|
| |
|
Главная -> Экология
Что нового в украинских нормах п. Переработка и вывоз строительного мусораАльтернативная энергетика все еще остается слишком дорогой, чтобы избавить человечество от нефтегазовой зависимости Вадим Эрлихман Сегодня ископаемые углеводороды - нефть, газ и уголь - обеспечивают производство 80% электроэнергии. Остальное дают гидроэнергетика, атомные станции, а также нетрадиционные, или альтернативные, источники. На долю последних приходится меньше 1% мирового энергопроизводства, но именно этому карлику энтузиасты сулят будущее энергетического гиганта, спасителя человечества от топливного кризиса. Ресурсы энергии воды, ветра, солнца огромны. Солнце ежедневно посылает на Землю в 20 раз больше энергии, чем все население земного шара использует за год. Но эту энергию еще надо поймать и удержать, что довольно непросто. Есть и другая проблема - во многих регионах планеты солнце регулярно скрывается за тучами. То же с ветром, который то дует, то нет. И все же человечество учится - и уже научилось - использовать нетрадиционную энергию. Еще в 1904 году итальянец Конти построил геотермальную электростанцию, работавшую на подземном тепле. В 20-е годы появились первые ветровые и солнечные электростанции. В 60-е - станции, работающие на энергии приливов. Не была забыта и биомасса, то есть опилки, очистки и прочие растительные отходы - оказалось, что из них тоже можно добывать энергию. Вначале это пытались сделать энтузиасты на свой страх и риск, но после резкого подорожания нефти в 1970-е годы к работе активно подключилось государство. В 90-е Евросоюз принял масштабную программу использования ВИЭ (возобновляемых источников энергии), по которой к 2020 году эти самые источники должны обеспечивать уже 20% энергии, потребляемой ЕС. Сегодня эта доля в среднем составляет 7%, однако в некоторых странах она гораздо выше. Например, Дания получает от альтернативки 40% энергии, а Исландия даже 75%. Их пример подгоняет других - Евросоюз тратит на разработку ВИЭ 2 млрд долларов в год, США - 1,5 млрд, Япония - 900 млн. Отцами-основателями советского мирного термояда стали академики Андрей Сахаров (вверху), создатель водородной бомбы, и Евгений Велихов (внизу), один из разработчиков токамака - прообраза термоядерного реактора Казалось бы, у новых видов энергии масса преимуществ. В отличие от нефти альтернативные источники есть почти везде - не вода, так солнце или ветер найдутся в самой маленькой стране. Они, как уже говорилось, возобновляемы или неисчерпаемы. Наконец, они не дают вредных выбросов и опасных отходов. Как обычно, все упирается в цену - пока что единица энергии, полученной с помощью ВИЭ, в пять-шесть раз дороже нефтяной . Самые дешевые - ветровые электростанции (мировая мощность - 40 ГВт). Чуть подороже станции на биомассе (35 ГВт) - по сути дела, обычные ТЭЦ, куда вместо угля и мазута закладывают силос. Но их ресурсы ограниченны, да и в пустыне их не построишь. Не так много мест, где доступна геотермальная энергия (8 ГВт) - в основном это районы вулканической активности, где люди не очень любят селиться. Дорого обходятся приливные станции, использование которых еще не обкатано. И самая дорогая энергия - солнечная (2,5 ГВт). Больших солнечных электростанций единицы, и почти все они построены в Калифорнии, где солнце светит почти круглый год. Гораздо больше привычных нам солнечных батарей, использующих для преобразования света в электричество кремниевые фотоэлементы. Они дороги и к тому же занимают много места - для замены скромной ТЭЦ, способной обеспечивать теплом и светом 1000 квартир, нужны фотоэлементы общей площадью 5 км2. Обеспечить солнечной энергией один дом легко (если он не на Крайнем Севере), но город - почти невозможно. И не столько из-за сложности процесса, сколько из-за его дороговизны. Ученые разных стран упорно работают над удешевлением ВИЭ. Дорогой