Энергосбережение при освещении зданий

Энергосбережение — организационная, научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц. Эта деятельность направлена на снижение расхода (потерь) топливно-энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации. [1,1]

Энергосбережение — комплекс мер для обеспечения эффективного и рационального использования энергоресурсов.

В настоящее время самыми эффективными признаны следующие направления деятельности по энергосбережению:

1. Создание нормативной и правовой базы энергосбережения.

2. Создание необходимых экономических механизмов.

3. Создание финансовых механизмов энергосбережения.

4. Проведение политики ценообразования, которая отражает затраты на энергоресурсы, производимую продукцию, услуги и определяет уровень жизни населения.

5. Создание системы управления энергосбережением.

6. Создание информационной системы пропаганды проблем энергосбережения, обучения, переподготовки кадров, менеджеров, работающих в этой сфере Основа энергосбережения — рациональное использование энергоресурсов и сокращение их потерь. Во всех передовых странах широко применяется энергосберегающая политика. Энергосберегающая политика государства — правовое, организационное и финансово-экономическое регулирование деятельности в области энергосбережения. Примером осознания важности решения проблемы энергосбережения является Закон Республики Беларусь «Об энергосбережении», принятый в 1998 году. Настоящим законом регулируются отношения, возникающие в процессе деятельности юридических и физических лиц, в сфере энергосбережения в целях повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, и устанавливаются правовые основы этих отношений. [1,1]

Энергосбережение при освещении зданий

Все более широкое применение находят системы автоматического управления включением, отключением светильников и автоматического регулирования освещенности, а также энергоэкономичные источники света. Зарубежный опыт свидетельствует, что автоматизация освещения позволяет снизить энергопотребление на 30−50%. В Республике Беларусь налажено и развивается производство электронных и электромагнитных пускорегулирующих аппаратов для люминесцентных ламп, энергоэкономичных ламп и осветительной арматуры, устройств автоматического управления освещением: фотореле, приборов регулирования светового потока, инфракрасных датчиков. [3,114]

В настоящее время выпускаются различные источники света, характеристики которых приведены в таблице 2.1. Из приведенных данных видно, что лампы накаливания по своей эффективности в 2 и более раза ниже, чем остальные, Возможность экономии энергии определяется выбором источников света. С появлением около десяти лет назад электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) возникла возможность создания более энергоэкономичных светильников с компактными люминесцентными лампами (КЛЛ). [3,114]

Сокращение расхода электроэнергии и повышение КПД лампы происходит в результате повышения напряжения питания частотой 20 кГц; многократное увеличение светоотдачи поверхности осветительного прибора позволяет уменьшить его габариты. Срок службы лампы достигает 9000 часов. Компактная лампа мощностью 10 Вт обеспечивает такую же освещенность, что и обычная лампа накаливания мощностью 50 Вт. Срок окупаемости КЛЛ составляет 1−2 года. Кроме замены источников света, имеются и другие способы повышения экономии энергии при использовании осветительных установок. [3,115]

Экономия электроэнергии зависит от сочетания и размещения источников света и светильников. Использование одной более мощной лампы накаливания или люминесцентной позволяет уменьшить потребление энергии без снижения освещенности. [5,123]

Добиться значительной экономии электроэнергии можно при разумном сочетании общего и локального (местного) освещения на рабочем столе, в гостиной для просмотра телевизионных программ, у зеркала в прихожей и т. п. [5,123]

Таблица 2.1. Характеристика источников освещения

Хорошо предусмотреть возможность включения части ламп в светильниках, автоматического отключения освещения при выходе из комнаты, использовать современные энергосберегающие лампы. Среди обилия выпускаемых светильников экономичность энергосбережения довольно часто выпадает из поля зрения конструкторов. Расход электроэнергии на освещение может быть сокращен на 10−25% за счет замены ламп накаливания люминесцентными лампами, рационального освещения в квартирах и правильной эксплуатации светильников. [3,117]

Разработана комплексная программа по созданию и внедрению в производство энергосберегающих источников света: криптоновых ламп мощностью до 100 Вт, компактных и фигурных люминесцентных ламп с резьбовым цоколем. При полной замене ламп накаливания на люминесцентные компактные лампы потребление электроэнергии для освещения уменьшается примерно в пять раз.

