Однако раскрыть глаза на близкую к истине картину загрязнений - это только начало работы. Найти причины загрязнений и провести их ранжирование, разработать программу для снижения уровня выбросов в атмосферу загрязняющих веществ и способы её реализации - серьёзные задачи в решении этой проблемы.
Abstract: The installation of ecovisors in cities allows to objectively assess air basin pollution in cities. The Ecovisor program contributes to the activation of environmental education of schoolchildren, students and the entire population.
However, revealing your eyes to a near-true picture of pollution is just the beginning of work. To find the causes of pollution and to carry out their ranking, to develop a program to reduce the level of emissions into the atmosphere of pollutants and ways of its implementation are serious tasks in solving this problem.
Keywords: heat efficiency, ecoisor, ecology, payback, heat losses
По последним данным г. Абакан вошел в 10 городов России по загрязненности воздуха. Причем большая часть вредных выбросов приходится именно на индивидуальный жилой сектор, преимущественно отапливающийся твердым топливом. Данный факт остро ставит проблему снижения вредных выбросов в атмосферу.
В рамках совместного проекта Администрации города Абакана и Экологической палаты России на территории города были установлены датчики «Эковизоры» следящие за состоянием воздуха в черте города. На данный момент (январь 2020 года) установлено 6 датчиков по результатом анализа розы ветров, которые в режиме реального времени анализируют и передают средние данные в приложение «Эковизор».
Рисунок 1. Карта загрязнения г. Абакана, а также анализ качества воздуха согласно приложения «Эковизор»
Как можно видеть из показаний, воздух в городе сильно загрязнен именно взвешенными частицами до 10 мкм, а именно пылью и продуктами сгорания твердого топлива (дрова, уголь).
Рисунок 2. Диаграмма вредных выбросов
Если проанализировать график загрязнений в течение суток (рисунок 2), представленных в приложении «Эковизор», то четко видно, что пики выбросов загрязняющих веществ в атмосферу Абакана наблюдаются утром и вечером. Но очень важно, что начало пиков не соответствует началу движения транспортных потоков (в 7:30), а на несколько часов раньше — тогда, когда начинают разжигать печки в морально и физически устаревших домах.
Имеется несколько путей для снижения вредных выбросов от частного сектора в атмосферу города, а именно:
— Подключение частного сектора находящегося в черте города Абакана в централизованной системе отопления от городской ТЭЦ;
— Переход частного сектора на электрическое отопление;
— Повышение энергетической эффективности частной застройки путем дополнительного утепления ограждающих конструкций жилых домов.
Рассмотрим наименее затратный и быстрореализуемый метод снижения выбросов — повышение энергетической эффективности частной застройки путем дополнительного утепления ограждающих конструкций жилых домов.
Преобладающая часть старой застройки города представлена одноэтажными домами из бруса, оштукатуренного по дранке на мелкозаглубленных бетонных и бутовых фундаментах, либо деревянных столбчатых фундаментах.
Рисунок 3. Преобладающие конструктивные решения в черте старой застройки
г. Абакана
Рассмотрим пример утепления брусового дома на бутовом фундаменте с толщиной стен 150 мм оштукатуренных по дранке с двух сторон.
Рисунок 4. Вариант утепления наружных стен
Произведем теплотехнический расчет существующей конструкции стен без дополнительного утепления.
Рисунок 5. Конструкция стены до утепления
1.Раствор цементно-песчаный, толщина δ1=0.03м, коэффициент теплоgроводности λА1=0.76Вт/(м°С)
2.Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486, ГОСТ 9463), толщина δ2=0.15м, коэффициент теплопроводности λА2=0.14Вт/(м°С)
3.Раствор цементно-песчаный, толщина δ3=0.03м, коэффициент теплопроводности λА3=0.76Вт/(м°С)
Согласно таблицы 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания tint=20°C и относительной влажности воздуха φint=55% влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный.
Определим градусо-сутки отопительного периода ГСОП, 0С·сут по формуле (5.2) СП 50.13330.2012
ГСОП=(20-(-7.9))223=6221.7 °С·сут
По формуле в таблице 3 СП 50.13330.2012 определяем базовое значение требуемого сопротивления теплопередачи Roтр (м2·°С/Вт).
Roнорм=0.00035·6221.7+1.4=3.58м2°С/Вт
Приведенное сопротивление теплопередаче R0пр, (м2°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004:
R0пр=1.31·0.92=1.21м2·°С/Вт
Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R0пр меньше требуемого R0норм (1.21<3.58) следовательно представленная ограждающая конструкция не соответствует требованиям по теплопередаче
Произведем теплотехнический расчет после дополнительного утепления наружных стен.
Рисунок 6. Конструкция стены после утепления
1.Раствор цементно-песчаный, толщина δ1=0.03м, коэффициент теплопроводности λА1=0.76Вт/(м°С)
2.Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486, ГОСТ 9463), толщина δ2=0.15м, коэффициент теплопроводности λА2=0.14Вт/(м°С)
3.Раствор цементно-песчаный, толщина δ3=0.03м, коэффициент теплопроводности λА3=0.76Вт/(м°С)
4.ТЕХНОНИКОЛЬ БАЗАЛИТ ПТ-150, толщина δ4=0.1м, коэффициент теплопроводности λА4=0.043Вт/(м°С)
Приведенное сопротивление теплопередаче R0пр, (м2°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004:
R0пр=3.63·0.92=3.34м2·°С/Вт
Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R0пр меньше требуемого R0норм (3.34<3.58) следовательно представленная ограждающая конструкция не соответствует требованиям по теплопередаче. Однако вследствие утепления произошло увеличение сопротивления теплопередаче в 2,7 раз! Таким образом, делая поправку на теплопотери через окна, двери, фундаменты и перекрытие мы получаем экономию на отоплении в 2 раза.
