Энергосбережение — один из главных трендов развития мировой «зеленой» экономики. Возобновляемые источники, энергопассивные дома, солнечные крыши, цифровое моделирование становятся все более востребованы участниками рынка. Какие технологии будут активно развиваться в строительной отрасли?

Девелоперы и застройщики активнее разрабатывают новые проекты с учетом энергоэффективности. При возведении современных объектов большое внимание уделяется строительству зданий, которые при минимальных потерях максимально используют внутреннее тепло. Энергосберегающие технологии в строительстве выходят на первый план, хотя долгое время в России им не уделяли должного внимания. Но, во-первых, энергосберегающие технологии — это тренд, которого придерживается мировое сообщество, исходя не только из экономической целесообразности, но и “зеленого курса”.

Во-вторых, пришло осознание того, что энергоресурсы необходимо экономить. Ведь в перспективе внутренние и мировые цены на газ, нефть, электроэнергию и уголь могут сравняться. Это неизбежно приведет к дальнейшему повышению стоимость энергоресурсов и выведет вопрос энергосбережения на первое место. Мы проанализировали наиболее востребованные и перспективные технологии, которые используются в России и странах мира.

Технология “пассивный” и “активный” дом

ЖК "Аквилон Park" строит энергоэффективный дом в Москве

Источник фото: https://realty.ria.ru/20210827/akvilon-1747550769.html

Энергопассивные дома используют минимальное количество энергии для поддержания климата внутри здания. Это практически энергонезависимые конструкции с уровнем потребления энергии не выше 15 кВт/(м2*год), тогда как в обычных домах на обогрев уходит до 300 кВт/(м2*год). У энергопассивных домов теплоэффективность на 30% выше, чем в стандартных коттеджах. Такой объект снижает расходы на электроэнергию до 70%, а на отопление — до 90%. 

Уже на этапе подготовки проекта следует стремиться к минимальным потерям тепла во всех составляющих. Строительство по технологии пассивный дом включает в себя комплекс мероприятий, среди которых теплоизоляция, герметизация стен и кровли, реновация инженерных систем с применением терморегуляторов, рекуперация тепла в системах вентиляции, установка тепловых насосов, солнечных коллекторов и другое. Правильно спроектированный дом с учетом всех норм и требований позволяет избежать мостиков холода в конструкции.

 Как пример можно привести жилые комплексы девелоперской группы «Аквилон». Комплекс решений позволяет снизить теплопотери на 50%, а жители экономят до 40% на оплате отопления. Во втором квартале 2022 года в эксплуатацию введут ЖК «Аквилон Park»: за счет двухслойного утеплителя размер стен увеличен до 180 мм, что на 30% выше норматива

Применяемые энергосберегающие технологии в строительстве домов могут различаться в зависимости от региона.

Такой подход влечет дополнительные затраты: плюс 5-15% к смете. Зато использованные технологии в последующем дают 60-70% экономии. А вот переоснащение уже существующего здания обойдется намного дороже, чем возведение энергоэффективного дома с нуля.

О пассивных домах мы писали здесь. 

Второй тренд — “активные” дома. Они не только потребляют минимум электроэнергии, но и производят ее самостоятельно и могут снабжать другие объекты. Например, за счет геотермального насоса и солнечных коллекторов.

Читайте также: Сейсмостойкость зданий: современные технологии VS землетрясений

Возобновляемые источники

Принцип работы геотермального насоса

Источник фото: https://teplovoi-nasos.com/wp-content/uploads/2018/07/Geotermalnye-nasosy-1170×780.jpg

Нетрадиционные источники тепла, такие как солнечные коллекторы, геотермальные системы, газотурбинные установки, ветрогенераторы становятся все популярнее. 

Именно такие энергосберегающие технологии дают наибольшую экономию при эксплуатации здания, хотя и ведут к удорожанию стоимости проекта. На данный момент наиболее популярные и перспективные — солнечные и геотермальные отопительные системы. 

