Экономия энергоресурсов за счет внедрения энергосберегающих светильников и датчиков освещенности

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕННОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ  ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МОСКОВСКИЙ  ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТИТ

КАФЕДРА ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ

ПРОЦЕССОВ И УСТАНОВОК

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

По дисциплине «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях»

 

 «Экономия энергоресурсов за счет внедрения энергосберегающих светильников и датчиков освещенности»

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2012

 

Оглавление:

 

 

Оглавление……………………………………………………………..……2

 

Введение………………………………………………………………..…... 3

 

Теплоизоляция зданий ………………………………………………......….5

 

Теплоизоляция стен…………………………………………………..……..6

 

Теплоизоляция кровли…………………………………………….……….13

 

Теплоизоляция пола………………………………………………….…….15

 

Теплоизоляция фундамента………………………………………….……16

 

Теплоизоляция окон………………………………………………….…….17

 

Эффективность теплоизоляционных  работ………………………………20

 

Заключение……………………………………………………………….…23

 

Список использованных материалов ……………………………………..24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение:

 

По оценке Международного энергетического агентства, пятая  часть всей потребляемой в мире электроэнергии расходуется на освещение. Причем расходуется  неэффективно. Современные технологии, позволили бы сэкономить, в зависимости  от области применения и ранее установленных световых приборов, до 80% мирового потребления электроэнергии. Если переводить это количество в деньги, то экономия составит более 100 млрд евро, если в нефть — то 1,5 млрд баррелей, то есть примерно столько же, сколько Россия добывает за 3 года.

7% от всех энергозатрат  в России приходится на уличное  освещение, и здесь с помощью  перехода на новое оборудование  возможно сэкономить до 50% расходуемых  средств. Следующая область —  освещение нежилых площадей: административных  зданий, школ, офисов, где около 20% энергии тратится исключительно на освещение, а возможная экономия составляет порядка 45%. В случае с крупным бизнесом, к примеру, в промышленности, при освещении складских помещений и конвейерных линий, возможная экономия составляет 60%. Например, после того, как специалисты Philips заменили светильники в одном из цехов НЛМК, расход электроэнергии сократился почти вдвое, а уровень освещенности повысился в 3-4 раза — с 60-100 люксов до 240-295. В продуктовой розничной торговле (преимущественно в освещении супермаркетов) средний потенциал экономии — до 50%, хотя в одном из питерских супермаркетов сети «Лента» после модернизации системы освещения 1990 годов потребление электричества в торговом зале сократилось на 70%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис1.Распределение энергетических ресурсов в Российской Федерации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 2.Распределение энергоресурсов по типам зданий.

 

 

 

 

 

 

Расход энергии на отопление и горячее водоснабжение с каждым годом все больше превышает мировые показатели, удельные потери тепловой энергии в зданиях растут .

 

Рис 3. Расход энергии и удельные теплопотери.

 

 

 

 

 

 

Потенциал энергосбережения – количество энергоресурсов, на которое можно сократить их потребление за счет освоенных в мировой и отечественной практике методов экономии ТЭР. Количество энергоресурсов, которое можно сэкономить в Росси составляет 420 млн. т у.т. в год.  На долю зданий приходится 23% или 96,6 млн. т у.т. в год

 

К 2030 году энергоэффективность  зданий планируется повысить на 50%

 

Важным фактором повышения  потенциала энергосбережения зданий является уменьшение его теплопотерь путем  грамотной теплоизоляции.[1]

 

 

Экономия энергии  за счет теплоизоляции

 

 

Теплоизоляция, тепловая изоляция, термоизоляция, защита зданий, тепловых промышленных установок (или отдельных их узлов), холодильных камер, трубопроводов и прочего от нежелательного теплового обмена с окружающей средой. Так, например, в строительстве и теплоэнергетике Теплоизоляция необходима для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду, в холодильной и криогенной технике - для защиты аппаратуры от притока тепла извне.

