Энергосберегающие технологии и материалы

Поскольку земные ресурсы не бесконечны, человеку необходимо научиться экономно их расходовать. Использование энергосберегающих материалов — это прямой способ существенно снизить энергопотребление, сэкономить и в масштабах конкретных семьи или организации, и в масштабах страны. Последовательное применение энергосберегающих материалов способно снизить энергопотребление на 70%.

Часто вместо термина "энергосбережение" употребляют слово "теплоизоляция". В принципе, это допустимо, разве что первое понятие более широко и относится к экономии различных видов ресурсов. Теплоизоляционные материалы, как один из основных механизмов энергосбережения, знакомы всем и каждому и используются в строительстве уже многие десятки лет. Другое дело, что современные технологии позволяют создавать материалы с инновационными характеристиками, чрезвычайно экономичные и эффективные, чего раньше строительство попросту не знало.

Однако прежде чем рассмотреть подробнее виды современных энергосберегающих материалов, давайте остановимся на том, как именно измеряется способность материала к теплоизоляции (энергосбережению). Ранее теплоизоляционные материалы оценивались по тому, какой тот или иной материал имел фактор теплового сопротивления. Однако с появлением материалов современного поколения критерии оценки несколько изменились и теперь учитывают все виды излучений, от которых материал способен предохранить.

Виды теплоизоляционных материалов

Во-первых, материалы делятся по своему назначению: некоторые из них универсальны, другие оптимальны для теплоизоляции определенных поверхностей: стен, кровли, перекрытий, пола и т.д.

Во-вторых, имеет значение состав материала. На сегодня наиболее распространенными являются такие материалы, как минераловатные, пенополистирольные и стекловатные. Остановимся подробнее на каждом из них.

  • Минераловатные энергосберегающие материалы произведены из шлакового (шлаки цветной и черной металлургии) или каменного (базальт, доломит, известняк) сырья. Преимущества такого утеплителя: высокий уровень термозащиты, звукоизоляции, не подвержен воздействию влаги, прочный, стойкий, негорючий материал. Он оптимален для применения на фасадах зданий, на внутренних стенах, в качестве внутристенного утеплителя (сэндвич-панели и т.п.). Часто применяется при строительстве современных школ, детских садов, зданий общественного пользования и, конечно, жилых домов.
  • Пенополистирольные плиты имеют такие характеристики, как низкая теплопроводность, высокая плотность и долговечность. Это сочетание делает материал оптимальным для применения при создании различных конструкций. Однако некоторые свойства пенополистирола могут варьироваться в зависимости от каждого конкретного производителя. Тем не менее, пенополистирол является широко применяемым теплоизоляционным материалом.
  • Стекловата — хорошо знакомый всем вид энергосберегающего материала. Его мягкость и эластичность позволяет использовать материал для облицовки зданий с неровными, сложными поверхностями. Материал чрезвычайно прочен, не подвержен старению, одинаково эффективно применяется для потолков, стен, полов и перегородок. Это и послужило причиной того, что стекловатная теплоизоляция, особенно в современном улучшенном ее исполнении, активно применяется зданиях различного типа.

Применение энергосберегающих материалов

Кроме собственно утеплителей, энергосберегающими выпускают и многие другие материалы. Это всевозможные лаки, краски, штукатурки, монтажная пена, пленка, облицовочный кирпич, керамическая плитка и другие материалы для ремонта и строительства.

В наше время, затеяв новое строительство или проводя реконструкцию уже имеющегося сооружения или здания, с помощью использования современных энергосберегающих материалов можно добиться экономии энергии более чем в половину. Кроме реальной экономии, энергосберегающие материалы дают еще и такие преимущества, как создание здорового микроклимата, повышение срока эксплуатации отремонтированного или построенного объекта, устранение теплопотерь и т.д.

Подытоживая вышесказанное, отметим, что энергосбережение возможно как на общем уровне (использование внутренних панелей при строительстве, обработка фасадов, создание конструкций), так и на каждом конкретном этапе ремонта или строительства. Поэтому при любом, даже косметическом ремонте любой квартиры или той же школы, никогда не поздно предпринять шаги по энергосбережению, которые вскоре непременно окупятся и принесут Вам реальную пользу и выгоду.

Под энергосберегающими технологиями понимают различные производственные и бытовые процессы, направленные на уменьшение потребления материалов и энергоресурсов в расчёте на единицу выпускаемой продукции, либо на единицу затрачиваемой энергии – тепловой или электрической. Принципиально возможны два пути энергосбережения — либо затрачивать меньше невозобновляемых энергоносителей (газа, угля, нефти) либо более эффективно их использовать.