Геотермальное отопление (источник тепла — разница температур в слоях грунта, грунтовые воды или открытые водные источники) — одна из самых востребованных экотехнологий на ближайшие 15-20 лет. Она безопасна в эксплуатации, а также может быть использована как на обогрев, так и охлаждение. Независимо от климата или времени года, КПД геотермальной системы достигает 50%. Из недостатков — довольно высокая стоимость оборудования.

Примером реализации такой системы в России можно назвать энергоэффективный дом Natural Balance (Татарстан). Геотермальная система обеспечивает обогрев и горячее водоснабжение здания. В доме нет радиаторов: он отапливается за счет теплого водяного теплого пола. А потребность в классической системе отопления отпала благодаря качественной термоизоляции дома толщиной от 150 до 250 мм.

VRV/VRF системы

 

VRF системы

Источник фото: https://www.clima-vent.com/files_clima/doc/vrf1.gif

VRV/VRF — мультизональная система кондиционирования с переменным объемом хладагента, обладающая низким уровнем энергопотребления. Преимущественно используется в многоэтажных зданиях, комплексах, состоящих их нескольких строений: бизнес-центрах, отелях, ТРЦ, многоэтажных жилых домах.

Архитектура системы отличается от мультисплит-систем. VRV/VRF подключается к единой системе трубопроводов. Такой подход упрощает монтажные работы, а благодаря магистральным трубам с узлами разветвления можно подключать дополнительные блоки, создавая комфортный климат в здании или группе строений. Среди преимуществ системы:

  • Блоки могут располагаться на расстоянии до 150 м: их легко вывести на крышу здания или даже за его пределы;
  • Индивидуальный подход в кондиционировании каждого помещения;
  • Подходит для объектов с большой посещаемостью;
  • Система легко подстраивается под потребности каждого потребителя;
  • Точный контроль температуры;
  • Мониторинг и оперативная корректировка работы системы;
  • Применение систем VRV/VRF с рекуперацией тепла дает возможность работать одновременно на нагрев и охлаждение.

VRV и VRF система ничем не отличается: название VRV принадлежит исключительно компании Daikin, тогда как название VRF система предполагает аналогичную продукцию других производителей. 

Абсорбционный охладитель-нагреватель

абсорбционный чиллер

Источник фото: https://piovan.com.ua/media/zoo/images/699-4_108bb11fe194ff1ead8cba7374697616.jpg

Использование абсорбционных чиллеров/нагревателей — оптимальный вариант для обеспечения объекта строительства горячим и холодным водоснабжением. 

Тогда как компрессорные установки кондиционирования воздуха работают на электрической энергии, абсорбционная система функционирует на газе. Срок окупаемости порядка трех лет.

Система состоит из генератора, насоса, абсорбера, рекуперативного теплообменника. Все блоки размещают непосредственно в здании, благодаря чему удается избежать потерь, связанных с транспортировкой энергии. Как правило, установки разной мощности размещают на верхнем этаже, что позволяет корректировать подачу воды в соответствии с потребностями пользователей. 

LED-освещение и автоматизация

В строительной отрасли наблюдается массовый переход на LED-освещение. Комплексное снабжение светодиодными устройствами дает экономию 50%. В общественных зонах, таких как лифт, коридоры, входы, холл используют энергосберегающее освещение с датчиками движения. Получили распространение интеллектуальные осветительные системы и комплексы автоматизации осветительных устройств. С их помощью можно удаленно управлять светильниками разных типов. Энергосберегающие технологии в строительстве домов включают использование пультов, панелей, приложений на смартфонах и других девайсах. Для энергосбережения активно используются датчики движения, сумеречные датчики, диммеры. Интеллектуальная система помогает регулировать интенсивность освещения, настраивать разные сценарии. 

Перспективна технология передачи данных Li-Fi, которая позволяет использовать внутренние светодиодные лампы для создания системы связи. Современные осветительные приборы могут обмениваться данными, обеспечивать связь всей системы и людей. Система освещения с функцией LED навигации для торговых площадей оптимизирует маршрут с учетом списка покупок, указывает на акционные товары и помогает оптимально выстроить маршрут.