Теплоизоляция обеспечивается устройством специальных ограждений, выполняемых из теплоизоляционных материалов (в виде оболочек, покрытий и т. п.) и затрудняющих теплопередачу; сами эти теплозащитные средства также называются теплоизоляцией. При преимущественном конвективном теплообмене для теплоизоляции используют ограждения, содержащие слои материала, непроницаемого для воздуха; при лучистом теплообмене - конструкции из материалов, отражающих тепловое излучение (например, из фольги, металлизированной лавсановой плёнки); при теплопроводности (основной механизм переноса тепла) - материалы с развитой пористой структурой.[2]

 

Теплоизоляция зданий 

Здание, как и любое физическое тело, теряет тепло. То есть чем ниже температура наружного воздуха, тем больше уходит тепла. Утечка тепла происходит через ограждающие конструкции.

Это чердаки, крыши, перекрытия, окна и двери в подъездах, подвалы и полы. Значительное количество тепла уходит через вентиляцию. Кроме того, сами стены, большинства многоквартирных домов старой постройки обладают низкойтеплозащитой. Следует отметить, что стены выполнены из разных материалов, следовательно, они имеют разные свойства, в том числе и теплотехнические. Основной такой характеристикой является сопротивление теплопередачи. В общем,сопротивление теплопередачи показывает какое количество тепла уйдёт через квадратный метр ограждающей конструкции при заданном перепаде температур. Существенные потери идут на подогрев попадающего вовнутрь помещения наружного воздуха (по-научному инфильтрация, в народе сквозняк).[3]

Таким образом, большая часть поступающей тепловой энергии уходит на то чтобы перекрыть потери тепла. Оплаченное нами тепло уходит на улицу. Проще говоря, мы «топим улицу».

Рис 4. Общие потери тепла через огрождающие конструкции здания[4].

 

 

Под теплоизоляцией (термоизоляцией) здания обычно подразумевается  тепловая защита ограждающих конструкций (стен, дверей, окон, перекрытий). Теплоизоляция дома в целом представляет из себя сложение теплоизолирующих качеств отдельных конструктивных элементов здания,поэтому необходимо рассмотреть их в отдельности:

 

 

Теплоизоляция стен

 

Из всех ограждающих  конструкций здания стены имеют самую большую площадь соприкосновения с внешней средой и, соответственно, вносят наибольший вклад в теплообмен. Поэтому качественная теплоизоляция стен способна значительно сократить обогрев улицы

 

 

.

                                                  Рис 5.Потери теплоты через стены[1].

 

 

Табл 1. Пример теплопроводимости  некоторых строительных материалов[6].

 

 

Рис.6 Пример распределения температуры обычной стены и утепленной[7].

 

 

В настоящее время теплоизоляция стен зданий выполняется тремя основными способами:

 

 

 

1) Штукатурка фасада по теплоизоляционному материалу (пенополистирол и т.п.)

 

Рис.7 Общий вид здания с штукатуркой фасада по теплоизоляционному материалу[8].

 

 

В легких штукатурных системах утепления плита утеплителя фиксируется на стене с помощью клея и дюбелей, после чего на нее наносится тонкий слой штукатурки. Общая толщина слоев не превышает 15 мм. К утеплителю в таких системах предъявляются самые высокие требования. Кроме того, для выполнения монтажа легких штукатурных систем необходимо привлекать рабочих с высокой квалификацией, так как штукатурный слой необходимо наносить равномерно и прочным слоем.

Плита утеплителя в тяжелых штукатурных системах утепления фиксируется на стене арматурной сеткой и анкерами. Толщина слоев после утеплителя может достигать 50 мм. В такой фасадной системе металлическая несущая сетка защищает финишный слой от линейных тепловых деформаций. Здесь, также как и в легких штукатурных системах, предъявляются высокие требования к утеплителю. Кроме того, при использовании тяжелых систем утепления отпадает необходимость в привлечении рабочих высокой квалификации, так как нет необходимости выравнивать фасадную поверхность.

Рис.8.Пример штукатурки фасада по теплоизоляционному материалу[8]

 

 

2) Многослойная конструкция стен (трехслойная, слоистая или колодцевая кладка, сэндвич-панели, трехслойные железобетонные панели).

 

Рис.9 Общий вид здания с многослойной конструкцией стен[9].

 

В фасадных системах с колодцевой кладкой и, так называемых, трехслойных системах, утеплитель располагается внутри ограждающих конструкций. Первым внутренним слоем является несущая стена. Второй слой – это утеплительный материал, толщина которого определяется требованиями по теплосбережению, т.е. на основании расчета. И третий (внешний) слой предназначен для защиты теплоизоляции от атмосферных воздействий.