Эффективным является пакетный способ размещения светильников вместо линейного способа. При линейном — осветительная арматура располагается в виде отдельных линий, а при пакетном — над рабочим местом располагают несколько светильников. Практика показала, что один и тот же уровень освещенности рабочего места при пакетном способе поддерживается в 2 раза меньшим числом светильников. Использование комбинированного общего и местного освещения, искусственного и естественного освещения позволяет уменьшить потребление электроэнергии. В соответствии с ограничениями по дискомфортности освещения нельзя использовать только местное освещение рабочих мест. Оно должно обязательно дополнено общим с пониженной освещенностью. Регулярная протирка остекления позволяет снижать продолжительность горения ламп при двухсменной работе предприятия на 15% в зимнее время и на 90% - в летнее. Правильный выбор типа светильника, мощности и места его установки позволяет экономить 40−50% расходуемой на освещение электроэнергии [5,124]

Более экономичными источниками света являются люминесцентные лампы. Они обладают благоприятным светом излучения. Люминесцентное освещение создает благоприятные условия для отдыха, снижает утомляемость, способствует увеличению производительности труда. По цветности излучения люминесцентные лампы делятся на:

1) лампы белого света (ЛБ);

2) лампы дневного света (ЛД);

3) лампы дневного света с исправленной цветностью (ЛДЦ);

4) лампы холодно-белого света (ЛХБ);

5) лампы тепло-белого света (ЛТБ), которые имеют явно выраженный розовый оттенок.

Наиболее экономичными и универсальными являются лампы белого света (ЛБ). Они обеспечивают значительно лучшую цветопередачу, чем лампы накаливания и по цветности воспроизводят приблизительно солнечный свет, отраженный облаками. Применение ламп ЛБ целесообразно в детских комнатах для подготовки школьных заданий и при чертежных работах. [3,123]

К важнейшим характеристикам люминесцентных ламп следует отнести то, что световой поток их больше, чем ламп накаливания. Срок службы люминесцентных ламп составляет 5000 ч.

Экономии электроэнергии также способствует установка в комнатах двойных включателей. Это позволяет при необходимости включать люстры полностью или частично. [5,124]

Настольная лампа с лампочкой 30 Вт позволяет достичь лучшей освещенности на столе, чем люстра с 3−5 лампочками мощностью 180−300 Вт. Двойной выигрыш зрения и энергии. С точки зрения энергосбережения хорош прибор плавного включения света. Лампы КЛЛ (компактные люминесцентные лампы) потребляют электроэнергии в 67 раз меньше в сравнении с лампами накаливания при одинаковой освещенности. Единственный в своем роде в республике Брестский электроламповый завод выпускает компактные люминесцентные лампы, которые потребляют электроэнергии в шесть раз меньше, а беспрерывно горят в восемь раз дольше (8000 часов) обычных. [3,123]

При освещении лестничных площадок и коридоров. В домах устанавливаются реле времени или автоматические выключатели с выдержкой времени. От контроля за исправной работой этих устройств со стороны домоуправлений и жильцов в значительной степени будут зависеть экономный расход электроэнергии в местах общего пользования. [5,124]

Электробытовые приборы и их эффективное использование

Производство электрических машин и аппаратов зародилось в конце XIX века. А на рубеже XIX—XX вв.еков в течение нескольких лет были созданы практически все типы бытовых электроприборов применяемых и по сегодняшний день. В электроприборах наших дней используются те же принципы и элементы конструкций. А отличаются они лишь современным внешним оформлением, обеспеченным новыми материалами, и технологией. Только спустя десятилетия перечень бытовых электроприборов пополнился приборами, использующими новые принципы, это, например, микроволновые печи и пьезоэлектрические приборы. [5,139]

Современная квартира, как правило, оборудована множеством электрических устройств.

Электрическим чайником, можно сберечь до 40% электрической энергии. Иными словами, израсходовав одно и то же количество электроэнергии, в чайнике можно нагреть до кипения воды почти вдвое больше, чем на плите. А рекордсменом по эффективности является обычный кипятильник. При его применении практически вся потребленная электроэнергия расходуется на нагрев воды.