кремний в солнечных батареях не раз пытались заменить другими материалами - то цезием, то индием. Действительно, эффективность таких батарей выше, а некоторые могут даже сворачиваться в трубочку, что позволяет экономить место. Но материалы для них еще надо добыть, а сделать это очень непросто. К тому же все дешевые ВИЭ доступны только странам, уже вложившим большие деньги в соответствующую научную работу. Третий мир остается в положении бедного родственника - душевое потребление ВИЭ здесь впятеро меньше, чем в развитых странах. Правда, ООН пытается исправить положение - то строит в Индии ветряки, то снабжает африканские деревни солнечными батареями. Но все это выглядит подачками с барского стола. Физики не шутят А вот американцы нашли привлекательную альтернативу - водород! Все знают, что этот газ содержится в воде и воздухе в неограниченных количествах и теоретически может быть неплохим горючим. Беда в том, что в свободном виде водорода на Земле нет, а значит, нужно тратить силы и средства на его извлечение. Сегодня львиная доля водорода (до 50 млн тонн в год) добывается из углеводородов, что довольно нелепо - тратится топливо, которое могло бы использоваться с большей отдачей. Более перспективным считается электролиз воды с ее разложением на водород и кислород. Но для этого требуется электричество. Однако развитые страны не теряют надежды оптимизировать процесс. А главное, нефть дорожает такими темпами, что скоро водород покажется не таким уж дорогим. Поэтому администрация Буша в 2000 году приняла план Водородной альтернативы . Согласно ему уже в 2020-м весь американский автотранспорт должен перейти на водородное топливо, а к 2040 году водород должен стать основой американской энергетики. Следом устремилась Европа - в 2003 году Евросоюз утвердил план развития водородной энергетики. Он прогнозирует к 2010 году начало серийного производства автомобилей на водороде и массовое строительство водородных заправок. Постепенно водород станет основным топливом для автомобилей, а тепло и электричество для домов будет вырабатываться на месте с помощью топливных элементов, также работающих на водороде. Уже сейчас в Штатах на водородную энергетику ежегодно расходуется до 500 млн долларов, а через три года эта цифра должна удвоиться. Крупные корпорации одна за другой создают модели водородных автомобилей, мотоциклов и даже самолетов. Стимул у них есть - налоговые послабления плюс общее желание не отстать от моды. Одна только General Motors планирует к 2020 году продавать по миллиону водородных автомобилей в год. Исландия и здесь впереди всех: еще в 2003-м она объявила о переводе на водород всего автобусного парка. Россия опять отстает, но и у нас в том же 2003 году Академия наук и концерн Норильский никель подготовили совместную программу разработки водородных систем стоимостью до 50 млн долларов в год. Конкуренцию водороду может составить другая энергия будущего - термояд. Сразу после открытия ядерной реакции было теоретически выведено противоположное ей явление - термоядерный синтез. В отличие от мирного атома он практически безопасен в использовании и почти не дает отходов. Сырьем являются дейтерий, содержащийся в морской воде, и тритий, добываемый из редкого металла лития. Уже подсчитано, что для покрытия всей нынешней потребности в электричестве достаточно 3 тыс. тонн дейтерия и 9 тыс. тонн лития. Это значит, что сырья для термоядерной энергетики хватит на сотни, если не на тысячи лет. Но главное преимущество - высокая эффективность реакции, во много раз превышающая ядерную. Всего один термоядерный реактор может обеспечить до 5 ГВт/ч электроэнергии в год, покрывая половину потребностей такого мегаполиса, как Москва. Приливные (сверху) и солнечные (внизу) станции сегодня дают человечеству меньше 1% потребляемой электроэнергии Впрочем, не все так просто. Строительство термоядерного