Наш опыт в области энергоэффективности составляет более 10 лет. В нашем понимании высокая энергоэффективность – это когда владелец или пользователь здания платит как можно меньше за коммунальные услуги, такие как электричество, тепло, вода, газ и многое другое.
К сожалению, российские нормативные акты (СП 50.13330.2012 “Тепловая защита зданий”) регулируют энергоэффективность только с точки зрения экономии тепла в зданиях. Что часто не влияет на то, сколько пользователь в итоге заплатит.
В своей работе мы используем международные стандарты и практики для оптимизации коммунальных расходов. Например, такие стандарты, как ASHRAE 90.1-2016. Этот стандарт учитывает все аспекты потребления энергии зданием и прилегающей территорией и постоянно совершенствуется, обновляется каждые три года.
Энергоэффективность здания – 6 шагов
Для достижения высокой энергоэффективности необходимо относиться к зданию как к сложной системе. Анализ оптимизации энергопотребления переходит от общего к частному:
- Анализ местоположения и климата
На этом этапе мы должны оценить температурный график в течение всего года, максимальные и минимальные температуры, влажность, солнечную радиацию и усиление ветра. Эти данные необходимы для анализа конкретных архитектурных и инженерных решений.
- Снижение нагрузок
Во-вторых, мы занимаемся снижением пиковых нагрузок. Дело в том, что общая мощность оборудования подбирается точно по максимальным нагрузкам: тепловой мощности, электрической, холодильной. Например, снижение пиковой электрической нагрузки может сэкономить не только потребление энергии, но и затраты на подключение к инженерным сетям и стоимость установленного оборудования.
Для снижения тепловых нагрузок используются традиционные методы:
- Утепление стен и крыши
- Изоляция окон
- Использование восстановления на вытяжках
- Оптимизация площади остекления
- Герметизирующие ограждающие конструкции
- Использование свободной энергии
Здесь речь идет о пассивных технологиях отопления и кондиционирования воздуха, вентиляции и освещения.
Для пассивного нагрева вы можете использовать:
- Энергия солнечного света для отопления зданий
- Строительные материалы высокой производительности, такие как красный кирпич или бетон. Такие материалы нагреваются при нагревании и долго охлаждаются, когда остывают или наоборот работают на охлаждение.
- Ориентируясь на здание, чтобы максимально увеличить нагрев здания солнцем.
Для пассивного охлаждения вы можете использовать:
- Естественное проветривание, когда температура снаружи ниже, чем в помещении
- Принудительное проветривание с вентиляцией.
- Спроектируйте естественную вентиляцию или комбинированную вентиляцию.
- Используйте испарительное охлаждение. Например, фонтан в атриуме или устройство специальной вертикальной шахты, в которой распыляется вода. Вода испаряется, охлаждая воздух. Это решение хорошо работает в сухом климате.
- Популярное использование свободного охлаждения. Для этого система кондиционирования воздуха должна быть оснащена сухими охладителями, которые отводят тепло из здания без включения холодильных машин, когда на улице прохладнее, чем в здании.
Максимальное использование естественного освещения оказывает большое влияние на экономию электроэнергии:
- Зенитные фонари на крыше площадью 4-5% от площади крыши
- Остекление на высоте 2 метров
- Световые полки на потолке для увеличения глубины проникновения света внутрь здания
- Потолок специальной формы
- Светлые тона отделочных материалов (потолок, стены, пол)
- Специальными решениями являются световые трубки или оптические световоды.
- Эффективность инженерных систем
Следующим этапом оптимизации является повышение энергоэффективности инженерных систем и конкретных компонентов.
Прежде всего, вам нужно обратить внимание на следующие компоненты:
- Водяные и паровые котлы. КПД котлов составляет от 80% до 99%. Например, небольшие конденсационные котлы имеют КПД до 99%. Хороший промышленный заказ на 90%.