Теперь произведем приближенный расчет экономической эффективности (окупаемости) дополнительного утепления. Для примера возьмем дом площадью 100 м2 (10х10 м). В таком случае площадь наружных стен составляет 120 м2 (при высоте стен 3 метра без учета оконных и дверных проемов).
Затраты на отопление примем твердым топливом примем 4000 рублей в месяц (включена стоимости дров, угля и их доставки). Длительность отопительного периода примем 7 месяцев. Таким образом за отопительный период расходы на отопление составляют 28 тысяч рублей.
Подсчитаем затраты на утепление наружных стен. При подсчете не будем учитывать стоимость наружной отделки, так как стоимость отделочных материалов существенно отличается.
Средняя стоимость минераловатного утеплителя по г. Абакан составляет 3 тысячи рублей за 1м3. Объем требуемой теплоизоляции составляет 12 м3. Стоимость утепления стен дома с учетом выполнения работ бригадой строителей с учетом сопутствующих материалов составит около 60 тысяч рублей.
Рассчитаем период окупаемости дополнительного утепления. Так как после утепления стен затраты на отопление уменьшатся в 2 раза, то за отопительный период расходы на отопление составляют 14 тысяч рублей. Получается экономия 14 тысяч рублей в год. Таким образом, с учетом подорожания твердого топлива период окупаемости дополнительного утепления составит 60/14= 4,28 лет, то есть 5 лет. При сроке службы утеплителя в 20-30 лет довольно неплохой показатель. В дальнейшем экономия может составить до 350 тысяч рублей.
Помимо дополнительной экономии средств, не стоит забывать и о снижении выбросов в атмосферу которые в свою очередь снизятся более чем в 2 раза.
References
1. Федеральный Закон от 23 ноября 2009г. №261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» // Российская газета, 2009г., 27 ноября.2. Долгосрочная республиканская целевая программа «Энергосбережение и повышение энергоэффективности в Республике Хакасия на 2013 -2015 годы и на перспективу до 2020 года», и о признании утратившими силу некоторых Постановлений Правительства Республики Хакасия (с изменениями на 8 июня 2018 года), утвержденная постановлением Правительства Республики Хакасия от 11.12.2012 № 858.
3. Халимов О.З., К вопросу о типологии дефектов теплопотерь через ограждающие конструкции индивидуальных зданий / О.З. Халимов, Н.М. Халимова // Строительство и реконструкция. – 2017. - № 3(71). – С. 94-100.
4. СП 131.13330.2012. Строительная климатология : актуализированная версия СНиП 23-01-99*: Минрегион России. – 2012. – 113 c.
5. Горшков А.С., Повышение уровня теплоизоляции наружных стен малоэтажного дома / А.С. Горшков, П.А. Муравьев, А.В. Таракин // Энергосбережение. – 2016. - №8. – С. 30-34.
6. Керник А.Г., Сколько можно сэкономить на отоплении с помощью современного утеплителя? / А.Г. Керник, А.С. Горшков // Энергосбережение. – 2019. - №4. – С. 20-22.
7. Горшков А.С., Экономическая эффективность утепления стен каркасного дома / А.С. Горшков, А.Г. Керник, // Энергосбережение. – 2019. - №7. – С. 28-30.
8. Kaddour, A. Study of Natural Ventilation Parameters on Buildings Inner Air Temperature / A. Kaddour, S.M.A. Bekkouche // Indian Journal of Science and Technology. – 2017. – Vol. 10 (12). Pp. 1-5.
9. Гагарин, В. Г., О нормировании теплопотерь через оболочку здания / В.Г. Гагарин, В.В. Козлов // Строительные науки. Строительная теплофизика и энергосбережение. - 2010. - № 3. - С. 279–286.
10. Береговой, А.М. Оценка тепловых потерь при эксфильтрации воздуха через пористую структуру материала ограждения / А.М. Береговой, М.А. Дерина, В.А. Береговой, А.В. Мальцев // Региональная архитектура и строительство. - 2014. – №2. – С. 79-83.
11. Дерина, М.А. Повышение тепловой эффективности малоэтажных гражданских зданий: дис. канд.техн. наук: 03.10.16 / Дерина Мария Александровна. – Пенза, 2016. – 172 с.
12. СП 50.13330.2012. Свод правил. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. – М.: Минрегион России, 2012. – 96 с.
13. СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий [Электронный ресурс] : свод правил от 26.03.2004 N 23-101-2004. Применяется с 01.06.2004 взамен СП 23-101-2000.// Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации «Техэксперт». – Режим доступа: https://cntd.ru.ru.
14. Cheng Y., Nin J., Gao N. Thermal comfort models: A review and numerical investigation // Building and Environment. 2012. Vol. 47. Pp. 13-22.
15. Trenberth, K.E. Earth's global energy budget / K.E. Trenberth, J.T. Fasullo, J. Kiehl // Bulletin of the American Meteorological Society. – 2009. – Vol.90, №3. – Pp.311–323.
16. ГОСТ 26629-85 Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций [Электронный ресурс] : Неэквивалентен (NEQ) ISO 6781:1983. Применяется с 01.07.1986.// Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации «Техэксперт». – Режим доступа: https://cntd.ru.ru.