Рассмотрим наиболее масштабные отрасли хозяйственной деятельности, где внедрение энергосберегающих технологий особенно важно. Это промышленность, строительство и домашнее хозяйство.

Практика применения энергосберегающих технологий на производстве

Традиционно более всего потребляют материальных и энергетических ресурсов металлургия, химическая промышленность и машиностроение (По теме: Энергосберегающие технологии на промышленных предприятиях России). Критерием эффективности любого технологического процесса считается показатель его КПД. Основными потерями считаются:

  1. Потери на трение, которые возникают при работе любых механических систем превращения энергии.
  2. Тепловые потери, при которых избыточные ресурсы расходуются на непроизводительный нагрев окружающей среды.
  3. Электрические потери мощности, сопутствующие процессам передачи значительной мощности на большие расстояния.
  4. Магнитные потери в устройствах, предназначенных для трансформации одного вида энергии в другой.
Читайте также:  Как соединить трубы пвх для водопровода

При этом с увеличением мощности единичного агрегата растёт и уровень его потерь. Поскольку для функционирования металлургических производств чаще используют традиционные энергоресурсы, то увеличенное энергопотребление часто сопровождается и ухудшением экологической обстановки. Не зря наиболее загрязнёнными российскими городами (наряду с ожидаемыми Москвой или Санкт-Петербургом) считаются Магнитогорск, Новокузнецк, Череповец, Липецк.

С целью снижения удельного энергопотребления в металлургии применяют:

  • Расширенное использование вторичного сырья и отходов производства;
  • Оптимизацию управления металлургическими объектами при помощи компьютерной техники;
  • Устройства, отличающиеся повышенным КПД при своей эксплуатации.

Подобными путями идёт внедрение ресурсосберегающих технологий в химической промышленности. А в металлообработке преимущественное применение получают безотходные технологии: так, механической обработке (при которой образуется значительное количество стружки) всё чаще предпочитают процессы пластического деформирования, причём в холодном состоянии, когда количество отходов минимально.

Особенно интенсивно развиваются энергосберегающие технологии в отраслях с массовым характером производства. Пример – производство автомобилей или двигателей. Современные энергосберегающие технологии сопровождают всю цепочку рождения нового транспортного средства – от его проекта, при разработке которого в полной мере учитываются факторы сопротивления движению автомобиля, и до сборочных операций, выполняемых с наибольшей производительностью и качеством.

При выпуске энергоэффективных двигателей учитывают моторную нагрузку, минимум отработанного тепла и выхлопных газов, максимальный КПД, а для двигателей внутреннего сгорания – ещё и наилучший химический состав топлива.

Новые энергосберегающие технологии в строительстве

При проектировании и возведении жилых и общественных зданий в полной мере следует учитывать расходы на непроизводительные потери. Среди них:

  1. Потери при отоплении помещений.
  2. Теплопотери через кровлю зданий.
  3. Слабоконтролируемые процессы теплообмена внешней поверхности здания с окружающей средой, особенно в холодную пору года.
  4. Неэффективное кондиционирование.

Наиболее перспективной строительной энергосберегающей технологией в России является установка конденсационных модулей покрытия. Эти устройства обеспечивают более высокую эффективность сгорания топлива — от 89% до 97% и считаются самым эффективным способом отопления и вентиляции, при котором используется газовое топливо. Конденсационные блоки устанавливаются на крышах, обеспечивая также и эффективную вентиляцию. Эти устройства содержат вторичный теплообменник. Выхлопные газы, проходя через этот теплообменник, понижают свою температуру до точки, в которой конденсируются пары воды. Это позволяет устройствам восстанавливать скрытую теплоту, которая в противном случае была бы потеряна для отработанного воздуха.

Своё последовательное развитие современные энергосберегающие технологии получили и при выборе отопительного оборудования. Например, инфракрасная система отопления по энергосберегающей технологии позволяет снизить удельный расход энергии на 70…75 %, при этом системы автоматики поддерживают в помещениях наилучшие показатели относительной влажности воздуха. Пока такие энергосберегающие технологии отопления используются преимущественно в малоэтажных зданиях.