реактора тянется вот уже сорок лет. Над ним работают ученые Европы, США, России, Японии и Китая. Для процесса нужны громадные устройства - токамаки, где вещество разгоняется до состояния плазмы. Сейчас наступил решающий момент - термоядерная реакция стала практически возможна. Уже решено построить первый действующий реактор во Франции к 2020 году. Если он будет работать без сбоев, лет через пять энергия термояда пойдет потребителям и сделает нефть и газ попросту ненужными. А если ученые ошибутся в расчетах и лития в земной коре не хватит, его заменят гелием, который будут в огромных цистернах доставлять с Луны. Похоже на фантастику, но физики не шутят, когда говорят, что нынешний уровень техники вполне позволяет осуществить задуманное. В России термоядерное будущее активно пропагандирует директор Курчатовского института академик Евгений Велихов. Ему и карты в руки - ведь именно в этом институте был в 1964 году построен первый в мире токамак. Цена вопроса Увы, сказочные грезы о неисчерпаемых кладовых энергии рассеиваются, едва речь заходит о цене вопроса. Даже при нынешнем уровне цен производство бензина обходится в среднем в 0,3 доллара за литр. Изготовление водородного горючего из углеводородов стоит 1,5 доллара, а в небольших установках - до 5. Еще дороже электролиз - от 10 до 40 долларов за литр. Термоядерную энергию в литрах не измеришь, но известно, что строительство самого простенького реактора обойдется в 600 млн долларов, не говоря уже о затратах научного потенциала. Именно поэтому, а не из братских чувств, термоядерную программу развивают буквально всем миром. Заодно не так обидно будет нести расходы, если все лопнет. А лопнуть может, несмотря на все заверения ученых. Это случится, если ожидаемый термоядерный синтез так и не будет достигнут. Или окажется значительно дороже, чем предполагается. Сказанное справедливо и для водорода. Пока похоже, что смысл громкой американской программы только в одном - в запугивании нефтяных экспортеров: Не повышайте цены, а то вообще перейдем на водород и не будем у вас ничего покупать . Кое-кого запугали - бывший саудовский министр нефти шейх Ямани недавно предрек к 2020 году обвальное падение цен на нефть из-за внедрения водородной энергетики. Однако при ближайшем рассмотрении все выгоды водорода являются, мягко говоря, спорными. Да, он дешевеет, но потолок этого удешевления все равно где-то на уровне 0,7 доллара за литр, что дороже бензина даже при трехкратном взлете цен. Хранение водорода в сжиженном виде небезопасно - если что, водородная заправка рванет так, как бензиновой и не снилось. Водородные автомобили сложны в эксплуатации и куда капризнее обычных. Наконец, при производстве водорода из углеводорода в атмосферу попадает не меньше вредных примесей, чем при работе обычной ТЭЦ. И тем не менее в альтернативных источниках энергии сегодня заинтересованы все - граждане, ученые, корпорации, власти, наконец. У государств свои резоны - одни из них используют развитие ВИЭ для подстраховки, другие для реальной замены вздорожавших углеводородов. Последнее, однако, пока имеет успех только в маленьких Дании или Исландии - чтобы обеспечить энергией солнца или ветра Россию, надо покрыть ветряками или фотоэлементами всю территорию страны. Однако прогресс есть - за двадцать лет солнечная энергия подешевела в двенадцать раз, ветровая - в пять. В ближайшие годы того же можно ждать от других видов ВИЭ. Важно развивать ее использование планомерно и вдумчиво, без кавалерийских наскоков . Сознавая границы ее применения - если один дом может обеспечить себя энергией, водрузив на крышу солнечные батареи, то кварталу уже не обойтись без вмешательства государства. Оно тем более необходимо, когда речь идет о строительстве термоядерных реакторов ценой в сотни миллионов долларов. Но другой альтернативы нет - рано или поздно нефть и газ все равно кончатся.
