Главная / Научные статьи об энергосберегающих технологиях

Научные статьи об энергосберегающих технологиях

УДК 621.1

 М.С.Юрчик

Директор ООО "ЭкоСтрой"

Применение энергосберегающих технологий при производстве, транспортировке и расходовании тепловой энергии как основа соблюдения социальной справедливости по отношению к гражданам с различным уровнем доходов

Рациональное расходование энергетических ресурсов рассматривается в настоящее время как важнейшая национальная экологическая и экономическая проблема в связи с тем, что мероприятия, обеспечивающие энергосбережение, имеют более высокую рентабельность и экологическую безопасность по сравнению с увеличением добычи энергоресурсов [3].

В Российской Федерации энергосбережение является важнейшей задачей. Актуальность этой проблемы обусловлена в первую очередь весьма низкой среднегодовой температурой окружающей среды (- 5,5ºС), значительной длительностью отопительного периода (в ряде регионов РФ этот показатель превышает 200 дней, а в отдельных регионах отопление зданий и сооружений осуществляется постоянно), а также наличием большого числа морально и физически устаревшего оборудования. Масштабность этой проблемы для нашей страны характеризуется следующими показателями. Длина трубопроводов систем теплоснабжения с износом более 50% составляет около 260 тысяч км. Из них порядка 60 тысяч км находятся в аварийном состоянии. Потери тепла при транспортировке достигают 80 млн. т. у. т. в год при общем расходе на теплоснабжение  400 млн. т. у. т. в год. Ежегодные потери энергоресурсов в нашей стране соответствуют годовому энергопотреблению промышленно развитых европейских государств.

В значительной мере сверхнормативные потери тепловой энергии обусловлены, в первую очередь, неудовлетворительным  техническим  состоянием теплоизоляционных конструкций трубопроводов и оборудования, несоответствием нормативным требованиям и износом ограждающих конструкций зданий. В настоящее время задача улучшения теплоизоляции трубопроводов и оборудования  систем теплоснабжения, ограждающих конструкций зданий является весьма актуальной.

Энергопотребление зданий в нашей стране составляет 43-45% общего объема потребляемой тепловой энергии, в том числе: эксплуатация здания - 90%; производство стройматериалов - 8%; процесс строительства - 2%. Например, в Европе на энергопотребление зданий расходуется 20-22%, общего потребления тепловой энергии [2, с.15].

image_1.jpg

 Рис. 1. Структура потребления энергии в зданиях

Среднее потребление энергии в зданиях, построенных в 50-70-х годах, прошлого века составляет от 200 до 350 кВт-ч/м2 год (рис. 1). Анализ структуры энергопотребления показывает, что в этих зданиях до 70-80%  на отопление и по 10-12% на горячее водоснабжение и электроснабжение.

Современные строительные нормы в Европейских странах устанавливают потребление энергии на уровне 80-100 кВт-ч/м2год. У нового поколения домов, которые проектируются и строятся в соответствии с концепцией Passive House (пассивный дом), уровень энергопотребления может быть снижен до 15-30 кВт-ч/м2год в зависимости от региона строительства. Определяющим фактором, позволяющим обеспечивать такой норматив, является применение эффективной тепловой изоляции в строительных конструкциях.

Наибольший потенциал энергосбережения в строительном секторе и ЖКХ связан именно со снижением энергозатрат на отопление. За счет этого общее энергопотребление зданий может быть снижено, по экспертным оценкам, на 50-55%.

Высокое потребление тепловой энергии в строительном секторе экономики связано, как с высокими тепловыми, в первую очередь, трансмиссионными потерями зданий, так и с высокими тепловыми потерями непосредственно в системах теплоснабжения.