Инсоляция зданий

ЖК "Акварели", световой двор

Источник фото:http://photos.wikimapia.org/p/00/04/58/96/30_big.jpg

Важное значение при возведении энергоэффективного здания имеет его положение относительно частей света. Максимальное число окон и светопрозрачных конструкций должно выходить на южную сторону. Так, в течение дня солнце будет подогревать фасад, что позволит экономить на отопление в зимнее время. 

Еще один интересный подход, помогающий по-максимуму использовать энергосберегающие технологии и естественное освещение — световые дворы. Они расположены внутри секций и дают наилучшее естественное освещение всех помещений. Примером такого новшества может послужить ЖК «Акварели» (девелопер — Tekta Group) в подмосковной Балашихе.

При отделке фасадов использованы светоотражающие материалы. А благодаря переменной этажности и эффекту отражения, окна, выходящие в световой двор, получают больше освещения. Так обеспечивается максимальная инсоляция объекта. 

Исследование: Будущее управления строительством

Как цифровые решения изменят управление проектами в 2022 и дальнейшем?

Цифровые инструменты

Цифровые решения для строительства

Строительство новых энергоэффективных зданий невозможно без современного программного обеспечения. Цифровая модель здания, созданная в современном проектном ПО, дает возможность до начала работ увидеть все конфликты и дефекты, спрогнозировать энергоэффективность и найти дополнительные решения для энергосбережения в строительстве. Яркий пример — применение энергетического моделирования одного из производственно-логистических комплексов в Московской области. На этапе проектирования определили, что расходы составят более 26 млн рублей. После использования цифрового моделирования нашли новые решения: удалось снизить ежегодные расходы практически в два раза. Вычислительное моделирование, оценка и анализ масштабных проектов занимают в несколько раз меньше времени при более низких затратах. 

Используя другие цифровые инструменты по  управлению процессов строительства — облачные мобильные решения — реализовывать самые сложные проекты с энергосберегающими технологиями  качественно и  в сроки. Также такие программные решения, как PlanRadar, могут помочь в оптимизации контроля по управлению объектов недвижимости с энергосберегающими технологиями. PlanRadar имеет открытый API, поэтому его можно интегрировать как со сторонними ПО, так и с системой датчиков. Такая синергия цифрового инструмента и сенсоров обеспечивает умную эксплуатацию здания и сокращает возможные расходы.

Читайте также: Мониторинг объектов капитального строительства с помощью технологий

Smart building 

 Система “умный дом”

Источник фото: https://www.ferra.ru/experts/smarthome/smart-home-how-to.htm

Концепция «умного» дома состоит в том, чтобы оптимизировать энергоэффективность и создать для пользователя максимально комфортные условия. Энергосберегающие технологии с системой «Умный дом» в России активно развивается. Если ранее такую систему внедряли только в элитных ЖК, то теперь искусственный интеллект доступен и в более бюджетных жилых новостройках.

Искусственный интеллект управляет всеми системами в здании, совмещая коммуникационные системы, устройства безопасности, осветительное оборудование, электротехнические приборы. Он обеспечивает взаимосвязь всех систем и оптимизирует расход энергоресурсов, делая пользование инфраструктурой удобной для пользователя. Например, освещение в «умном доме» автоматически включается и выключается по датчикам присутствия, а расход наружного воздуха осуществляется по датчикам углекислого газа в общественных зонах. Одна из составляющих концепции «Умного дома» поддержание заданных режимов, которые устанавливаются в зависимости от дня недели и времени суток. 

Одним из первых «умных» жилых домов в России стала многоэтажная высотка в Москве, в районе Жулебино, где практически всеми системами управляет компьютер. В частности, специальные датчики позволяют выявить утечки тепла из здания, чтобы предотвратить нерациональный расход энергии. В московском ЖК премиум-класса «Дом на Бурденко» умная система позволяет осуществлять многозонный климат-контроль, дистанционно управлять техникой, электроприводами жалюзей, системой видеонаблюдения, освещением. 

Ключевыми функциями в умном доме становятся не только энергосбережение и автоматизация, но и оповещение о проникновении в квартиру, контроль влажности и температуры, отключение от электроэнергии в случае ЧП.