- Холодильные машины и кондиционеры. Чем больше здание, тем более эффективными должны быть холодильные машины. Вот общий пример энергоэффективности холодильных машин от большего к меньшему:
Максимальный
– Центрифуги с водяным охлаждением (центробежные, турбокомпрессоры, турбонагнетатели) –
– КС 5.5 (IPLV)
Средний
– Холодильные машины с водяным охлаждением (спиральные, винтовые, поршневые)
– КС 4.5 (IPLV)
Уменьшенный
– Холодильные машины с воздушным охлаждением
– КС 3 (IPLV q 4)
– VRF COP q 3
Низкий
Сплит-система
- Вентиляция. Вентиляционные установки потребляют электроэнергию, тепло и холод. Чтобы оптимизировать электроэнергию, необходимо снизить статическое давление в каналах, уменьшив количество витков, увеличив площадь сечения, уменьшив длину и количество устройств в каналах. Также выбран электродвигатель премиум-класса с вентилятором. Интегральным показателем эффективности вентиляционного отверстия машины является коэффициент SFP (удельная мощность вентилятора). SFP показывает, сколько вентиляционная машина тратит энергии на перемещение 1 литра воздуха в секунду. Размер ш/л. Также, для экономии тепла и холода, вентиляционная установка будет оснащена рекуператором. Наиболее эффективным считается ротационный, затем пластинчатый и гликолевый. К сожалению, роторный не везде можно использовать, потому что часть отработанного воздуха смешивается с приточным. Даже в вентиляционных установках используется технология экономии воздуха. Эта технология редко используется в России. И зря, потому что часто это очень эффективно. Суть в том, что вентиляционная машина использует наружный воздух для охлаждения или обогрева здания. Например, если в здании прохладно, а на улице тепло, вентиляционная установка подает теплый воздух в здание, и наоборот, если в здании жарко, а на улице прохладно, вентиляционная установка подает холодный воздух с улицы в здание. Это часто случается в межсезонье (осень или весна).
- Освещение. Прежде всего, вам нужно уменьшить установленную мощность. Для этого мы используем высокоэффективные светодиодные фонари. Выбор ламп следует производить тщательно с запасом в 20-30%. Поскольку светодиодные индикаторы со временем тускнеют. Далее мы используем датчики естественного освещения и присутствия. Когда в комнате достаточно света или нет людей, свет автоматически выключается.
- Тепловые насосы. Тепловые насосы, по сути, работают как кондиционеры. Обычный кондиционер – это воздушный тепловой насос. Если система повернута в противоположном направлении, она может обогревать здание. Это решение может быть эффективным в системах VRF или в центральных кондиционерах в межсезонье, когда отопление отключено и здание должно отапливаться. Это примерно в 3-4 раза эффективнее, чем прямое электрическое отопление. Существуют также тепловые насосы, которые используют тепло земли или воды. Такие тепловые насосы хорошо окупаются, если в здании нет дешевого газа. Систему следует использовать летом для кондиционирования воздуха, а зимой для отопления. В этом случае тепловой насос дает максимальный экономический эффект.
5. Регенерация энергии.
Часть здания может идентифицировать источники энергии, которые могут быть повторно подключены. Мы уже писали выше о рекуперации в системах вентиляции. Вы также можете снабдить лифт регенератором, который будет вырабатывать энергию при спуске для собственных нужд.
Если в здании есть большие избытки тепла, например, от технологических процессов (дата-центры, кулинария, кухня и т.д.), То это тепло можно использовать для отопления.
Также существует рекуперация сточных вод для предварительного нагрева воды для получения горячей воды.
- Возобновляемые источники энергии
Как только мы полностью оптимизируем наше энергопотребление, стоит рассмотреть возможность использования возобновляемых источников энергии. Возобновляемые источники энергии включают:
- Солнечная электростанция. За последние три года солнечные панели значительно подешевели. Они также обладают высокой энергоэффективностью. Например, установка высококачественных солнечных панелей с инверторами мощностью 100 кВт в Москве обойдется вам всего в 4 200 000 рублей. Эта система будет вырабатывать около 100 000 кВт*ч энергии в год. А срок окупаемости такой системы составит 8-9 лет.
- Ветряные турбины. Ветряные турбины имеет смысл ставить в двух случаях. Первый – это когда дует устойчивый ветер. Второй – это когда вы ставите промышленный ветрогенератор мощностью 100 кВт. Лучше более 1 МВт. По нашему опыту, ветряные турбины малой мощности имеют довольно длительный срок окупаемости, а промышленные имеют срок окупаемости 7 лет. Большие ветряные турбины, как правило, обладают высокой энергоэффективностью.
- Солнечные коллекторы (гелеосистемы). Эта система используется для нагрева воды с помощью солнца. Вода нагревается в солнечные дни и хранится в осушенном резервуаре. Это решение особенно эффективно, если есть проблемы с подключением к газу, а здание потребляет много энергии для горячей воды, например, небольшие отели на побережье Черного моря в Краснодарском крае или в Крыму. Энергоэффективность солнечных коллекторов была доказана практическим опытом в странах Средиземноморья.
- Котлы на биомассе/биотопливе. Если у вас есть сырье (отходы мебели, сельскохозяйственные отходы, древесные отходы), вы можете рассмотреть возможность строительства котельной на биомассе.
- Гидроэлектростанции. Маломощные гидроэлектростанции также являются возобновляемыми источниками энергии.
- Геотермальные станции. Геотермальные станции встречаются довольно редко, но они также являются возобновляемыми источниками энергии.
Следуя этому методу повышения энергоэффективности, вы можете значительно снизить затраты на потребление энергии. Например, вы можете добраться до энергетически нейтрального здания. Или здания с нейтральными выбросами парниковых газов.