В. Ф. Гершкович, канд. техн. наук, руководитель Центра энергосбережения Около десяти лет разрабатывались и утверждались новые украинские нормы проектирования жилых домов, и лишь теперь эти нормы1 утверждены Госстроем Украины. В рамках этого обзора будут рассмотрены только самые основные нововведения, относящиеся к проектированию отопления и вентиляции жилища. Читатель сможет узнать не только о новых положениях норм, но и проследить за аргументацией в пользу введения некоторых из них. Новости отопления Наконец-то норматив, предписывающий поддержание температуры 18 °С в жилых комнатах, исчез из норм проектирования. Эта совершенно неудовлетворительная температура, укрепившаяся в качестве норматива еще в эпоху первых пятилеток, когда люди по обыкновению проводили время в своей коммунальной квартире не снимая валенок, уже давно вызывала нарекания граждан. В то же время устаревшая норма давала право чиновникам от теплоснабжения не реагировать на эти нарекания жителей до тех пор, пока температура воздуха в их комнате не опускалась до 17 °С и ниже. Теперь норматив внутренней температуры установлен на уровне 20 °С, а температура в отдельных комнатах по заданию на проектирование может быть 22 °С. Многие нормативные положения старых норм постоянно нарушались практикой проектирования, причем и органы экспертизы, и инспекторы госархстройконтроля настолько привыкли к этим нарушениям, что никак на них не реагировали. Например, требуемая для ванных комнат температура 25 °С не обеспечивалась в тех случаях, когда единственным отопительным прибором в этих комнатах был полотенцесушитель, присоединенный к системе горячего водоснабжения. В новых нормах практика проектирования узаконена, и теперь температура воздуха в ванных комнатах и совмещенных санузлах, не примыкающих к наружным ограждающим конструкциям, не нормируется при установке в них полотенцесушителей, присоединенных к системе горячего водоснабжения. Нужно обратить внимание на то, что это относится только к тем ванным комнатам и совмещенным санузлам, которые не примыкают к наружным стенам. Ванная комната, расположенная у наружной стены, должна проектироваться с отопительными приборами, присоединенными к системе отопления, независимо от того, есть в этой комнате полотенцесушитель или нет. Это не только улучшит гигиенические условия, но и во многих случаях предотвратит выпадение конденсата на стенах, которое весьма вероятно в плохо отапливаемых влажных помещениях. После ввода в действие новых норм, возможно, удастся устранить еще одно противоречие между нормативными требованиями и сложившейся практикой. Речь идет о температуре в лестничных клетках, которая должна была бы быть 16 °С, в то время как на практике незадымляемые лестничные клетки типа Н-1 часто вообще не отапливаются. Обогреть объем такой лестничной клетки и впрямь нелегко, потому что в ней столько наружных дверей, сколько этажей, и мало кто заботится о том, чтобы все двери были всегда закрыты. В этих условиях предусматриваемые проектом отопительные приборы скорее обледенеют, чем согреют объем лестничной клетки. Не дожидаясь этой аварийной ситуации, эксплуатирующий персонал иногда вообще демонтирует эти приборы, и тогда примыкающие к холодной лестничной клетке жилые помещения подвергаются переохлаждению и опасности выпадения конденсата на внутренней поверхности неутепленных стен. Теперь незадымляемые лестничные клетки типа Н-1 можно не отапливать при условии, что их стены, примыкающие к отапливаемым помещениям, имеют термическое сопротивление, равное или превышающее 70 % от минимального сопротивления теплопередаче, регламентируемого для стен жилых домов. При этом теплопотери примыкающих к лестничной клетке помещений должны рассчитываться с учетом температуры воздуха внутри лестничной клетки, которую нужно вычислять, исходя из теплового баланса. Как известно, в прежних нормах квартирные системы отопления даже не упоминались, в то время как теперь они «вошли в моду», которая не всегда отвечает требованиям действующих норм, в частности, относящихся к ремонтопригодности систем. Несомненным достоинством квартирных систем является возможность устройства в них поквартирного учета, стимулирующего рациональное теплопотребление, однако практика строительства современных жилых домов показывает, что квартирные системы устраиваются в домах, где такого учета нет, и приборы учета не предполагается там устанавливать даже в будущем. В связи с этими новыми нормами регламентировано устройство квартирных систем отопления только по заданию на проектирование при условии, что это задание включает в себя требование об устройстве поквартирного коммерческого учета теплопотребления. Отдельным пунктом задания на проектирование может регламентироваться скрытая прокладка трубопроводов квартирных систем, однако при этом должны применяться трубопроводы со сроком службы не менее 40 лет. Вопросы проектирования автономных квартирных систем с газовыми теплогенераторами в новых нормах проектирования жилых домов не рассматриваются, поскольку требования к этим системам регламентируются украинскими нормами проектирования систем газоснабжения2. В то же время обращается внимание на то, что при применении квартирных теплогенераторов должны обеспечиваться температуры выше 0 °С в общих помещениях здания с проложенным в них водопроводом. Температура в этих помещениях должна проверяться расчетами теплового баланса при абсолютной минимальной для района строительства наружной температуре, и если ее расчетное значение будет ниже нуля, то придется применять автоматически включающиеся местные электрические обогреватели трубопроводов. Требования об обязательной установке регуляторов температуры на подводках к отопительным приборам были введены3 в украинские нормы проектирования еще в 1999 году. Кроме того, в некоторых случаях такие регуляторы устанавливать не нужно или (например, в лестничных клетках) недопустимо. В новых нормах все эти случаи применительно к жилым домам подробно оговорены. Особо подчеркивается, что в однотрубных системах должны применяться радиаторные регуляторы температуры с высокой пропускной способностью, а в жилище 2-й категории (социальном) при наличии пофасадного регулирования допускается вместо регуляторов устанавливать перед радиатором полнопроходные шаровые краны, если на то есть разрешение заказчика. Известно, что пофасадное регулирование способно обеспечить такое же эффективное использование тепловой энергии, как и хорошо отлаженные радиаторные регуляторы, а стоимость пофасадных регуляторов намного ниже. Таким образом, открывается возможность удешевления социального жилища, не ухудшая его эксплуатационных качеств. Нигде в новых нормах не отдается предпочтение какой-либо системе отопления. Предполагается, что проектировщик вместе с заказчиком способен выбрать оптимальный для каждого конкретного дома вариант, принимая во внимание не только планировочную структуру дома, но и контингент его обитателей, культуру обслуживания и имеющийся опыт эксплуатации двухтрубных и однотрубных систем. Основным источником тепла для систем отопления и горячего водоснабжения жилых домов определена система централизованного теплоснабжения. Тепловые пункты должны быть оборудованы приборами учета и регулирования, причем для встроенных помещений нужны отдельные приборы учета. Исключение сделано только для небольших встроенных помещений, которые размещаются на площади одной или двух квартир. Такие помещения можно отапливать общедомовой системой отопления. Котельные проектируются при отсутствии централизованного источника тепла. Если заказчик хочет строить дом с котельной в районе, где имеется тепловая сеть, ему нужно выполнить технико-экономическое обоснование и получить необходимые для такого строительства разрешительные документы. 1 ДБН В.2.2-15-2005. Житловi будинки. Основнi положения. 2 ДБН В.2.5-20-2001. Газопостачання. 3 Изм. № 2 к СНиП 2.04.05-91. У естественной вытяжки есть альтернатива В современных жилых домах особое внимание должно обращаться на организацию воздухообмена. Проблемы с вентиляцией, возникшие одновременно с применением герметично закрывающихся окон, нельзя решать старыми техническими средствами, рассчитанными на свободную инфильтрацию наружного воздуха через многочисленные щели в оконных притворах и в конструкциях примыкания стекол. Какого бы сечения ни был вытяжной канал в кухне, по нему не пойдет воздух, если не будет организован его приток извне. Поэтому в новые нормы введено обязательное требование об устройстве в окнах встроенных проветривателей. Важно, чтобы это требование, записанное в разделе «Отопление, вентиляция и кондиционирование», было доведено до сведения архитекторов и руководителей проектов. В жилых домах должна быть вытяжная вентиляция из кухонь и санузлов. В отличие от прежних норм, эта вентиляция может проектироваться как с естественным, так и с принудительным побуждением. Только в квартирах с газовыми генераторами, использующими для горения воздух из помещений, нельзя применять принудительное побуждение, чтобы не опрокидывалась тяга. Принудительное побуждение в системах вытяжной вентиляции жилых домов можно проектировать, если соответствующее требование записано в задании на проектирование. Вместе с тем, никто не может запретить жителю любой квартиры установить вытяжной вентилятор на входе воздуха в вытяжную шахту. Если эта шахта обособлена от других вентиляционных шахт, то ничего плохого при этом не произойдет. Новые нормы, так же как и прежние, допускают объединение индивидуального вытяжного канала со сборным на расстоянии не менее 2 метров от вытяжных решеток. В ситуации, когда в одну шахту начнут одновременно дуть несколько вентиляторов, не исключено