные полы.

Более удобны деревянные полы, покрытия из пробки или войлока, ковровые покрытия из природных материалов, таких, как кокосовое волокно или шерсть. Пригодность различных материалов для покрытий полов можно установить по их «наполнению теплом». Если температура контакта высока, то данный материал отнимает от тела лишь небольшое количество тепла.

Крышу следует изолировать, если отапливаются помещения, лежащие непосредственно под ней. Здесь возможна последующая изоляция собственными силами.

Если в дальнейшем предполагается ремонт или демонтаж крыши, то имеет смысл изолировать ее наклонные поверхности, чтобы пространство под крышей можно было использовать; для этого достаточно проложить плиты с изоляцией.

Занавеси и гардины тоже могут значительно уменьшить потери тепла через окно ночью, так как между ними и поверхностью окна образуется неподвижный слой воздуха, который действует как теплоизоляция. Чем толще и ворсистее занавеси, тем лучше их теплозащитный эффект. Однако занавеси не должны покрывать радиаторы, так как при этом увеличиваются потери тепла (13). Зимой же они не должны препятствовать проникновению в помещение солнечного излучения.

Ставни действуют как изоляция благодаря образованию неподвижного слоя воздуха, даже если они не плотно прикреплены. Свертывающиеся жалюзи изготавливают из дерева, полимерных материалов и металла; при этом деревянные ставни дают лучший теплоизоляционный эффект. Складные ставни из дерева обладают повышенными собственными изоляционными свойствами благодаря значительной толщине материала; это компенсирует потери из-за неплотного их закрытия.

Специальные изоляционные ставни содержат в середине изоляционный материал, благодаря которому можно значительно уменьшить теплопотери. С помощью занавесей и свертывающихся жалюзи как и ставен, можно существенно уменьшить потери тепла через окна (13).

У старых окон и дверей много тепла теряется прежде всего из-за плохого уплотнения. Уплотнения каждый может сделать сам, но они амортизируются очень быстро. Уплотнение помогает не всегда; многое зависит от остекленения и материала (их влияние на теплоизоляцию рассматривается в гл.21).

Двери изготавливаются из различных материалов с изоляционной прослойкой или без нее. Стеклянные двери в качестве наружных устанавливать не следует.

Ветроулавливатели могут содействовать экономии энергии, так как они действуют как буферы тепла и холода.

Длительное проветривание с распахнутыми окнами расточительно. Рекомендуется ударное проветривание, при котором окна (а возможно, и двери) полностью открываются на 5-И 0 мин. Поскольку теплоемкость воздуха невелика (в 1000 м3 воздуха аккумулируется примерно столько же тепла, сколько в 1 м3 кирпичной стены), при проветривании теряется относительно небольшое количество тепла.

Уменьшение потерь при производстве и распределении тепла

Средние потери энергии при производстве тепла могут составлять от 10 до 30%. Если тепло производится непосредственно на месте потребления, то потери определяются теплосодержанием отходящих через дымовую трубу газов. В случае установки центрального отопления добавляются еще потери, которые возникают из-за охлаждения отопительного котла и передачи тепла по трубопроводам.

Потери с отходящими газами нельзя свести к нулю. В старых домах сечение дымовых труб выбиралось таким образом, чтобы через одну трубу могли отводиться отходящие газы нескольких печей. Уменьшение потерь с отходящими газами здесь возможно только путем регулирования огня. Экономичен равномерный, медленный нагрев, в противном случае поверхность тепловой установки становится слишком горячей и через дымовую трубу уходит много тепла. Так как воздух является плохим проводником тепла, скорость теплопередачи воздуху помещения поставлена в определенные рамки.

Для современных установок центрального отопления сечение старых дымовых труб обычно слишком велико, из-за чего температура отходящих газов остается высокой. Поскольку составляющие отходящих газов содержат окислы серы, которые соединяются с присутствующим в газах водяным паром и в виде серной кислоты конденсируются на внутренних стенках дымовых труб, происходит разрушение кладки. Уменьшить потери можно шамотной кладкой или установкой труб из специальной стали в дымовую трубу; такая   теплоизоляция   препятствует быстрому охлаждению отходящих газов.