Гораздо большими масштабами внедрения энергосберегающих технологий в строительстве отличаются проектирование и монтаж систем освещения зданий, улиц, других объектов. Явное преимущество здесь получают светодиодные лампы: они обладают световым потоком, который на 85% превышает значение, которое дают лампы накаливания той же мощности. В ближайшие несколько лет удельная мощность светодиодов, как ожидают, удвоится: с теперешних 125…135 люмен на ватт до 230 люмен на ватт.

Ещё более перспективным с точки зрения современных энергосберегающих технологий является использование индукционного освещения. По сравнению с лампами накаливания индукционные лампы примерно в четыре раза эффективнее, а их долговечность увеличивается более чем в 40 раз.

Основные направления и программы энергосбережения в поселении

Ресурсы и энергосберегающие технологии особенно актуальны для частных домов, когда экономия материальных затрат обеспечивается только за счёт рационального их применения. Основными направлениями внедрения энергосберегающих технологий для частного дома являются:

  1. Эффективное утепление стен и использование при строительстве материалов с повышенной теплоёмкостью.
  2. Снижение энергозатрат при прокладке систем кондиционирования.
  3. Использование тепловых насосов для индивидуального водоснабжения, имеющих повышенный КПД.
  4. Использование, где это возможно, энергоустановок, использующих возобновляемые энергоносители: ветер, солнечное освещение, геотермальные воды и т.д.

Пример рационального расходования ресурсов и энергосберегающих технологий – процессы охлаждения теплоносителя в системах кондиционирования. Современные чиллеры характеризуются увеличенным объёмом конденсаторов и испарителей, а компрессоры позволяют варьировать скорость привода и управлять мощностью кондиционеров.

Велика роль процессов энергоэффективности и энергосберегающих технологий в бытовой сантехнике. В частности, туалеты с двойным смывом и безводные гравитационные писсуары позволяют экономить до 30 % воды. Важно, что двойной промывочный механизм является частью промывочного клапана, и может быть легко установлен на существующих сантехнических устройствах. Безводные писсуары функционируют без промывочного механизма. Вместо традиционного слива используется сменный картридж, содержащий уникальную жидкость, которая служит герметиком. Герметизирующая жидкость действует как воздухонепроницаемый барьер, предотвращая смягчение запахов в помещении. Она остается в картридже, поэтому очистка безводного писсуара производится примерно 3-4 раза в год, что обеспечивает существенную экономию энергоресурсов.

Читайте также:  Независимые газовые котлы отопления

Планы по широкому внедрению энергосберегающих технологий составляются с учётом их значимости. Так, до 31 % потерь материальных и энергетических ресурсов в развитых странах приходится на промышленность, 28 % — на логистику, 22 % — на бытовой сектор, и 19 % — на строительство. Соответственно этому в России действует Национальная энергетическая стратегия, которая рассчитана на период до 2035 года. Документ предусматривает:

  • Последовательное ограничение использования энергозатратных технологических решений;
  • Льготное налогообложение для предприятий, внедряющих материало- и энергосберегающие технологии;
  • Постоянный контроль применения нормативных актов и требований, относящихся к данной области;
  • Учёт требований энергосбережения при проектировании и модернизации новой техники.

Важно, что действующий в России закон о энергосбережении носит комплексный характер, поскольку с учётом его положений впоследствии было разработано немало межотраслевых нормативных актов.

Первое, что приходит в голову при упоминании об уюте – это тепло и комфортный микроклимат, что заставляет задуматься не только о системе обогрева дома, но и о способах сохранения полученного тепла, и обратить свое внимание на энергосберегающие покрытия . Конечно, вряд ли получится свести потери к нулю, зато добиться значительного сокращения тепловых потерь вполне реально, используя энергосберегающие покрытия.

Основная ответственность за сохранение тепла ложится на наружные поверхности – стены, фундамент, крышу, так как именно они имеют наибольшую площадь соприкосновения с внешней средой. Теплоизоляция, правильно организованная с помощью энергосберегающих покрытий не только создаст комфортный микроклимат в доме, но и позволит сэкономить средства на отоплении.

Давайте попробуем разобраться, какие бывают виды энергосберегающих покрытий, как и для чего их применяют в строительстве.

Жесткие, мягкие и напыляемые энергосберегающие покрытия

Энергосберегающая (теплоизоляционная) штукатурка – высокоэффективное покрытие нового поколения, которое разработано специально для строительства экологически чистого и энергосберегающего жилья. В общей сложности энергосберегающая штукатурка представляет собой стандартный цементный раствор, в который добавлены современные наполнители — пемзовый порошок, пенополистирол, перлитовый песок.

