07.08.2009

Старые дома «поумнеют»

uaEnergy

2

0

Старые дома «поумнеют»

07.08.2009, Василий Матвеев

Такое здание энергетически неэффективно, но обладает большим энергосберегающим потенциалом

Сегодня новостройки становятся все более экономичными. Но значительным энергосберегающим потенциалом обладают и старые дома: новые технологии позволяют экономить до одной трети потребляемой ими энергии. ЕС поддерживает разработку подобных инноваций, в частности, с использованием наночастиц или системы зеркал для распределения света, поскольку возраст почти 60% домов в Европе превышает 25 лет.

«Мы можем дополнительно экономить 8—38% энергии, оптимизировав ее потребление в офисах, школах и квартирах», — говорит физик Удо Ваймар из Университета Тюбингена, координатор проекта ЕС под названием Clear-up. Задача этого проекта стоимостью 12 млн. евро — оптимизация возможностей экономии энергии, их объединение и практическое применение.

«Новостройки относительно просто оборудовать так, чтобы они расходовали мало энергии. Но требование состоит именно в интегрировании новых технологий в уже построенные здания, при этом не нарушив комфортности жильцов, — объясняет Ваймар. — Мы хотим принести в их квартиры то, что вызывает приятные ощущения за стенами зданий: солнечный свет, свежий воздух и приемлемую температуру». Такие возможности открывает прежде всего использование нанотехнологий.

«Умное» освещение

Яркий солнечный свет не всегда хорош для микроклимата в помещениях: летом многие из них нагреваются настолько, что их необходимо охлаждать. Зимой также в некоторых местах ощущается избыток солнечного света: например там, где находятся экраны компьютерных мониторов. До сих пор в таких случаях затемняли окна и включали свет. С точки зрения экономии энергии такие меры бессмысленны.

В рамках проекта Clear-up ученые анализируют слишком освещенные и затемненные зоны в помещении. «Мы разрабатываем решения, позволяющие выравнивать сильные контрасты и затемнять места возле окон, распределяя при этом свет по углам», — говорит Ваймар.

Для этого используются, в частности, электрохромные стекла, содержащие наночастицы, выстраивающиеся в электрических полях и таким образом затемняющие окна: посредством сенсоров освещенность в помещении изменяется плавно и автоматически. Такие стекла уже есть в продаже, но для модернизации старых домов более рационально использовать пленку, которую можно натянуть на теплоизолирующие окна. Промышленность уже работает над созданием такой пленки.

Ученые также создают элементы, позволяющие целенаправленно доставлять дневной свет в помещение. Это могут быть зеркальные системы, подобные установленной на куполе рейхстага в Берлине, или световоды из пучков стекловолокон, проводящих свет в помещение извне. Установленные в нем диффузоры в свою очередь обеспечивают не точечное, а плоскостное поступление света.

Большое количество энергии теряется при вентиляции, применяемой во избежание духоты в помещении. В этой области участники проекта Clear-up также предлагают новые решения. В частности, наночастицы оксида титана, содержащиеся в краске для стен, могут действовать как катализатор: под влиянием ультрафиолетового света они расщепляют опасные оксиды азота на безвредный азот и кислород. Ученые ищут подобные катализаторы, функционирующие при длинноволновом свете видимой области и, кроме того, способные обезвреживать токсичную окись углерода или органические углеводороды, вызывающие неприятные запахи.

«Отказаться от вентиляции невозможно, — говорит Ваймар. — Но можно использовать сенсоры, обеспечивающие максимально эффективное взаимодействие окон, вентиляционных люков и вентиляторов». В дополнение к ставшим обычными датчикам температуры ученые работают над созданием сенсоров с наночастицами, реагирующими на CO2, различные запахи и вредные вещества и обеспечивающими в помещении чистый воздух.

Не слишком холодно и не слишком тепло

Помимо «умных» систем оптимизации температуры в помещении, важной возможностью такой терморегуляции является использование внутренних стен как скрытого аккумулятора тепла. При этом в стены в качестве накапливающей тепло среды помещаются микроскопические шарики, например парафина. Известно, что при плавлении парафин аккумулирует тепло, которое затем, отвердевая, отдает. Таким образом, он является буфером для температуры в помещении. Без какого-либо электронного управления парафин может выравнивать температурный баланс в пределах 2—3°C.

Твердый парафин, защищенный специальным герметическим покрытием, обладает максимальной теплоемкостью 110 кДж/кг и позволяет длительно сохранять тепло. Разгрузочная температура устанавливается в процессе изготовления. Расчеты показали, что в наших широтах 26°C — оптимальная температура для теплозащиты зданий летом. В продаже есть также материал с разгрузочной температурой 23°C для более прохладных помещений.

Значительную экономию энергии обеспечивают вакуумные изоляционные панели (VIP), функционирующие по принципу термоса. Их теплоизоляционная способность почти в десять раз выше, чем полиуретана — изоляционного материала, используемого сегодня в строительстве. VIP состоит из легкого прессованного микропористого наполнителя на основе кремниевой кислоты, упакованного в синтетическую пленку, под которой создается вакуум. Панель под воздействием внешнего давления приобретает жесткость, наполнитель обеспечивает ее механическую стабильность. Различные варианты этой технологии предполагают также использование альтернативных наполнителей или более дешевых методов производства.

Многие компоненты таких систем уже имеются в продаже или вскоре будут внедрены в производство. Испытания проводятся преимущественно в научно-исследовательском центре ЕС в итальянском городе Испре и в центре строительных технологий Siemens в Швейцарии. «Теперь мы можем все эти инновации совместить в одном доме», — резюмирует координатор проекта Удо Ваймар на страницах Die Welt.

Комментарии 0

Написать комментарий