После приготовления пищи одна или две конфорки, как правило, остаются горячими. Следует поставить на них холодную воду перед тем, как заливать ее в чайник или кофеварку. Этим можно сберечь от 30% электроэнергии (в зависимости от температуры отключенной конфорки) при последующем кипячении, поскольку температура воды, заливаемой в чайник, будет не 8−10 °С (температура холодной воды из-под крана), а 25−40 °С (после подогрева на остывающей конфорке). Кстати, для приготовления как пищи, так чая и кофе желательно пользоваться предварительно отстоявшейся водой, а не из-под крана. Во-первых, отстаиваясь, вода нагревается почти до комнатной температуры (а это уже примерно 10% энергосбережения при ее последующем кипячении). Во-вторых, из воды частично уходят элементы, которые используются при ее обеззараживании (например, хлор), что важно для здоровья.

Рецепт приготовления каши с наименьшими энергозатратами. Для этого крупу надо предварительно на ночь замочить или еще лучше — залить кипятком в термосе. В первом случае каша сварится вдвое быстрее, во втором — вчетверо. Соответственно уменьшатся затраты электроэнергии или газа на ее приготовление. [3,118]

Микроволновые печи. Предназначены для быстрого приготовления пищи, подогревания готовых блюд и размораживания продуктов и кулинарных изделий. Наиболее распространен у нас сейчас самый простой тип микроволновой печи. Такая печь обычно оборудована освещаемым жарочным шкафом, вращающейся тарелкой для равномерного обжаривания, таймером с сигналом об окончании обработки и регулятором мощности на 5−7 ступеней, включая ступень размораживания. Более совершенные печи этого типа дополнительно оснащены клавишами быстрого старта и памяти, автоматическим управлением размораживанием (в зависимости от веса) и дисплеем. Наименьшая мощность микроволн в этих печах — 500 Вт, наибольшая — 900 Вт. Кроме того, в печи может быть установлена вращающаяся антенна — дополнительный распределитель микроволн, что позволяет наиболее полно использовать их мощность.

Более совершенными являются комбинированные микроволновые печи. Комбинированная микроволновая печь дают дополнительные возможности: жарить или запекать мясо, рыбу, птицу и т. д.; печь, при этом горячий воздух подается сверху и снизу или циркулирует по всему объему; использовать инфракрасный или обычный гриль. Такие комбинированные печи дополнительно оснащены грилем с вертелом, электронагревателями, пультом управления и электронными часами — таймером, показывающим время дня, время и вид жаренья. В этих печах возможно комбинированное использование гриля и микроволновой печи. В более сложных системах этого типа используются, кроме обычных, еще и инфракрасные и рециркуляционные грили, специальные вращающиеся системы для оптимального распределения микроволн и каталитические фильтры для удаления запахов. Печи также могут быть оборудованы системой программирования на несколько видов работ в зависимости от вида продуктов и необходимой процедуры обработки.

Наиболее совершенные модели печей оснащены также автоматикой взвешивания: после ввода веса продуктов прибор автоматически сообщает необходимые для оттаивания, подогрева, жарения или подрумянивания время и вид работы. [3,119]

Микроволновая печь может быть усовершенствована добавлением конвекционного режима. Конвекционная обработка продуктов, несмотря на необычное название, построена на тех же принципах, что и обычная тепловая обработка. Отличие конвекционной духовки в том, что в большинстве из них нагревательный элемент располагается снаружи. Все внутреннее пространство может быть использовано для приготовления пищи. Вентилятор, обеспечивает высокую скорость циркуляции горячее воздуха, который обволакивает продукты сразу, как только духовка включилась, и пища начинает разогреваться в еще не прогретой духовке. Благодаря циркуляции процесс приготовления идет быстрее, т. к. горячий воздух не скапливается вверху духовки. Но конвекционная духовка, хорошо обжаривая продукт, не дает полной уверенности в его готовности внутри, Особенно, когда речь идет об объемных продуктах. Если использовать только конвекционную духовку (для выпечки хлеба или пирогов, то они могут пригореть или может образоваться толстая корка, прежде чем пироги пропекутся внутри.