Еще одна система  утепления холодных стен фасадов  — это вентилируемая фасадная система. Она похожа на колодцевую кладку с воздушным зазором, только вместо наружной стены используются разнообразные облицовочные материалы (плиты или листовые материалы). Теплоизолирующий материал крепится к стене при помощи несущего каркаса и анкерной системы крепления.[5]

Рис.10 .Конструкция трехслойной кладки[8]

 
3) Монтаж навесного фасада с использованием каменной (минеральной) стекловаты.

 

 

Рис.11 Общий вид здания с навесным вентилируемым фасадом[9]

 

 

Cейчас, наиболее перспективной технологией облицовки фасадов, является система вентилируемых фасадов с воздушным зазором. Область применения фасадов достаточно широкая. Они применяются для строительства и реконструкции жилых, административных, общественных и промышленных зданий. Конструкции позволяют эффективно решать задачи энергосбережения, а наличие большого количества материалов разнообразного цвета и фактуры, используемых для выполнения внешнего отделочного слоя, позволяет значительно повысить архитектурные достоинства зданий.[5]

• Возможность применения различной толщины утеплителя (до 200 мм)
• Высокие показатели тепло- и звукоизоляционных свойств, соответствующие самым строгим современным нормативам. 
• Фасады вентилируемые – конструкция, отличающаяся высокой экологичностью
• Возможность демонтажа и повторного монтажа (например, в случае проведения реставрационных работ)
• Широкая цветовая гамма и фактура облицовочных материалов
• Простота ухода за облицовкой вентилируемого фасада[1]

Рис.12 Пример конструкции вентилируемого навесного фасада[9].

 

 

В российских условиях придается большое значение качеству теплоизоляции во время отопительного  сезона. Поэтому считается наиболее эффективной теплоизоляция стен снаружи, т.к. в этом случае несущая  конструкция стены находится  всегда в зоне положительных температур и оптимальной влажности.Утепление стен изнутри возможно, но не рекомендуется, т.к. этот способ осложнен дополнительными (и строгими) требованиями к пароизоляции утеплительных материалов и применим только в исключительных случаях, когда невозможно изменить фасад здания по тем или иным соображениям.

Утепление деревянного  дома имеет значительную особенность, а именно - теплоизоляция стыков несущих элементов (брус, сруб и т.д.). Традиционно для этой цели использовались такие естественные материалы как пакля и мох. В современном мире им на смену пришел столь же натуральный и экологичный, но более практичный утеплитель деревянного дома — им стал лен или джут.

Любая теплоизоляция, в том числе теплоизоляция  стен, требует строго соблюдения технологических  требований. Пренебрежение этими требованиями всегда приводит к тому, что эффект от теплоизоляции либо незначителен, либо отсутствует вовсе, так как сто маленьких дырочек - это одно открытое настежь окно. [3]

 

Теплоизоляция кровли

 

Кровля по теплофизическим показателям является самым уязвимым элементом здания. Потери тепла через кровлю могут достигать 40% от общего количества, в то же время характерные для России жесткие климатические условия требуют от кровельных материалов высокой теплостойкости летом, устойчивости к низким температурам зимой, к частым переходам через 0 °C и к ультрафиолетовому излучению. 
 
Поэтому в отличие от стен и фундамента, теплоизоляция кровли требует большего количества слоев. И если стены могут иногда обойтись без дополнительной тепло- паро- и гидроизоляции, то для кровельной системы это обязательные элементы.

Теплоизоляцию кровли следует выполнять в соответствии с действующими строительными нормами. В конструкции крыши с холодным чердаком утепляется только чердачное перекрытие. Вначале по нему устраивается пароизоляция из паронепроницаемых материалов. По пароизоляции укладывается слой теплоизоляции. 
В качестве теплоизоляционных материалов могут применяться: мелкий шлак, керамзитовый гравий, плиты из стекловолокна или минеральной ваты, плиты из пенополистирола и т.п. По утеплителю иногда устраивается цементно-песчаная стяжка толщиной до 30 мм, а по ней укладываются ходовые доски.