перетекание вытяжного воздуха в объем тех квартир, где вентиляторы остались невключенными. Предотвратить такой совершенно недопустимый процесс можно при правильном подборе сечения сборной шахты. Нормами установлено, что это сечение должно выбираться таким образом, чтобы удельное сопротивление трению при движении воздуха в сборной шахте во время работы всех присоединенных к ней местных вентиляторов не превысило 0,65 Па/м. Подробное обоснование этого требования уже приводилось в наших публикациях4. Нормы содержат требования о том, что вытяжные каналы должны выполняться в строительных конструкциях, что исключает применение в жилых домах оцинкованной стали и других материалов, долговечность которых не-сопоставима с долговечностью зданий. В новых жилых домах значительную площадь занимают встроенные нежилые помещения, которые должны вентилироваться независимо от вентиляции квартир. Исключение сделано только для вытяжной вентиляции нежилых помещений, располагающихся в габаритах одной квартиры, если в воздухе этих помещений не содержатся пожароопасные и токсичные вещества. Широкое и беспорядочное применение кондиционеров, обезображивающих облик зданий, построенных у нас в течение последних лет, потребовало нормативного вмешательства в этот процесс. В нормах указано, что кондиционирование воздуха в жилых домах должно проектироваться по заданию на проектирование. Отдельным пунктом определено, что отведение теплоты конденсации холодильного агента в многоквартирных жилых домах должно быть организовано через центральные или групповые установки, размещенные в местах, где они не ухудшают архитектурный облик зданий и не создают шума. Во многих европейских столицах (Париже, Берлине, Вене), где граждане заботятся об эстетике их города, практически не найти здания, фасад которого «украшен» наружным блоком автономного кондиционера. Даже в самых жарких европейских столицах (Рим, Мадрид) если и встречаются такие здания, то кондиционеры в них используются архитектором для формирования регулярной структуры фасада или, наоборот, прячутся за ограждениями балконов. 4 Новый подход к проблеме вентиляции жилища // Энергосбережение в зданиях. 2004. № 21. Эксплуатационные расходы жителей на энергию должны уменьшаться Специальный раздел норм проектирования жилища регламентирует требования по энергосбережению. Увлечение архитекторов излишним остеклением фасадов жилых домов должно теперь сдерживаться требованиями о предельном отношении площади световых проемов к площади пола помещения. Уменьшению тепловых потерь зданий будет способствовать также и уточнение, относящееся к величине термического сопротивления ограждающих конструкций, которая должна вычисляться с учетом теплопроводных включений и сопоставляться с нормативным значением. Целый ряд новых требований касается проектирования автоматики систем инженерного оборудования жилых домов. Установлено, в частности, что системы отопления встроенных в жилые дома гаражей должны автоматически отключаться при температуре наружного воздуха, превышающей 2 °С, а водоподогреватели горячего водоснабжения, подогревающие воду для встроенных в жилые дома нежилых помещений, должны автоматически отключаться от системы теплоснабжения в часы нерабочего времени. Повысительные насосы систем водоснабжения должны проектироваться с автоматикой, уменьшающей потребление электроэнергии при сокращении потребления воды, а при давлении воды в городском водопроводе, превышающем требуемый в системе водоснабжения напор более чем на одну атмосферу, нужно автоматически это давление понижать. Требование об устройстве теплоутилизаторов в системах приточно-вытяжной вентиляции встроенных помещений изложено с оговоркой «как правило», поскольку стоимость этих устройств может оказаться слишком высокой для отдельных заказчиков, однако свой отказ от применения этой энергосберегающей техники они должны будут обосновать. Стремление сократить потери тепла с инфильтрацией обусловило запрет установки дефлекторов на выбросах естественной вентиляции зданий. При этом предполагается, что правильно запроектированная вытяжная вентиляция должна хорошо работать при полном штиле. Это означает, что при воздействии ветра вытяжная система с дефлектором станет причиной излишнего воздухообмена и дополнительных потерь тепла. Специальные требования установлены к системам кондиционирования, которые могут проектироваться с использованием теплоты конденсации в системах горячего водоснабжения, а также с применением холодильного оборудования в качестве тепловых насосов, преобразующих энергию окружающей среды.
Чистый воздух. Преобразователи частоты. Концепция кондиционирования жилых комплексов. Модернізація котелень та локальнихмереж теплопостачання іллічівськогорайону міста маріуполя. Энергетическое законодательство втеплоэнергетике на местном уровне. Главная -> Экология 
|