Идеальный вариант — конвекционно-микроволновый комбайн, в смешанном режиме которого блюда готовятся микроволновым импульсом и горячим воздухом одновременно. При работе комбайна в смешанном режиме за счет конвекции прекрасно сохраняется аромат и сочность и обжаривается поверхность продукта, а микроволновая энергия дает уверенность в том, что продукт готов внутри. [3,120]

Холодильники. Примерно 30−40% потребляемой в доме электрической энергии приходится на холодильник. Экономичность их использования зависит от режима работы и соблюдения правил эксплуатации. Бытовые холодильники рассчитаны на работу в сухом, отапливаемом помещении при температуре окружающего воздуха 16−32 °С. Холодильник следует ставить в самое прохладное место (но не в коем случае к батарее или плите), желательно возле наружной стены (она холоднее), но не вплотную к ней. Чем ниже температура теплообменника, тем эффективнее он работает и реже включается. При снижении температуры теплообменника с 20 до 19 °C, холодильник начинает расходовать энергии на 6% меньше. Ледяная «шуба», нарастая на испарителе, изолирует его от внутреннего объема холодильника, заставляя его включаться чаще и работать каждый раз дольше. Поэтому холодильник необходимо регулярно размораживать. Это даст 3−5% снижения потребления электроэнергии. Чтобы влага из продуктов не намерзала на испарителе, следует хранить их в коробках, банках и кастрюлях, плотно закрытых крышками, или завернутыми в фольгу. А регулярно оттаивая и просушивая холодильник, можно сделать его гораздо экономичнее. Нельзя ставить в холодильник теплые (выше комнатной температуры) продукты. В холодную пору года, перед размещением продуктов в холодильнике, желательно выдержать их на балконе. В последнее время для получения дополнительного пространства на кухне стали прятать холодильник в стенной шкаф либо в нишу. Мало того, что ниша в стене, как правило, перекрывает вентиляционные каналы соседей, живущих на нижних этажах, при этом резко ухудшаются и условия работы холодильника. На задней стенке любого холодильника находится змеевик конденсатора, который охлаждается комнатным воздухом. Пряча его в закрытое пространство, мы в первую очередь прячем туда змеевик, затрудняя его охлаждение. В таких условиях холодильник будет гораздо чаще включаться и дольше работать в этом режиме. Потребление электрической энергии может увеличиться почти на 20%, а ресурс работы холодильника уменьшиться на такую же величину. [3,121−122]

Утюги. Мощность утюга довольно велика — около киловатта. Чтобы добиться некоторой экономии, порой довольно значительной, белье должно быть слегка влажным: пересушенное или слишком мокрое приходится гладить дольше, тратя лишнюю энергию. Массивный утюг можно выключить незадолго до конца работы: накопленного им тепла хватит ещё на несколько минут. Установлено, что оптимальная температура глажения для изделий из искусственного шелка 85−115 °С, шерсти — 140−165 °С, натурального шелка — 115−140 °С, хлопчатобумажной ткани — 165−190 °С, льняного — 190−230 °С. Использование этих данных позволяет повысить производительность труда на 40−60%, а расход электроэнергии снизить на 20−25%. [3,123]

Стиральные машины. Наиболее энергоэкономными являются автоматические стиральные машины, включение и выключение которых производится по программе. [3,123]

Пылесосы. Для эффективной работы пылесоса большое значение имеет хорошая очистка пылесборника, что улучшает тягу воздуха. [3,123]

Бытовые кондиционеры. Для внутриквартирного использования часто применяется кондиционер типа БК-1500, который эффективно работает при закрытых форточках и дверях. [3,123]

Радиотелевизионная аппаратура. Для ее эффективной работы необходимо своевременное охлаждение и систематическая очистка от пыли. Также нужно учитывать, что многие электронные приборы — видеомагнитофоны, проигрыватели, радиоприемники — после выключения продолжают работать в дежурном режиме. Мощность «дежурного» устройства невелика — 10−15 Вт. Но за месяц непрерывной работы оно израсходует довольно ощутимое количество энергии — около 10 кВт. [3,123]