В последнее время в Российской Федерации пристальное внимание уделяется вопросам эффективного энергопользования, ресурсосбережения, экологической безопасности. Так на отечественном рынке появились принципиально новые теплоизоляционные материалы, создаваемые с использованием полых микросфер и различного рода связующих - сверхтонкие жидкие керамические теплоизоляторы. Они созданы на основе высококачественного акрилового связующего, специально разработанной композиции катализаторов и фиксаторов, керамических сверхтонкостенных вакуумированных микросфер, силиконовых микросфер. Помимо основного состава в указанный материал вводятся специальные добавки, которые исключают появление коррозии на металле и образование грибка на бетоне. Такой состав делает материал легким, гибким, растяжимым, обладающим отличной адгезией к покрываемым поверхностям. После испарения влаги и полимеризации на поверхности покрытия образуется эластичная водонепроницаемая пленка, выполняющая роль «теплового барьера». Образовавшаяся полимерная пленка за счет вакуумированных миросфер отражает и рассеивает до 85% лучистой энергии, а исключительно низкая теплопроводность, значительно снижает теплопотери.

А область применения сверхтонких жидких керамических теплоизоляторов весьма обширна, что позволяет говорить о возможности снижения стоимости тепловой энергии для населения. Преимущества очевидны в т.ч. и для не специалистов в области теплоэнергетики, например:

- возможность нанесения на любую поверхность - металл, пластик, бетон, кирпич, дерево и другие строительные материалы, а также на оборудование, трубопроводы и воздуховоды;

- идеальную адгезия к металлу, пластику, пропилену, что позволяет изолировать покрываемую поверхность от доступа воды и воздуха;

- не проницаемость для воды, исключение влияния водного раствора соли, покрытияобеспечивают защиту поверхности от воздействия влаги, атмосферных осадков и перепадов температуры;

- эффективно снижают теплопотери и обеспечивают антикоррозионную защиту;

- предохранение поверхности от образования конденсата;

- малая толщина покрытия при высочайшей эффективности (слой покрытия толщиной в 1 мм обеспечивает те же изоляционные свойства, что и 50 мм минераловатной изоляции или кирпичная кладка толщиной в 1 - 1,5 кирпича);

- возможность нанесения на поверхность любой формы;

- исключение дополнительной нагрузки на несущие конструкции;

- предотвращение температурных деформаций металлических конструкций;

- обеспечение постоянного доступа к осмотру изолированной поверхности без необходимости остановки производства, простоев, связанных с ремонтом, и сбоями в работе производственного оборудования;

- устойчивость к воздействию УФ излучения;

- возможность быстрого нанесения покрытий, что снижает трудозатраты по сравнению с традиционными изоляторами (легко и быстро наносится кистью или аппаратом безвоздушного нанесения);

- в случае повреждения, покрытие легко ремонтируется и  восстанавливается;

- не поддерживает горение (при температуре +2500С обугливается, при +8000С разлагается с выделением окиси углерода и окиси азота, что способствует замедлению распространения пламени);

- экологическая безопасность при использовании (нетоксичны, не содержат вредных летучих органических соединений);

- высокая химическая устойчивость к щелочам, солевым растворам и пр.;

- пожаро- и взрывобезопасность;

- низкая цена при достойном уровне качества;

- самая низкая расчетная теплопроводность (среди всех известных изоляционных материалов -0, 001 Вт/м0С (при +200С));

- долговечность (гарантийный срок 15 лет, срок эксплуатации при наружном использовании свыше 20 лет);

- легкость выполнения ремонтных работ и обнаружения течей;

- устойчивость к механическим повреждениям;

- возможность использования изоляции на трубопроводах и объектах со сложной конфигурацией и в труднодоступных местах.

Толщина одного слоя покрытия 0,3 мм. Теплоизоляционнаяэффективность жидких теплоизоляторов  толщиной 1 мм сравнима по эффективности с 50 мм пенополистирола, минеральной ваты, либо 30 мм пеноплэкса или пенополиуретана. Применение данных инновационных материалов в сфере строительства и жилищно-коммунального хозяйства позволит существенно снизить потребление энергоресурсов, что в свою очередь приведет к значительному снижению тарифов ЖКХ, снижению эксплуатационных затрат, обеспечению комфортности проживания. Применение жидких теплоизоляторов для изоляции генерирующего и теплообменного оборудования, запорно-регулирующей арматуры, сложных поверхностей трубопроводов становится исключительно актуальной в контексте соответствия зданий повышенному классу энергетической эффективности.

Систематическое увлажнение теплоизолирующих конструкций на основе минераловатных материалов (широкое использование которых осуществляется в настоящее время - М.С.) по причине, например, протечки уплотнения задвижки, приводит к быстрой и безнадежной порче теплоизоляции в смысле практически полной утраты эффекта снижения тепловых потерь.  На фоне резкого снижения эффективности увлажненной пористой теплоизоляции присутствие влаги  приводит к ускоренному развитию коррозии металлических теплоизолированных поверхностей оборудования.

В отличие от традиционных пористых теплоизолирующих  материалов теплоизолирующая система на основе полых микросфер обладает практически нулевым значением влагопоглощения и при наличии в своем составе  соответствующих компонентов может обладать выраженными антикоррозийными противогрибковыми свойствами.

Однако применение инновационных материалов в сферах строительства и ЖКХ тормозится как корпорациями, занимающимися производством традиционных теплоизоляционных материалов, таких как пенополистирол и минеральная вата, так и «недобросовестными» чиновниками, которым выгодны ежегодные ремонты, связанные с заменой утеплителей, выгодны высокие потери тепла, которые приводят к необоснованному повышению тарифов.

Очевидно и то, что пенополистирол выделяет в окружающую среду вещества фенол и стирол, негативно влияющие на здоровье человека (разрушается печень и ухудшаются качества крови человека). Минеральная вата также содержит фенолы и частицы менее 5 микрон, которые проникают из теплоизоляционного слоя через «дышащие» стены внутрь помещений и зависают в воздухе квартир, вызывая онкологические заболевания.

Эксплуатационные свойства пенополистирола и минераловатных утеплителей не столь долговечны, как об этом заявляют производители. Через 3-5 лет происходит разрушение данных утеплителей в ограждающих конструкциях, что приводит к  потере теплозащитных  свойств и «промерзанию»  ограждающих конструкций зданий в целом.

Обогащение недобросовестных производителей и обслуживающих их интересы чиновников можно было бы и не обсуждать в рамках настоящей статьи, если бы не столь отчетливо прослеживалось еще большее обнищание и без того социально незащищенных слоев граждан в связи с необходимостью оплачивать счета за энергопотери при производстве, транспортировке и расходовании тепловой энергии. Очевидно, что не соблюдаются принципы социальной справедливости, происходит ущемление прав граждан на получение качественных услуг, прав на проживание в экологически чистых комфортных условиях.

Немало политиков, экспертов и ученых утверждают, что эффективность национальной экономики и построение гражданского общества в России во многом зависят от того, насколько соблюдаются принципы социальной справедливости во всех сферах общественной жизни, включая экономику.

Очевидно,  что социальную справедливость в экономических отношениях можно определить как образ существования человека в качестве основного элемента любой социально-экономической системы. С уровня отдельного индивида это свойство переносится на уровень последней и трансформируется в справедливость или несправедливость социально-экономической системы в целом. Так, установление норм социальной справедливости в экономических отношениях во многом обусловлено спросом на указанные нормы и их предложением. Более чем очевидно, что в настоящее время в стране возрастает соответствующий спрос со стороны многих социальных групп населения. Данный спрос можно расценивать как положительный, поскольку он способствует формированию и развитию социальноориентированных бизнес-проектов, обеспечивая соблюдение принципа социальной справедливости в экономике страны. Вынуждена согласиться со словами Л.И. Абалкина, что «примером нормы социальной несправедливости, вызывающей отрицательный спрос у большинства населения, могут служить непродуманные и финансово не обеспеченные попытки коммерциализации жилищно-коммунального хозяйства» [1, с. 643].

 

Список литературы:

  

1. Абалкин Л. И. Избранные труды / Сост. Грибанова О.М.: В IV т. Т. III: В поисках повой стратегии. - М.: Экономика: Вольн. экон. о-во, 2000. - 798 c.

2. Матросов Ю.А. Энергосбережение в зданиях. Проблемы и пути ее решения. - М.: НИИСФ, 2008. - 495 с.

3. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Фе-дерации {Электронный ресурс}: Федеральный закон  № 261- ФЗ от 23 ноября 2009 года.  Доступ из справочно-правовой системы "Консультант-Плюс".