«Зеленые» технологии

Лахта-центр, зеленые технологии

Источник фото: https://www.rbc.ru/business/21/02/2019/5c6e6cac9a794727465b7ce1

Энергоэффективность зданий является неотъемлемой частью внедрения «зеленых» технологий. Идея устойчивого строительства заключается в использовании энергоэффективных технологий. В России комплексный подход к рациональному использованию ресурсов находится на начальном этапе развития. Однако проекты, соответствующие международным стандартами эко сертификации BREEAM, Well и Fitwe, постепенно становятся трендом. Ярким примером в России можно назвать Лахта Центр с климатическим оборудованием компании Альфа Лаваль. В 2019 году башня вошла в Топ-5 самых больших «зеленых» зданий мира. 

Читайте также: Какими будут дома будущего: 10 трендов в строительстве

Особенность строения — двойная оболочка фасада, которая обеспечивает теплоизоляцию и естественную вентиляцию. Только за счет этого решения, по оценкам авторов проекта, потребление энергоресурсов, необходимых для отопления и кондиционирования снизилось на 50%. 

Энергоэффективность зданий

 В качестве нагревателей установлены инфракрасные излучатели, которые повторно используют тепло других устройств. Искусственный интеллект регулирует уровень температуры и освещенности исходя из количества людей, находящихся в каждом помещении. Энергоэффективные теплообменники применяют для отопления, вентиляции, подачи горячей воды и кондиционирования воздуха. Также они снижают количество энергии для подачи воды. 

Читайте также: Биофилический дизайн: реальные примеры в России и мире

Аккумуляция солнечной энергии

Жилой комплекс Elithis Dan, солнечные панели по фасаду

Источник фото: https://www.e2.rs/wp-content/uploads/2020/10/Prva-stambena-zgrad-akoja-proizvodi-vise-energije-nego-sto-je-trosi-696×696.jpg

Один из трендов будущего в строительстве — применение солнечных панелей, которые помогают аккумулировать энергию и использовать ее для функционирования объекта. Интересный пример применения данной технологии — энергопассивный жилой комплекс Elithis Dan во французском Страсбурге. Солнечные панели расположены по всему фасаду здания. За счет инсоляции высотка аккумулирует солнечную энергию, которая затем расходуется для автономного энергообеспечения.

Естественная инсоляция в помещениях регулируется благодаря системе «умный дом». Современные энергосберегающие технологии применены в самодостаточном солнечном доме Heliotrop в Германии (Фрайбург). На крыше «Гелиотропа» разместили «солнечный парус»: фотогальваническую установку площадью 54 кв. Дом размещен на вращающемся столбе и в течение дня поворачивается, следуя за солнцем. За счет таких решений, здание генерирует в 5 раз больше энергии, чем ему необходимо, полностью обеспечивая потребителей электроэнергией, отоплением, горячей водой.

Основную массу энергии система накапливает летом, а затем при помощи технологии электролиза воды происходит разделение на водород и кислород, находящихся в разных резервуарах. Далее энергию получают по мере соединения двух компонентов, преобразуя в тепловую или электрическую энергию. 

Геодезический купол

 Офис Amazon в Сиэтле

Источник фото: https://vertaki.com.ua/uploads/2018/02/novaya-shtab-kvartira-amazon-1.jpg

Сферические дома не зря становятся трендом. Они не только имеют необычную форму, но и позволяют экономить как минимум 20% энергетических ресурсов. А расходы на обогрев зимой и кондиционер летом снижается на треть.

Это обусловлено тем, что сфера имеет наименьшую площадь поверхности среди всех фигур одинакового объема. Кроме того, куполообразная форма позволяет до 30 % снизить затраты на строительные материалы. К тому же, это очень легкая конструкция и для постройки купольного дома не нужен мощный и дорогостоящий фундамент. Также купольная крыша обладает повышенной сейсмической устойчивостью.