Системы воздушного отопления

Существующая в нашей стране централизованная система отопления имеет некоторые особенности, усложняющие экономию тепла при его транспортировке. Протяженность трубопроводов, по которым теплоносители доходят до потребителя, в отдельных случаях составляет десятки километров. Как показывает практика, в стандартных теплосетях по пути от ТЭЦ к отапливаемому зданию теряется до 40% тепла. По нынешним временам такие потери можно считать катастрофическими. [3,134]

Устранение потерь тепла при его транспортировке главная задача организаций, эксплуатирующих теплосети. В настоящее время на первый план здесь выходит реконструкция существующих теплопроводов. Речь идет о замене старых труб на новые, эффективно утепленные предварительно теплоизолированные трубы. Они представляют собой цельную конструкцию, состоящую из стальной или пластиковой трубы, которая утеплена слоем пенополистирола и облачена в прочный и герметичный полиэтиленовый корпус. Предизолированные трубы рассчитаны на эксплуатацию в течение 30 и более лет. (Для сравнения: в отечественных теплосетях замена трубопроводов производится в среднем раз в 17 лет.) Дело в том, что трубопровод, уложенный обычным способом в бетонный короб, не защищен от попадания влаги. А ведь 70% разрушений подземных трубопроводов обусловлены именно наружной коррозией. Предизолированные трубы надежно защищены от влаги полиэтиленовой оболочкой. На всем протяжении такого трубопровода проходят специальные датчики, которые в случае нарушения целостности системы посылают сигнал на диспетчерский пункт. Это позволяет оперативно определять места повреждения с точностью до 1 м. [3,134]

Так, в Хотимске предызолированными трубами были заменены практически все городские теплосети (около 400 км). Вскоре пришлось закрыть три из четырех существовавших в городе котельных. Производимого одной из них тепла стало хватать на весь город. [3,135]

К сожалению, примеры рациональной эксплуатации теплосетей в нашей стране пока немногочисленны. По мнению специалистов, для улучшения ситуации теплопроводы необходимо передать на баланс частных компаний. Сегодня же у теплосетей нет настоящего хозяина: одни участки эксплуатируются предприятиями, другие коммунальными организациями, третьи энергетиками. [3,135]

Перспективным направлением развития белорусского рынка отопительного оборудования является распространение индивидуальных автоматизированных отопительных систем средней и большой мощности для многоквартирного жилья. Эксперты полагают, что такие системы реальная альтернатива «подвальным» котельным, которые в последнее время стали «пороховыми бочками» для старого жилья. [5,131]

Экономия теплоты на отопление жилого дома может быть достигнута за счет: утепления входных дверей в подъезды, квартиры, уплотнения притворов, устранения неплотностей по периметру оконных и дверных коробок, утепления наружных стен; утепления чердаков или переустройства бесчердачных кровель в чердачные, повышения технической эксплуатации систем отопления; автоматического регулирования отпуска теплоты на отопление; учета тепловой энергии с установкой теплосчетчиков (оплата за фактический расход теплоты). [5,131]

Были проведены исследования, в результате которых выяснилось, что стены, окна, крыши теряют слишком много тепла — до 80%. Таким образом, наряду с отказом от централизованного отопления и заменой его на автономные котельные логичным решением стало утепление зданий фасадов, окон, кровли.

Таблица 4.1. Потенциал энергосбережения зданий

Для соблюдения современных требований, предъявляемых к термическому сопротивлению ограждающих конструкций, теперь используют различные системы утепления фасадов, кровель, подвалов, применяя высокоэффективные теплоизоляционные материалы. В мире существует множество таких систем, как правило, производители утеплителей создают под свои материалы сбалансированную, прошедшую все необходимые испытания, систему, где компоненты подходят друг к другу, и долговечность такой системы гарантирована. В Беларуси уже появилась собственная многослойная система утепления, все компоненты которой (за исключением минераловатных плит утеплителя) производятся отечественными заводами. [5,134]

За прошедшие годы объемы утепления наружных стен зданий и сооружений динамично возрастали, что, безусловно, дало определенные положительные результаты. Кроме прямой экономии энергоресурсов, термореновация зданий позволила значительно улучшить их внешний вид, а в ряде случаев защитить разрушающиеся фасады, устранить промерзания стен, улучшить микроклимат помещений. К сожалению, выпускаемые отечественными предприятиями минераловатные плиты пока не отвечают необходимым требованиям, поэтому в системах утепления приходится использовать импортную плиту. [5,134]

Время отопительного периода ~ 200 дней. В это время через окна теряется 36%, стены 26%, а за счет нагрева свежего приточного воздуха 28% всей теплоты, поступающей из системы отопления (см. табл. 4.2).