Температуру отходящих газов можно также понизить сокращением подачи топлива.

Причиной высокой температуры отходящих газов может стать закопченность стенок котла, уменьшающая теплопередачу. Поэтому стены котла должны регулярно очищаться от наслоений копоти. Кроме того, нужно постоянно контролировать температуру отходящих газов с помощью специального термометра.

Потери на рабочем режиме и потери от остановки котла появляются, если прекращается сжигание топлива, так как котел безвозвратно отдает тепло окружающему пространству и охлаждается изнутри вследствие втягивания воздуха через дымовую трубу.

Потери тепла в окружающем пространстве зависят от конструкции котла (теплоизоляции) и температуры горячей воды (температуры котла). Чем ниже температура котла, тем меньше потери. В обычном отопительном котле температура не может опускаться ниже 65° С, так как иначе конденсируются отходящие газы, содержащие кислоты, а это может привести к разрушению топки. У современных низкотемпературных котлов эта проблема решена путем применения высококачественных материалов.

Если используется слишком большой котел, то даже при очень низких наружных температурах он производит тепла больше, чем потребляется, и поэтому часть тепла теряется. Отопительные котлы работают с оптимальным к. п. д., главным образом при пиковой нагрузке. Поэтому правильный выбор параметров отопительного котла позволяет снизить тепловые потери при его останове.

Уменьшение потерь на рабочем режиме возможно за счет целесообразной комбинации отдельных котлов. Производство тепла может взять на себя печь, если тепла требуется немного и центральное отопление использовать неэкономично, например, в холодные летние дни или в межсезонье. Если пиковая потребность, которая имеет место только в течение нескольких дней в году, покрывается несколькими системами, то для номинальной нагрузки можно использовать отопительный котел меньшей мощности. Однако для грамотного последующего подключения отдельных топок к той же дымовой трубе нужно обратиться к специалистам.

Существенные потери происходят при передаче произведенного тепла к месту потребления. Чтобы потери были минимальными, у рабочего тела должна быть возможно низкая начальная температура. Регулирование температуры можно осуществлять вручную или используя автоматическую систему. Кроме того, трубы с горячей водой должны иметь хорошую теплоизоляцию.

При проектировании нужно стремиться к тому, чтобы система труб была как можно короче; трубы с горячей водой не следует прокладывать в наружных стенах.

Теплоотдача радиатора должна быть точно определена в соответствии с потребностью. При регулировании вентилем радиатора следует принимать во внимание получение тепла от солнца, бытовых приборов, людей и таким образом исключать возможности перегрева помещения.

Если в радиаторе находится воздух, о чем свидетельствуют клокочущие шумы и плохой обогрев помещения, то воздух следует удалить, так как он нарушает работу системы.

Радиаторы некоторых типов должны иметь обшивку, но иногда это может ухудшить теплоотдачу, вызывая повышение температуры за обшивкой. Из-за этого увеличиваются тепловые потери. Напомним, что ни в коем случае нельзя закрывать радиаторы занавесями.

Современные низкотемпературные отопительные котлы значительно более эффективны, чем старые. Тем не менее нужно тщательно взвесить, следует ли заменять старый котел, если он еще хорошо функционирует.

Перед покупкой нового котла необходимо оценить последующий расход энергии. Если в дальнейшем будут приниматься меры по экономии энергии, то это приведет к уменьшению потребности в тепле. Следовательно, при покупке нужно выбрать котел меньшей мощности. Это позволит сэкономить затраты не только на приобретение, но и на установку и эксплуатацию котла.

Чтобы в дальнейшем уменьшить потребление тепла, следует расчеты затрат на отопление и горячее водоснабжение ориентировать на фактическую потребность. Это усиливает стимулы к экономии тепла.

Горячая вода

На приготовление горячей воды расходуется примерно 10% от всей потребляемой домашним хозяйством энергии. Поскольку потребление горячей воды человеком в день изменяется в широких пределах 30-И 50 л, это среднее значение является довольно условным.