Читайте также: Тренды в строительстве 2022 : ТОП-10 самых востребованных

Вентилируемые фасады

 ЖК Фреш в Москве, использование вентилируемых фасадов

Источник фото: https://cdn.mskguru.ru/uploads/process/4165/1159-zhk-fresh-fresh-foto-12-2021-1639926944_7347_l.jpg

Вентилируемый фасад — это фальш-стена, которая крепится к зданию. Система навесных вентилируемых фасадов дает возможность снизить тепловые потери здания практически в 2 раза. Она состоит из силовой конструкции, утеплителя и облицовки. Главное отличие от других наружных систем утепления — циркуляция воздушного потока между тепловой изоляцией и облицовкой. Воздушный поток создается за счет разницы температур на улице и внутри помещения.Таким образом, удается избежать образования конденсата на поверхности утеплителя, что сохраняет тепло и долговечность самой конструкции.

Примером можно назвать ЖК «Fresh» в Москве. Монтаж фасада осуществляется по давно зарекомендовавшей себя технологии вентилируемого фасада с применением негорючей каменной ваты.

“Солнечные” крыши

Солнечная черепица

Источник фото: https://lucheeotoplenie.ru/images/fotogalvanicheskayailisolnechnayacherepi_78458C22.jpg

Интеграция гибких солнечных модулей в кровлю позволяет рационально использовать квадратные метры для получения электроэнергии. Фотовольтаические модули могут быть интегрированы в рулонный кровельный материал, черепицу, листовой металл, окна, фасадные панели. Новые энергосберегающие технологии в строительстве — черепица со встроенными солнечными фотоэлементами вырабатывает электричество, которое используется для энергоснабжения дома. Полученная энергия может быть применена в автономной независимой системе или общий электросети. Постоянный электрический ток, который вырабатывают фотоэлектрические элементы, передается в конвертер. Далее он преобразуется в переменный ток. Стоит отметить, что стоимость солнечной черепицы достаточно высока, но обойдется ниже, чем установка солнечных батарей.

Применение черепицы с фотоэлементами оправдано в южных регионах России, где больше всего солнечных дней, а снегопады и осадки, которые могут помешать работе фотоэлементов, случаются редко. Срок эксплуатации составляет 25 лет.

Примерами внедрения солнечных технологий можно назвать Кампус «ТехноСпарка» в Троицке, завод кровельных материалов, Рязань, жилые дома в Санкт-Петербурге.

Тепловое зеркало

Высокую энергоэффективность в строительстве демонстрирует так называемая технология «тепловое зеркало». Внутри стеклопакета расположена полимерная прозрачная мембрана, имеющая низкоэмиссионное покрытие. Такая конструкция задерживает тепловое излучение, при этом не снижая светопропускную способность.

Читайте также: Топ-15 инновационных строительных материалов

Cмарт-стены

Стеновые панели на основе нанотехнологи в течение дня абсорбируют солнечный свет, а с наступлением темноты постепенно отдают накопленную энергию внутрь дома. Такой подход позволяет круглосуточно регулировать температуру в здании. Уровень тепла, которое отдается в ночное время, можно корректировать. Так удастся избежать перегрева здания в летнее время и способствовать энергоэффективности объекта зимой. Примером использования подобных технологий можно назвать стеновые панели RavenBric, которые стали «первопроходцем».

Смарт-стекло

Стекло нового поколения, вырабатывающее электричество

Источник фото: https://i.archi.ru/i/345911.jpg

Окна — один из источников утечки тепла в доме. Существует множество разработок, которые способствуют повышению энергоэффективности стекол. Например, аргоновый заполнитель между стеклопакетами повышает коэффициент термического сопротивления до 72%. Однако ряд компаний представили более прогрессивные разработки. Современные энергосберегающие технологии в строительстве — стекла, способные вырабатывать электроэнергию. Благодаря наногенераторам и солнечным фотоэлементам они способны преобразовывать солнечную энергию в электричество. 

Узнать больше о возможностях PlanRadar вы можете здесь — программное обеспечение имеет широчайший функционал и может быть полезен всем специалистам строительной области и сфере недвижимости.

Протестируйте PlanRadar бесплатно