Таблица 4.2 Распределение тепловых потерь в зданиях

При реконструкции с использованием эффективных материалов можно сократить потери тепла в 23 раза, но это дорого. В то же время каждый имеет много возможностей для утепления своей квартиры:

* остекление лоджий и балконов. Стекла и притворы створок должны быть уплотнены. При этом потери через окна и стены, расположенные со стороны лоджии, будут снижены на 158%. Снижение потерь на 79% позволяет увеличить температуру в помещении на 1 °C. Таким образом, остекление увеличит температуру в примыкающей к ней комнате на 2 °C;

* установка между рамами прозрачной полиэтиленовой пленки таким образом, чтобы расстояние от нее до стекол было одинаковым. Это равноценно окну с тройным остеклением и снижает теплопотери на 20%;

* тепловая защита того участка наружной стены, где расположен радиатор. На стене за радиатором с зазором между стенкой и радиатором ставят отражающую поверхность (алюминиевая фольга, зеркальная алюминизированная пленка). [5,135]

Чем ниже температура воздуха на улице, тем лучше работает естественная вытяжная вентиляция, часто лучше, чем надо. Поэтому зимой надо прикрыть вытяжные вентиляционные отверстия (не полностью) бумагой, картоном. В ванной вообще закрыть, чтобы увлажнять воздух в квартире, т. к. зимой он излишне сухой. Это хорошо скажется на микроклимате квартиры потому, что влажный воздух дает ощущение теплоты, а сухой холода. Это позволит сберечь до 20% тепла. [3,152]

Энергосберегающие мероприятия напрямую связаны и влияют на себестоимость коммунальных услуг. Необходимо безотлагательно принять меры для коренного улучшения работы по энергосбережению, нормированию расхода топливно-энергетических ресурсов на производство работ и коммунальных услуг, внедрению приборов учета расхода и регулирования энергоносителей, обеспечению расчетов населения по установленным приборам, что в конечном итоге приведет к экономии ресурсов и снижению себестоимости жилищно-коммунальных услуг. [2,8]

Заключение

В Республике Беларусь за истекшее десятилетие создана эффективная и динамично развивающаяся экономика, ориентированная на неуклонный рост благосостояния и повышение качества жизни граждан, защиту их материальных, социальных и культурных интересов.

В республике, оставшейся после распада Советского Союза без источников энергетических и сырьевых ресурсов, проведена большая работа по внедрению энергои ресурсосберегающих технологий.

Энергоемкость валового внутреннего продукта у нас в полтора — два раза выше, чем в развитых государствах со сходными климатическими условиями и структурой экономики. Высока и материалоемкость отечественной продукции. Недостаточно полно используются вторичные ресурсы и отходы производства.

Не изжиты бесхозяйственность и расточительство. Руководители органов государственного управления и иных организаций не осуществляют должного контроля за бережным хранением и рациональным использованием топливно-энергетических и материальных ресурсов, не всегда выявляют резервы по снижению энергои материалоемкости производства.

На низком уровне ведется работа по вовлечению в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии: леса, воды, ветра, подземного тепла, солнечной энергии и других.

В то же время бездумное, порой бездушное отношение к природе наносит ей невосполнимый урон, что неминуемо скажется на качестве жизни последующих поколений.

Экономное расходование тепла, электроэнергии, природного газа, воды и других ресурсов не стало нормой жизни для каждой белорусской семьи, каждого человека.

Не искоренены факты вандализма в подъездах, лифтах, на лестничных площадках многоквартирных жилых домов, придомовых территориях и детских площадках, в других общественных местах и на транспорте. Как следствие, государство несет громадные непроизводительные расходы по поддержанию в надлежащем состоянии объектов жилищно-коммунального хозяйства и социальной сферы. [2]