Некоторые производители изготавливают энергосберегающую штукатурку на гипсовой основе , используя легковесные наполнители и специальные химические добавки. Такой вид штукатурки обладает высокой прочностью, хорошей адгезией и повышенной пластичностью.

Энергосберегающую штукатурную смесь применяют как в качестве утепляющей фасадной штукатурки , так и для внутренней отделки помещений. Энергосберегающая штукатурка сочетает в себе достоинства утеплителя и декоративной штукатурки, обладая при этом хорошими защитными и гидроизоляционными свойствами.

Энергосберегающую штукатурку используют для облицовки стен из керамического кирпича, бетона, пенобетона и газобетона.

Важный момент – энергосберегающую штукатурку на основе гипса нельзя наносить непосредственно на бетонные поверхности, так как гипс и цемент вступают в химическую реакцию друг с другом, штукатурка вздувается, происходит разрушение. Чтобы избежать этих неприятных моментов, на бетонную поверхность нужно нанести известковый раствор толщиной около 4-5 мм.

Пенополиуретан (ППУ) – прочный и легкий энергосберегающий материал, который имеет своеобразную структуру, обладает самым маленьким водопоглощением и самым низким коэффициентом теплопроводности по сравнению с другими энергосберегающими материалами.

Пенополиуретановые материалы бывают жесткие, полужесткие и эластичные. Для применения полиуретанов в теплоизоляционных работах используют множество методов – экструзию, прессование, литье, заливка, напыление и т.д.

Жесткие ППУ или, как их еще называют, пенопласты используют для утепления наружных стен зданий. Они легкие, но достаточно прочные, обладают низкой паропроницаемостью и теплопроводностью, высокой адгезией к другим материалам.

Энергосберегающие покрытия на основе напыляемых пенопластов создается путем напыления слоя пенополиуретана на любые строительные поверхности. При взаимодействии пенополиуретана с поверхностью материала происходит химическая реакция – нанесенный слой образует пену, которая застывает и превращается в пенопласт. Напыляемый пенопласт наносится на стены, изготовленные из деревянных брусьев, силикатного или керамического кирпича, пенобетонных или газобетонных блоков.

Напыляемые пенополиуретаны применяют так же для гидроизоляции и утепления кровель зданий. С помощью пенополиуретана можно покрыть кровлю любой формы и сложности, при этом энергосберегающее покрытие не будет иметь ни одного стыка. А самым интересным является тот факт, что пенополиуретановое покрытие можно наносить на старые конструкции, покрытые рубероидом, металлом или шифером, ни демонтажа, ни подготовительных работ не требуется.

Энергосберегающие покрытия из пенополиуретана долговечны, они не подвержены гниению и разложению, устойчивы к температурным перепадам и атмосферным осадкам.

Пеностекло – особенный энергосберегающий материал, состоящий из сферических и гексагональных герметично замкнутых ячеек. На вид пеностекло очень напоминает пемзу или стеклянную пену с множеством ячеек.

Читайте также:  Выбор стали для дымохода

Структура пеностекла исключает взаимодействие его ячеек с окружающей средой, что позволяет надолго сохранить его технические характеристики – форму, теплопроводность, прочность.

Пеностекло не является энергосберегающим материалом нового поколения, его успешно используют уже более полувека для утепления стен, цоколя, фундамента и кровлей зданий и сооружений.

Преимущества пеностекла налицо – оно химически и биологически устойчиво, не подвержено коррозии, не гниет, пожароустойчиво и не выделяет токсинов. Но самое большое преимущество пеностекла – гарантированный срок эксплуатации до ста лет.

Минеральная вата – волокнистый энергосберегающий материал, полученный из расплавов силикатных металлургических шлаков. В некоторых случаях минеральная вата изготавливается исключительно из горных пород. Стоит отметить, что энергосберегающие свойства и долговечность эксплуатации такой ваты значительно выше, чем у той, что произведена из доменных шлаков.

Минеральная вата ценится своими высокими параметрами химической устойчивости, отличными тепло- и звукоизоляционными свойствами — она лучше других материалов поглощает звуковые волны. Но у минеральной ваты есть один серьезный недостаток – повышенная паропроницаемость, поэтому ее рекомендуют использовать только в комплекте с гидроизоляционными материалами.

Из минеральной ваты изготавливают жесткие и мягкие плиты и маты, которые применяют для покрытия фасадных и каркасных конструкций.