Экономии можно добиться при подогреве, распределении и потреблении воды.

Горячую воду можно производить отдельным водоподо-гревателем или в комбинации с центральным отоплением.

Должна быть предусмотрена возможность регулировать температуру нагрева воды, чтобы исключить непомерно высокие потери на излучение. Температура нагретой воды в экономичной системе составляет, как правило, не более 45° С. Это позволяет, кроме того, избежать опасности образования накипи. Если в течение непродолжительного времени нужна более горячая вода, можно на короткое время повысить ее температуру путем увеличения расхода энергии.

Если на теплообменнике или на электронагревательных приборах появляются отложения извести, то нужно их тщательно удалить, так как расход энергии при слое накипи в 1 мм возрастает примерно на 10%.

Система теплоснабжения floj ,/кна хорошо удерживать тепло, поэтому в большинстве случаев она делается теплоизолированной. Неизолированный бойлер для горячей воды следует использовать только там, где подогреваемая вода расходуется быстро. Трубопровод к местам разбора горячей воды обычно покрывают изоляционным материалом, толщина которого примерно равна диаметру трубопровода.

При централизованном теплоснабжении насос непрерывно прокачивает горячую воду по циркуляционному трубопроводу для поддержания температуры, поэтому потери тепла в такой системе очень высоки. С помощью выключателя с часовым механизмом циркуляцию можно ограничить несколькими часами в сутки. В одно- и двухквартирных домах циркуляционные системы экономически неоправданны.

Душ и ванна потребляют большую часть горячей воды. Причем для принятия ванны необходимо в три раза больше воды, чем для пятиминутного купания под душем, оборудованным смесителями, описанными в гл. 19. Там же показано, как с их помощью можно экономить энергию.

Душевая сетка экономит расход горячей воды, так как она ограничивает количество протекающей воды и этим уменьшает ее потребление и затраты на приготовление.

Мойку и стирку в проточной горячей воде следует исключить, так как при этом за 3 мин расходуется 1 кВт»ч энергии.

Ликвидировать течь крана можно самому, выполнив ремонт, требующий незначительных затрат времени (см. гл. 19). Даже слабо текущий кран может в течение месяца потерять до 170 литров горячей воды.

В открытых водонагревателях неизбежно капание из крана во время подогрева воды.

Электрические приборы и освещение

На долю бытовых приборов приходится около 8%, на долю освещения — около 2% потребления энергии домашним хозяйством. Однако ток, как указывалось выше, генерируется с большими потерями, поэтому потребность в первичной энергии значительно выше. Некоторые приборы потребляют так мало тока, что экономия энергии здесь не имеет смысла. У крупных потребителей можно значительно снизить потребление энергии путем некоторых ухищрений. Перед покупкой электроприборов всегда целесообразно получить информацию о свойствах и качестве этих приборов; различие в качестве может быть значительным, так как не всегда более дорогая продукция является одновременно лучшей. Особое внимание следует обратить на потребляемую мощность приборов, которые предполагается длительное время или часто использовать, так как между различными марками и моделями существует значительное различие. Если дается информация о потреблении прибором тока в течение 24 ч, то можно самому подсчитать, за какое время окупится высокая стоимость покупки при малом потреблении.

Обычно специализированные приборы, такие, как кофемолки и электрокипятильники, потребляют меньше энергии, чем электроплита, поэтому небольшое количество горячей воды целесообразнее получить погруженным электронагревателем, чем кипячением на электроплите.

Выпуклые горшки, которые ставят на плиту очага, непригодны для электроплиты, так как им требуется на —40% больше энергии. Днище кастрюли и размер нагревателя плиты должны быть одинаковы, при этом крышка на кастрюле позволяет сэкономить до 30% потребляемой электроэнергии. Наиболее целесообразны скороварки, которые экономят время и потребляют на приготовление еды на 30^-60% меньше электроэнергии, а также электроплиты с автоматическим регулированием мощности по потребности. Циркуляционные воздушные духовые печи экономят до 25% энергии на жаренье и печение, поскольку тепло в них передается вынужденной конвекцией воздуха.

Холодильник должен быть установлен по возможности в холодном помещении, но ни в коем случае не рядом с отоплением или печью. Тепло, проникающее в холодильную камеру, отводится за счет повышенного потребления энергии. Установка жароупорных изоляционных плит между печью и холодильником может немного уменьшить потребление электроэнергии.

Объем холодильника должен соответствовать количеству хранящихся продуктов, так как незанятое пространство все равно приходится постоянно охлаждать. Если в домашнем хозяйстве уже есть морозильник, можно отказаться от морозильной камеры. Благодаря этому экономия электроэнергии может составить до 30%. Обычно в холодильнике достаточно иметь температуру около 7 с С. Понижение температуры на 2° повышает потребление электроэнергии на —150%. Образование льда в морозильной камере также повышает потребление электроэнергии, так как лед действует как слой изоляции. Поэтому холодильник следует регулярно размораживать (однако не раньше, чем слой льда станет больше 3 мм).

Комбинация холодильника с морозильной камерой потребляет значительно меньше электроэнергии, чем два отдельных аппарата.

Морозильник должен иметь необходимый объем; устанавливать его также следует в холодном месте и регулярно размораживать.

Морозильная камера потребляет примерно на 20% больше электроэнергии, чем холодильная камера под ней, так как холодный воздух тяжелее, и при открывании камеры он вытекает вниз и замещается теплым, который снова должен быть охлажден.

Емкость стиральной машины и сушки следует использовать полностью, так как, независимо от заполнения машины, потребление энергии примерно одинаково. Многие вещи отстирываются уже при низких температурах воды, что позволяет ограничиться их замачиванием. Если это возможно, выстиранные вещи следует сушить на воздухе, так как в процессе электросушки потребляется приблизительно столько же энергии, сколько на собственно стирку. Во всяком случае, центрифуга должна быть хорошо отрегулирована, так как незначительные остатки влаги сильно увеличивают потребление электроэнергии для сушки.

Потребляемая моечной машиной энергия зависит в основном от количества потребляемой воды, которое можно регулировать заданной программой. Короткая программа работает с уменьшенной продолжительностью мойки, улучшенная программа — с пониженной температурой мойки, экономичная программа экономит электроэнергию при не полностью загруженной машине.

Осветительные лампы необходимо выбирать в соответствии с действительной потребностью, поскольку, например, 100-ваттная лампа потребляет примерно на 2/3 больше электроэнергии, чем 60-ваттная. Частые включения и выключения сокращают срок службы лампы, так что выключать лампу стоит только тогда, когда свет понадобится не раньше, чем через 10 минут.

Люминесцентные лампы имеют особые преимущества, если свет используется в течение длительного времени. Они потребляют при одинаковой выработке света примерно на 2/3 меньше электроэнергии, чем обычные осветительные лампы. В продаже имеются люминесцентные лампы такой же формы, что и обычные осветительные; такую лампу следует отключать только в том случае, если она не используется по меньшей мере 15 мин, так как каждое включение сокращает срок службы приблизительно на 3 ч. Несмотря на это, служат они значительно дольше, чем обычные осветительные лампы, которые дороже и быстрее амортизируются.

Пассивное использование солнечного тепла

Использование солнечного тепла в приборах и системах позволяет без особых затрат значительно снизить потребление энергии.

Окна  не  только  проводят тепло помещения наружу, но могут способствовать получению солнечной энергии. Подробнее это рассмотрено в гл.21.

Фасады, освещаемые солнцем, могут в течение дня накапливать значительные количества тепла, которое постепенно отдается снова окружающей среде (в основном, ночью). Часть тепла проникает сквозь стену внутрь здания, вызывая повышение температуры внутренних поверхностей стен и снижая тем самым потребность помещения в тепле. Летом можно уменьшить перегрев помещений с помощью растений, укрывающих фасад, сбрасывая листья осенью, они восстанавливают доступ солнечных лучей к стене зимой. Устройство зимнего сада, который, как теплица, прогревается в течение дня, даже при рассеянном излучении (т. е. при облачном небе), может содействовать обогреву помещения. Благодаря прогреву буферного слоя воздуха зимнего сада сокращаются ночные потери тепла прилегающих жилых помещений.

Разработаны конструкции солнечных домов; в них стеклянные поверхности заменяют большую часть наружных стен и крыши (разумеется, они непригодны для стран с холодным климатом). В течение солнечного дня через них проходит внутрь большое количество тепла, зато ночью эти стеклянные поверхности следует теплоизолировать изнутри от слишком больших потерь тепла.

Активное использование солнечного тепла

Затраты на активное использование солнечного тепла выше, чем на пассивное, так как для этого нужны специальные приборы и устройства. Во всяком случае, необходимо использование    вспомогательной    энергии, чтобы преобразовать лучистую энергию в нужную для использования форму или запасти ее на период длительного отсутствия солнца.

Солнечные коллекторы используются для приготовления горячей воды, обогрева помещений, нагрева купален. Подробнее они рассмотрены в гл. 18.

Тепловые насосы воспринимают тепло окружающей среды и могут приводиться в действие током или газом. Условия их эффективной эксплуатации также рассмотрены в гл. 18.

Энергетические крыши, фасады, ограждения представляют собой специальные системы, которые могут использовать, благодаря своим большим площадям, не только солнечное излучение, но и рассеянное излучение неба, а отчасти и конденсационное тепло. Так как они эксплуатируются совместно с тепловыми насосами, такие системы пока еще в большинстве своем нерентабельны из-за высокой стоимости.

Производство собственной энергии

Если обзавестись собственными источниками высококачественной энергии, то можно стать независимыми от различных проблем энергоснабжения и повышения цен на энергетическое сырье. Однако для этого нужны определенные предпосылки.

Ветровое колесо при достаточных средних скоростях ветра может содействовать обеспечению электроэнергией и покрыть большую часть потребности дома в тепле и отоплении. Ветровые энергоустановки промышленность выпускает в виде узлов, готовых для монтажа небольших систем. Рекомендации и информацию по всем вопросам строительства ветровых энергоустановок      и      индивидуального использования ветровой энергии можно получить в Германском обществе по ветровой энергии.

Биогазовые    установки

лучше всего подходят для сельскохозяйственных районов, где их можно эффективно эксплуатировать благодаря имеющемуся в распоряжении достаточно большому объему биомассы. Такие установки могут взять на себя значительную часть или даже все теплоснабжение хозяйства. Благодаря возможности создания собственных биогазовых установок высокой мощности можно обойтись относительно низкими затратами.

Гидросиловая установка

при благоприятных условиях

может обеспечить всю потреб

ность хозяйства в тепле и токе.

Однако отсутствие необходи

мых природных условий (быст

рой речки) делает использова

ние гидросиловых установок в

индивидуальном      хозяй-

стве чрезвычайно редким.

Солнечные батареи могут превращать излучение солнца непосредственно в электрический ток и используются прежде всего для обеспечения космических аппаратов электроэнергией. Они пока еще дороги, и поэтому для использования в индивидуальном хозяйстве их применяют лишь в исключительных случаях.

Взаимосвязь тепловой и электрической энергии

При выработке электроэнергии около 65% первичной энергии бесполезно теряется в виде рассеиваемого тепла. Если это тепло использовать в домашнем хозяйстве или производстве, то коэффициент полезного действия установки возрастет до 80% . Тепло, образующееся в процессе выработки электроэнергии, можно транспортировать с помощью теплоэлектроцентрали   или   другой специальной системы (см. гл. 18).

Многие энергетические установки вырабатывают электричество и тепло для мелких потребителей (гл. 18). Использование тепла атомных электростанций затруднительно, так как они сооружаются в малонаселенных местах с тем, чтобы при повреждениях подвергать опасности возможно меньше людей. Так как в этом случае для транспортировки тепла требуются длинные трубопроводы, это ведет к малоэффективное теплоснабжения от АЭС.

Неэффективные меры

Не все предлагаемые для экономии энергии материалы и средства дают желаемый результат.

Неэффективна солнцезащитная фольга, наклеиваемая на внутреннюю поверхность окна. Она сокращает потери энергии помещения, но препятствует проникновению солнечного излучения внутрь.

Вентиляционные приборы с регенерацией также не оправдывают ожиданий. Они относительно дороги, их коэффициент полезного действия обычно невысок.

Установка теплообменника, который использует отработанные газы центрального отопления для нагрева воды котла, целесообразна только в исключительных случаях. Такой теплообменник относительно дорог и может быть выгоден лишь в очень старых нагревательных установках. В большинстве случаев выгоднее обновить нагревательную установку.

Теплорециклер, состоящий из компрессора и воздушных трубопроводов, предназначается для равномерного распределения теплого воздуха вдоль поверхностей потолка и пола при обогреве помещения. Однако на практике его влияние на потребление домом энергии, идущей на обогрев, неощутимо.

Применение обоев с изоляционным материалом толщиной в несколько миллиметров лишь незначительно препятствует теплопотерям.

Не рекомендуется использовать для стиральной машины горячую воду от системы центрального тепловодоснабжения в целях экономии электроэнергии для ее нагрева, так как в этом случае полоскать придется теплой водой, что сведет к нулю полученный экономический эффект.

Проблемы, возникающие при экономии энергии

Как правило, такие проблемы появляются, если используемые строительные материалы несовместимы. Вследствие несовместимости может, например, произойти пропитывание влагой изоляционного материала или стены. Влажность стен, как известно, оказывает вредное влияние на здоровье. Если конденсируется влага на поверхности стен, то может помочь правильное проветривание. Если не наступает улучшения, то нужно повысить температуру помещения. Эта проблема уже была рассмотрена выше в разд. «Влажность воздуха».

Соображения относительно эффективности

Меры по экономии энергии сокращают ее потребление, улучшают условия окружения и имеют положительное народнохозяйственное значение. Однако возникает вопрос, за какой промежуток времени принятые меры окупятся. Поэтому к указаниям по экономии энергии, приводимым в рекламных брошюрах, следует относиться с осторожностью. В большинстве своем они исходят из экстремальных условий и поэтому нереальны.

Обычно целесообразны все

меры по выполнению изоляции,

такие, например, как уплотне

ние окон и дверей: они окупа

ются уже в течение 1-АЗ лет.

Изоляция больших поверхно

стей тем рентабельнее, чем

больше           теплопроводность

наружных элементов здания, чем тоньше перекрытия и стены, чем больше разность температур снаружи и внутри помещения и чем сильнее подвержено здание воздействию дождя   и   ветра.   Если   изоляционные работы выполнять собственными силами, то меры окупятся значительно быстрее, так как расходы на материалы значительно ниже, чем затраты на оплату рабочих.

Все меры, направленные на экономию энергии путем создания микроклимата, такие, как устройство насаждений, становятся действенными только спустя продолжительное время. Но так как эти меры имеют много других положительных аспектов, их не следует рассматривать только в связи с экономией энергии.

Многие меры не требуют затрат и зависят только от поведения потребителя, например, понижение температуры помещения, рациональное обращение с горячей водой и электрическими бытовыми приборами.

Эффективность солнечных коллекторов, тепловых насосов, отопительных установок, водоподогревателей рассматривается в гл. 18.

 

 «Мастеру на все руки»       Следующая страница >>>

 

 Смотрите также:

 

  Домашнему мастеру  Благоустройство квартиры  Дом своими руками  Строительство дома   Полезные советы   Справочник домашнего мастера  Кровли. Кровельные работы  Каменные работы  Столярно-плотничьи работы  Ремонт усадебного дома  Строительство и оборудование индивидуального дома  Энциклопедия быта  Наш дом



Rambler's Top100