Как сохранить тепло

Больше всего тепла уходит из дома через окна – это более 40% потерь.
Фото Елены Фазлиуллиной (НГ-фото)

Вопрос эффективного использования энергоресурсов в России с каждым годом становится все более актуальным. По сведениям московского фонда «Институт экономики города», только на отопление зданий в России расходуется более 400 млн. тонн условного топлива ежегодно, а это 25% годовых энергоресурсов страны. По сравнению с холодными странами Европы расход тепла на 1 кв. м у нас почти вдвое больше, что является причиной неоправданно больших финансовых затрат.

Национальные проекты по обеспечению россиян доступным и качественным жильем, реформа ЖКХ требуют рационального подхода к использованию природных национальных богатств. Находящиеся на рассмотрении государственных структур технические регламенты, принятие которых ожидается в самое ближайшее время, предполагают применение высочайших требований к качеству и безопасности выпускаемой строительной продукции, в том числе и по энергосбережению.

Во всем мире тема энергосбережения в строительстве наиболее активно стала развиваться после мирового энергетического кризиса 1974 года в рамках общей линии на экономию энергоресурсов. Проект первого энергоэффективного здания начал осуществляться в 1972 году в Манчестере (штат Нью-Гемпшир, США) архитекторами Николасом Исааком и Эндрю Исааком. Второе здание, которое было запроектировано и построено как энергоэффективное, – это EKONO-house в городе Отаниеми, Финляндия. Уже более 30 лет назад в обоих домах было предусмотрено использование тепла солнечной радиации и возможностей компьютерной техники для управления инженерным оборудованием. Первая тенденция продолжает успешно развиваться, в том числе даже в такой северной стране, как Финляндия, – например, в экспериментальном строительстве жилого района VIIKKI в Хельсинки, а вторая тенденция выросла в крупное направление, получившее название «Интеллектуальные здания».

Во второй половине 80-х годов прошлого века совместными усилиями шведа Бу Адамсона и немецкого архитектора Вольфанга Фейста были заложены основы нового энергосберегающего подхода в жилищном строительстве – концепция так называемого пассивного дома (Passivhaus). Такие дома используют для отопления преимущественно внутренние тепловые ресурсы, за счет качественной теплоизоляции имеют минимальный энергообмен с окружающей средой и максимально утилизируют тепло всех выбросов.

К 80-м годам прошлого века относится также внедрение в промышленное производство стекол с энергосберегающим покрытием, которые были способны отражать тепло внутрь помещения и в то же время пропускать солнечный свет. В России так называемое низкоэмиссионное стекло в промышленных масштабах стали выпускать только с 2004 года на стекольном заводе, построенном на иностранные инвестиции в Подмосковье, и до сих пор это предприятие остается единственным его производителем.

Между тем доказано, что больше всего тепла уходит из дома через окна. По данным тепловизорных обследований частных домов, на светопроницаемые наружные ограждения приходится более 40% потерь энергии. Каким образом это происходит?

Из курса физики мы знаем, что тепло передается через предметы (кондукция), через движение воздуха (конвекция), а также излучением. Наибольшие потери тепла через остекление происходят именно третьим способом – через излучение. Кондукция и конвекция – это около 30% тепла, покидающего помещения, а излучение – остальные 70%.

Тепловое излучение – это процесс передачи теплоты с помощью электромагнитных волн. Или, проще говоря, предметы, нагретые внутри помещения, излучают тепло. Невооруженным глазом этого увидеть нельзя, но мы можем себе представить, что излучение беспрепятственно преодолевает прозрачные конструкции. Это хорошо заметно на снимке.

И если бороться с конвекцией и кондукцией достаточно просто, используя материалы с низкой теплопроводностью (дерево, пластик и т.п.) и тщательно герметизируя щели, то с излучением дело обстоит сложнее. Необходимо применение стекла с низкоэмиссионными свойствами, то есть такого, которое могло бы препятствовать излучению и сохранить тепло внутри помещения.

В вакуумной камере на лист стекла наносится слой оксидов и металлов; образуется тонкая пленка, невидимая человеческому глазу, которая отражает тепловое излучение внутрь помещения. Особенностью такого стекла является его исключительное использование в составе стеклопакета. Применение энергосберегающего стекла позволяет делать стеклопакет однокамерным, а значит, более легким, и все окно более долговечным. Стоит также отметить, что конечная стоимость оконной конструкции оказывается не выше современной традиционной системы остекления, а в некоторых случаях даже и ниже.

На фотографии, полученной при помощи тепловизора, видно, как тепловое излучение беспрепятственно преодолевает прозрачные конструкции (светлые участки).

При этом показатели по энергосбережению (экономии тепла внутри помещения) получаются превосходными (см. таблицу).

Таким образом, снижение теплопотерь может достигать 55–60%. Переходя от анализа потерь к анализу расхода газа или мазута на отопление, можно говорить об экономии до 30% только за счет использования правильного остекления.

Кроме того, энергоэффективное остекление позволяет сократить выброс парниковых газов (1 кв. м энергоэффективного остекления сокращает выбросы CO2 в 6,5 раза в год), что имеет огромное значение в свете подписанного Россией Киотского протокола.

Мировой опыт подтверждает необходимость применения в современном строительстве, и в том числе остеклении, энергоэффективных материалов. В Западной Европе доля энергосберегающего остекления в строительстве уже сегодня приближается к 90%. В России такой статистики не ведется. Первый в стране производитель этого продукта оценивает его использование на уровне 5, максимум 7%. Однако у нас есть хорошие перспективы для роста. Стратегический курс на внедрение энергосберегающих технологий, озвученный руководством страны, позволяет говорить о скорейшем смещении данной темы из области научной полемики в разряд практических задач.