|
| |
|
Главная -> Экология
Энергия солнца за 300 миллиардов долларовпостройка в пустынях северной африки и ближнего востока сети солнечных электростанций, которые будут вырабатывать тысячи мегаватт электроэнергии. Переработка и вывоз строительного мусораЮ. А. Табунщиков, президент НП «АВОК», заведующий кафедрой «Инженерное оборудование зданий» Московского архитектурного института Современное строительство интенсивно развивается в направлении все большего использования светопрозрачных ограждающих конструкций. В архитектуре появились такие понятия, как «помещение под стеклом», «дом под стеклом», «здания биоархитектуры», в которых остекление наружных ограждений достигает 100 %. Посмотрите на многоэтажные здания на Новом Арбате в Москве, Дом музыки и гостиницу у Павелецкого вокзала (рис. 1), строящийся комплекс высотных зданий Москва-Сити, в которых площадь остекления является существенно доминирующей в ограждающих конструкциях. Эти здания прекрасно выглядят в ночное время и, безусловно, являются архитектурным украшением ночного города. Но редко кто задумывается о том, что окно как светопрозрачный элемент наружной ограждающей конструкции здания выполняет свою роль в дневное время, а в ночное время представляет собой конструкцию с существенно пониженной теплозащитой с большими теплопотерями. Рисунок 1. Вид на Дом музыки и гостиницу Swissotel Красные Холмы, Москва Существует понятие «световой день», длительность которого определяется как разность времени между восходом и заходом солнца. В табл. 1 представлены среднемесячные значения длительности светового дня, отнесенного к длительности суток для ноября, января и марта. Рассмотрение табл. 1 позволяет сделать обоснованное предположение, что относительная длительность светового дня для отопительного периода Ростова-на-Дону не превышает 45 %, для Москвы – 40 %, для Норильска – 35 %. Следовательно, окно как светопрозрачная конструкция, предназначенная для освещения помещения, например для Москвы, в течение 3 082 ч (или 129 условных суток) отопительного периода представляет собой ограждающую конструкцию, обладающую существенно низкими теплозащитными показателями по сравнению с теплозащитными показателями традиционных ограждающих конструкций наружных стен. Таблица 1Среднемесячные значения длительности светового дня в сутках, % Месяц Ростов-на-Дону Москва Норильск Ноябрь 39 34 23 Январь 37 32 6 Март 49,5 49 52 Проблему повышения теплозащиты окон в ночное время можно решить, если рассмотреть окно как конструкцию, обладающую переменной теплозащитой в зависимости от времени суток, т. е. в зависимости от дневного и ночного периодов времени. В качестве средства повышения теплозащитных качеств остекленных конструкций можно использовать межстекольные экраны, выполненные из эффективных теплоизоляционных материалов. Конструктивное решение в упрощенном исполнении выглядит следующим образом: верхняя часть экрана крепится к подвижному барабану, находящемуся между переплетами. Подъем и опускание экрана (на ночь, а в общественных зданиях – на период нерабочего времени) осуществляется посредством барабана, снабженного механическим или электрическим приводом. С целью выявления эффективности применения теплозащитных экранов и теплоотражающих стекол были проведены натурные испытания оборудованных этими устройствами окон и балконных дверей жилых домов г. Норильска в зимних условиях эксплуатации [1]. Испытания проводились в двух смежных помещениях с одинаковой планировкой и ориентацией, равными параметрами теплового и воздушного режима и сопротивлением воздухопроницанию заполнения световых проемов с двойным остеклением в деревянных переплетах. Внутренние поверхности стен были окрашены известковым раствором одного цвета. Остекление в одном помещении было обычным, световые проемы другого были оборудованы сначала теплозащитными экранами, затем – теплоотражающим стеклом. Температура на поверхности стекол и экранов, а также в межстекольном пространстве измерялась с помощью медь-константановых термопар, устанавливаемых в пяти сечениях по высоте остекления; тепловые потоки определялись тепломерами на внутренней поверхности стекол в тех же сечениях и на обвязке переплетов. В качестве теплозащитных экранов (размером на всю площадь межстекольного пространства) применялись штора из поролона толщиной 10 мм с термическим сопротивлением Rк = 0,20 м2•°С/Вт, штора из двухслойной синтетической пленки с герметической воздушной прослойкой в 10 мм и Rк = 0,14 м2•°С/Вт, а также жалюзи из пенопласта толщиной 10 мм, Rк = 0,27 м2•°С/Вт. Теплоотражающее стекло представляет собой обычное стекло, на одну поверхность которого нанесено пленочное покрытие, состоящее из двуокиси олова с добавкой фтора и азота; коэффициент пропускания световых лучей такого стекла на 7–10 % ниже, чем обычного, а механическая прочность пленки выше, чем прочность стекла. Теплоотражающее стекло устанавливается во внутренних переплетах поверхностью с пленкой, обращенной в межстекольное пространство. Анализ теплотехнических характеристик окна, полученных в результате исследований, показывает, что сопротивление теплопередаче (Rо) окна с теплозащитными экранами в среднем в 1,6 раза больше, чем окна без экрана; значения Rо окон и балконных дверей с теплоотражающими стеклами на 40 % выше, чем окон и дверей с обычными стеклами. Таким образом, устройство теплозащитных экранов позволяет снизить в среднем на 50 % (в зависимости от материала экрана) теплопотери через светопроемы за счет увеличения сопротивления теплопередаче заполнения, а применение теплоотражающего стекла способствует снижению теплопотерь через заполнения проемов примерно на 30 % (без учета воздухопроницаемости). Данные исследований (табл. 2) показывают также, что теплозащитные качества двойного остекления в раздельных переплетах с теплозащитными экранами или с теплоотражающим стеклом выше, чем тройного с обычным стеклом (Rо тройного остекления составляет 0,52 м2•°С/Вт). Таблица 2 Данные исследований теплозащитных качеств двойного остекления Заполнение световых проемов Rо, м2•°С/Вт Двойное остекление в раздельных деревянных переплетах с обычным стеклом 0,37 Двойное остекление в раздельных деревянных переплетах с теплоотражающим стеклом 0,53 Двойное остекление с обычным стеклом и теплозащитными экранами из: – пленки – поролона – пенопласта 0,57 0,66 0,76 Двойное остекление балконной двери с обычным стеклом 0,35 Двойное остекление балконной двери с теплоотражающим стеклом 0,52 Расчет эффективности применения заполнений светопроемов с повышенной теплозащитой показал, что при устройстве экранов теплопотери зданий снижаются на 7–11 %, а при использовании теплоотражающих стекол – в среднем на 9 % (рис. 2). Приведенные затраты на заполнение светопроемов с повышенной теплозащитой на 2–9 % меньше, чем затраты при тройном остеклении. Рисунок 2. Графики сравнительных теплопотерь через окно с различными теплозащитными экранами Натурными исследованиями также установлено, что температура на внутренней поверхности остекления проемов с экранами на 4–9 °С выше, чем остекления без экранов, внутренней поверхности теплоотражающего стекла – на 4–5 °С выше, чем обычного остекления. В помещениях с улучшенной теплозащитой заполнения проема увеличивается на 1–3 °С и температура на поверхности стен, что повышает комфортные условия в помещении, уменьшает на 15–20 % площадь дискомфортной зоны около световых проемов. Литература 1. Табунщиков Ю. А., Чернов В. А. Совершенствование теплоизоляции световых проемов зданий (в условиях Крайнего Севера) // Тепловой режим, теплоизоляция и долговечность зданий: Сб. трудов НИИСФ. – М., 1981. – С. 5–7.
Константин Баженов Иорданский принц Хасан бен Талал недавно представил на рассмотрение Европейского парламента проект под названием Desertec. Его суть заключается в постройке в пустынях Северной Африки и Ближнего Востока сети солнечных электростанций, которые будут вырабатывать тысячи мегаватт электроэнергии. А европейские потребители смогут получать ее через подводные высоковольтные кабели. Два исследования, проведенные немецкими университетами, подтвердили реалистичность этого проекта. По оценкам ученых, ежегодно на каждый квадратный километр пустыни попадает столько же энергии Солнца, сколько ее можно получить из 1,5 млн. баррелей нефти. Если собрать воедино такую энергию из всех пустынь мира, можно было бы в несколько тысяч раз перекрыть потребность в ней всего человечества. Технологии, необходимые для запуска Desertec, уже существуют. Основным элементом схемы являются концентрирующие солнечные электростанции, которые состоят из тысяч зеркал, фокусирующих солнечный свет на резервуар с водой, нагревая ее. Вода превращается в пар, который вращает турбины генераторов электроэнергии. Такие электростанции уже работают в разных уголках земного шара, одну из них недавно открыли в Испании возле Севильи. Особенность «солнечных энергоблоков» Desertec в том, что они будут гигантскими: каждый сможет вырабатывать до 100 мВт электроэнергии в год (этого хватит для целого города). К тому же пар, отдав свою энергию турбинам, будет направляться к бакам с соленой морской водой, испаряя и опресняя ее. В рамках проекта Desertec запланировано возвести около тысячи станций, которые совокупно будут генерировать 100 млрд. Вт электроэнергии в год. Две трети ее направят на местные нужды, а в Европу будут экспортировать около 30 млрд. Вт (для сравнения: это приблизительно на треть больше, чем ежегодно вырабатывают все электростанции Украины). По словам руководителя исследовательской группы доктора Франца Триба, стоимость электричества со станций Desertec не будет превышать стоимости энергии, добытой из нефти, если бы она стоила $50 за баррель. Иными словами, если в начале проекта электроэнергия будет обходиться в 15–20 евроцентов за кВт/ч, то со временем цена может упасть до 4–5 евроцентов. Потери во время передачи электроэнергии будут крайне невелики: не более 3% на 1000 километров — так, например, в Лондон из Африки попадет почти 90% отправленного электричества. Теперь Европарламент и Еврокомиссия должны решить, выделять ли 8 млрд. евро для реализации первых этапов проекта. Эти деньги позволят провести необходимые исследования и построить опытные станции. Для дальнейшего финансирования привлекут частный капитал и государственные инвестиции из заинтересованных стран. Общая смета проекта астрономическая — более 300 млрд. евро, срок реализации — тридцать лет. Данная инициатива имеет мощную политическую поддержку: среди ее лоббистов — Римский клуб (международная общественная организация, объединяющая самых влиятельных политиков, бизнесменов, деятелей культуры, ученых, которые занимаются прогнозированием мировых процессов), президентом которого и был принц Хасан. В своем докладе европарламентариям он не забыл подчеркнуть, что Desertec, кроме экономических, имеет еще и политические резоны — объединение в единую электрическую суперсеть Евросоюза, ближневосточных стран и государств Северной Африки, что позволит, в частности, сделать арабский регион более стабильным и предсказуемым.
Мини-тэц. Возможность. Растущие аппетиты молодых гигантовпоследствия широкомасштабного увеличения мирового спроса на энергоресурсы для китая и индии вызывают тревогу. Газовая отрасль казахстана. Рішення. Главная -> Экология 
|