Жидкие энергосберегающие покрытия

Энергосберегающая краска – легкий, гибкий, растяжимый, хорошо адаптируемый к поверхностям материал. Энергосберегающая краска состоит из полых микроскопических силиконовых и керамических шариков, находящихся во взвешенном состоянии в жидкости, которая состоит из неорганических пигментов и синтетического каучука. Уникальность энергосберегающей краски заключается в ее теплоизоляционных свойствах, которые являются результатом интенсивного воздействия молекул воздуха, находящихся в шариках.

Кроме того, энергосберегающая краска является материалом, не поддерживающим горение. Пленка покрашенных поверхностей при возгораниях начинает выделять окись азота и углерода, которые несколько замедляют распространение пламени.

Но энергосберегающую краску можно использовать не только с целью утепления. Энергосберегающая краска обладает свойством отражать солнечные лучи, что летом позволяет в несколько раз сократить попадание тепла в помещение, а это в свою очередь влечет за собой уменьшение кондиционирования помещения и повышение комфортности пребывания в нем.

Энергосберегающую краску можно наносить на бетонные, металлические, кирпичные, деревянные, пластиковые, стеклянные, резиновые и даже картонные поверхности. То есть энергосберегающей краской можно смело красить стены, фасады, перекрытия, крыши, откосы, полы и т.д.

Среди энергосберегающих красок особой популярностью пользуются «Изоллат», «Керамоизол» и «Корунд».


Энергосберегающее покрытие «Изоллат» – инновационное жидко-керамическое покрытие универсального назначения. «Изоллат» представляет собой жидкий теплоизоляционный материал, разработанный на основе нанотехнологий: жидкую полимерную композицию насыщают полыми керамическими микросферами, в которых содержится разряженный воздух. Благодаря этим микросферам жидко-керамическое покрытие «Изоллат» обладает свойством преломлять, отражать и рассеивать лучистое тепло.

«Изоллат» обладает низким коэффициентом теплопроводности, устойчив к атмосферным осадкам, имеет антикоррозийные свойства. «Изоллат» является дышащим материалом – не пропускает воду, но при этом является паронепроницаемым. Срок эксплуатации покрытия «Изоллат» около 15 лет.

«Изоллат» — краска-термос используется преимущественно для покрытия внутренних стен, фасадов, кровель зданий, наружных газопроводов.

Энергосберегающее покрытие «Керамоизол» — жидкая композиция, содержащая множество полых микроскопических стеклянных сфер, создающих некое подобие катафота, отражающего инфракрасное излучение.

«Керамоизол» обладает рядом неоспоримых преимуществ – высокая теплосберегающая способность, низкая паропроницаемость, простота нанесения, легкая восстанавливаемость при повреждениях. К тому же «Керамоизол» на лаковой основе дает возможность проводить работы при отрицательных температурах. Срок эксплуатации покрытия «Керамоизол» составляет не менее 7 лет.

«Керамоизол» — «теплое зеркало» используется для теплоизоляции строительных сооружений любой формы и сложности – фундаментов, внешних и внутренних стен, а также наносится на всевозможные стыки, межпанельные швы и трубы.

Энергосберегающее покрытие «Корунд» — сверхтонкий теплоизолятор в виде суспензии. Жидкий сверхтонкий теплоизолятор «Корунд» представляет собой высокопористый теплоизоляционный материал, работающий за счет механизма термического блокирования теплопередачи кондукции, конвекции и радиации. «Корунд» обладает свойством отражать и рассеивать свыше 80% излучения. Низкая теплопроводность ослабляет тепловой поток, идущий из вне, а малые излучательные свойства снижают уровень выходящего теплового потока, обеспечивая снижение теплопотерь.

Покрытия «Корунд» обладают высокими теплофизическими эксплуатационными характеристиками и высокой экономической эффективностью, срок их эксплуатации составляет не менее 15 лет. На отечественных рынках «Корунд» является самым дешевым и одним из самых качественных энергосберегающих материалов.

«Корунд» применяется для теплоизоляции фасадов, внутренних стен, крыш, трубопроводов горячего и холодного водоснабжения, воздухоотводов систем кондиционирования, бетонных полов, откосов окон. На трубах холодного водоснабжения «Корунд» используется для исключения конденсата.

И в заключение Ремонт позитивный желает вам тепла, комфорта и уюта, ведь «важней всего погода в доме», в чем энергосберегающие покрытия играют не последнюю роль.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *