IIEnergoefektivitāteEnergoefektivitāte
CELTNIECĪBĀCELTNIECĪBĀ
Dr.paed. Anda ZeidmaneDr.paed. Anda ZeidmanePIC, Jelgava, LatvijaPIC, Jelgava, Latvija
19-20.08.200919-20.08.2009
EnergoefektivitāEnergoefektivitāte CELTNIECĪBĀte CELTNIECĪBĀ
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE
LEMENTI
1.1. Ēkas norobežojošā konstrukcija
1.2. Bioklimatiskās ēkas
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA
2.1. Apkure
2.2. Atdzesēšana – gaisa kondicionēšana
3.KARSTĀ ŪDENS IEGUVE
MĀJOKĻOS
4. APGAISMOJUMS 5. ELEKTROIERĪCES
6. SAULES BATERIJAS
1. 1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE ĒKU KONSTRUKTĪVIE EELELEMENTIMENTI
1.1. Ēkas norobežojošā konstrukcija
Ēkas apvalks, ko sauc par norobežojošo konstrukciju, kalpo kā starpnieks ar ārējo vidi:
-iegūstot siltumu no saules stariem
-atdodot iekšējo siltumu ventilācijas un neatbilstošas norobežojošās
konstrukcijas dēļ
Siltuma zudumi caur norobežojošām konstrukcijām
Siltuma zudumi caur norobežojošām konstrukcijām
Siltuma zudumi caur norobežo-
jošām konstrukcijām
Saules ieguvumi
Siltuma zudumi caur ventilāciju Iekšējie
ieguvumi
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE LEMENTI1.1. Ēkas norobežojošā
konstrukcija
dzeltenā krāsa - apzīmē siltākās daļas, violetā krāsa - apzīmē aukstākās vietas.
Visgaišākos punktos notiek siltuma
zudumi.
Infrasarkano staru kameras foto
Termogrāfisks ēkas attēls
Attēlā redzams, ka lielākie siltuma zudumi ir caur logiem un pie grīdas
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE LEMENTI1.1. Ēkas norobežojošā
konstrukcijaSILTUMA PĀRNESE
Lai saglabātu nepieciešamo mikroklimatu
- siltums vienmēr plūst no siltākas vietas uz vēsāku vietu
vasaraziema
ziemā pazaudētais siltums ir jākompensē apkures sistēmai
karstais gaiss vasarā jāatdzesē ar gaisa kondicionieri
Tādējādi mājokļos rodas lieli siltuma zudumi
Eiropas valstīs 70% no vidējā mājsaimniecību enerģijas patēriņa izlieto komfortablas temperatūras uzturēšanai mājokļos.
Parasti apkurei izmanto dabasgāzi un elektrību
Parasti visām atdzesēšanas iekārtām izmanto elektrību.
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE LEMENTI1.1. Ēkas norobežojošā
konstrukcijaSILTUMA PĀRNESES
VEIDI
enerģijas pārnese ar molekulu kustību
enerģiju pārnes šķidruma un gāzu
pārvietošanās
Siltuma vadīšana
Konvekcija Termiskais starojums
Ēkā siltums tiek vadīts galvenokārt caur sienām un logiem.
Daudzstāvu ēkās ar nepiemērotām šķērssienām - šī iemesla dēļ rodas spēcīgi siltuma zudumus nesoši caurvēji.
enerģijas pārvietošana ar
elektromagnētisko viļņu palīdzību Atšķirībā no citiem
enerģijas pārneses veidiem, starojuma izplatībai nav nepieciešams starpnieks
“Siltākas” molekulas (lielāka enerģija) atdod enerģiju “aukstākām” molekulām
Siltais gaiss paceļas un to aizvieto aukstais gaiss,
kas ieplūst no ārpuses
Starojums ēkās nokļūst caur stikla logiem un durvīm
bet, ja sienas ir slikti izolētas, starojums no ārpuses var sasildīt iekšpusi ar siltuma vadīšanas palīdzību.
Siltuma zudumi/ieguvumi ēkās
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE LEMENTI1.1. Ēkas norobežojošā
konstrukcija
* izolācijas materiālu izvēle
1.1.1. Siltumizolācija un celtniecības materiāli
* ēkas fasādes krāsa - ietekmē saules gaismas atstarošanu vai absorbēšanu
Siltumizolācijas materiāli – ir visi materiāli ar augstu pretestību pret siltuma plūsmu
Enerģijas zudumi ēkā ietekmē:
Siltumizolācijas materiālus var grupēt: * Augu valsts: korķis, kokšķiedra, lins, salmi
* Minerālie materiāli: stiklašķiedra, minerālvate, keramzīds, māla kleķis, putu stikls, utt.
* Sintētiskie materiāli: poliestēra, poliuritāna un fenola putas, PVC, utt
25%15%
10%
20%30%
Enerģijas zudumi ēkā
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE LEMENTI1.1. Ēkas norobežojošā
konstrukcija
Izolācijas materiālus vērtē pēc to termiskās pretestības - R
(jo augstāka pretestība, jo lielāka siltumizolācijas efektivitāte)
Dobie ķieģeļi
1.1.1. Siltumizolācija un celtniecības materiāli
Siltumizolācija kvalitāte ir atkarīga no materiāla, tā biezuma un blīvuma.
Par piemēru var izmantot salīdzinājumu starp 10 cm biezu siltumizolāciju un citiem celtniecības materiāliem.
10 cm siltumizolācija
dod tādus pašus siltuma zudumus kā40 cm koksne
60 cm dobie ķieģeļi95 cm pilnķieģeļi
710 cm dzelzbetons Pilnķieģeļi
Ja sienām bez logiem un durvīm siltumizolācijas biezumu divkāršo no 45mm līdz 90mm, var ietaupīt apmēram 30% enerģijas
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE LEMENTI1.1. Ēkas norobežojošā
konstrukcija1.1.2. Logi, stikla virsmas un durvis
Lielus logus jānovieto dienvidu pusē, lai dotu iespēju ziemas saulei sasildīt iekšējās telpas.
jāizvēlas logu un stikla virsmu
pareiza forma un izvietojums
jāizvēlas Energotaupīgi
logi (ar lielu pretestību siltuma plūsmai)
Lai samazinātu zudumus:
* tām ir nepieciešama siltumizolācija, galvenokārt apakšā, izmantojot
blīvgumiju * vecas durvis būtu jānomaina pret durvīm, kas izgatavotas no laba siltumizolācijas materiāla
(koka vai alumīnija, kas divās kārtās aizpildītas ar siltumizolācijas
putām vai plāksnēm u.c.).
Caur ārējām durvīm
Caur logiem
Vasarā, tieši pretēji, vajadzētu izmantot kādu loga apēnošanas elementu, piemēram, pareizu marķīzi vai dzegu.
Ziemeļu puses logiem jābūt mazāka izmēra, lai novērstu aukstumu no ziemeļiem.
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE LEMENTI1.1. Ēkas norobežojošā
konstrukcija- logus vērtē pēc siluma pārneses koeficienta - U
Logu vērtējums
Viens stiklsAlumīnija rāmis
Divi stikliKoka rāmis
Divi stikliKoka rāmisGāzes pildījums
Divi stikliKoka rāmisGāzes pildījumsDivas kārtas poliestera
plēves
Logu vērtējums: dažādu logu veidu U vērtības
Pakešlogiem U vērtība ir 0,2 vai mazāka,
kur R -termiskā pretestība
RU 1~
jo zemāka ir U vērtība, jo lielāka ir loga energotaupība
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE LEMENTI
1.2. Bioklimatiskās ēkas“Bioklimatisko ēku projekts” paredz pielāgot ēku konkrētiem
klimatiskajiem apstākļiem un iegūt vislielāko komfortu ar minimālu papildus enerģijas avotu izmantošanu.
Bioklimatisko elementu klasifikācija
-uztveršana notiek maksimāli izmantojot projektēšanas iespējas, neizmantojot vai gandrīz nemaz neizmantojot ierīču palīdzību.
-enerģiju uztver mehāniskas vai elektriskas ierīces:
Saules kolektori
Saules baterijas (fotolektriskie
paneļi)
Tiešie saules ieguvumi
Netiešie saules ieguvumi
Siltumizolācijas sistēmas
Termosienas, ar iepriekš sasildītu
gaisuTroba sienas
Masas sienas Kolektori
Saule ir galvenais enerģijas avots bioklimatiskajā projektā
Aktīvie elementi Pasīvie elementi
Jumta logi
ātriji
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE LEMENTI
1.2. Bioklimatiskās ēkas
Saule vasarā
Saules baterijas ūdens sildīšanai (aktīvi)
Solārie paneļi(aktīvi)
Saule ziemā
Termiskā izolācija
Karnīze(pasīva)
Dubultpakešu logi (orientēti uz dienvidiem)
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE LEMENTI1.2. Bioklimatiskās ēkas
Tiešo saules enerģiju iegūst no stiklotas virsmas dienvidu pusē, kas absorbē saules siltumu telpā, kuru veido iekšējā siena un stiklotā virsma..
Pasīva saules enerģijas uztveres darbība
Tiešie saules ieguvumi
Termosienas
Pasīvie elementi
-tā ir speciāla siena kas sastāv no materiāliem, kas absorbē un uzglabā saules siltumu un pēc tam naktī to izmanto apsildīšanai.
tādējādi var sasniegt pat 27°C temperatūru
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE LEMENTI
- termomasa (iekšējā siena) starp sauli un apsildāmo telpu.
Tromba sienu darbības principi
Netiešie saules ieguvumi
Troba sienas
Pasīvie elementi
Augstu temperatūru iegūst lēnām un arī lēnām zaudē, jo notiek temperatūras aizture no sešām līdz astoņām stundām
1.2. Bioklimatiskās ēkas
1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE LEMENTISecinājumi
*Ēkas projektam, norobežojošo konstrukciju materiāliem, logiem un durvīm ir izšķiroša nozīme komfortablu dzīves apstākļu radīšanai ēkā.
Tā kā lielākā daļa enerģijas patēriņu izraisa apkure un atdzesēšana
(vairāk kā 50%) un ņemot vērā ēkas ilgo mūžu, šiem jautājumiem jāpievērš liela vērība, lai pēc iespējas samazinātu
izmaksas.
* Laba siltumizolācija var samazināt siltuma pārnesi caur sienām, jumtiem, logiem u.c.,
tās galvenie plusi ir: taupa enerģiju un palielina komfortu
* Ēkas norobežojošo konstrukciju vājākais punkts ir logi, stikla virsmas un durvis
Tie izraisa 1/3 daļu no mājas siltuma zuduma ziemā un vēsuma zuduma vasarā
* Ikvienā ēkā var ietaupīt līdz pat 60% enerģijas bez papildus izdevumiem, nemainot projekta estētisko izskatu
2. KLIMATA2. KLIMATA AIZSARDZĪBAAIZSARDZĪBA
Temperatūras komforta pamatkritēriji
-ir stāvoklis, kad tiek saglabāts termolīdzsvars starp cilvēku un vidi.
Temperatūras komfortsĪstermiņā, atrodoties nepiemērotā telpā, cilvēki diskomfortu nejūt
atšķirību starp izstaroto un uzņemto siltumu līdzsvaro iekšējā termoregulācija.
(saistīti ar vecumu, veselības stāvokli, barību, cilvēka aktivitāti)
apkārtējās vides temperatūra
gaisa pārvietošanās ātrums
mitrums
2. KLIMATA AIZSARDZĪBALokālais temperatūras
diskomforts1. Lokāla ķermeņa atdzišana caurvēju rezultātā.
2. Starojuma asimetrijas problēma - siltuma starojuma izraisīta ķermeņa daļu atdzišana vai sakaršana.
3. Aukstas pēdas un karsta galva vienlaicīgi. To
izraisa lielas gaisa temperatūras atšķirības
4. Karstas vai aukstas pēdas, ko izraisa nepatīkama grīdas temperatūra
Istaba
Gaisa temperatūra
(°C)
Gaisa maiņas intensitāte (h-
1)
Gaisa daudzums(m3 . h-1)
Apdzīvota istaba 18-22 3 3 uz virsmasVirtuve 15 Gāze 3 150Virtuves stūris Elektrība 3 100Vannas istaba 24 - 60Vannas istaba ar tualeti 24 - 60Šaura tualete 16 - 25Tualete ar izlietni 18 0,5 -Istaba - drēbju skapis 18 1 -Pieliekamais 15 1 -Halle, kāpnes 10-15
2.1. Apkure 2.1.1. Apkures
sistēmas
Karstais ūdens
grupē pēc to
2.1.2. Siltuma nesēja veids
Siltais gaiss
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA
Siltuma nesēja veida
Avota atrašanās
vietas
Avota
Siltuma nesēja
temperatūrasSildelementa
veida
2.1. Apkure
Fosilie kurināmie
* sadegšanas efektivitāte
samērā zema
2.1.2. Energoresursi
akmeņogles
Elektriskā enerģija
Atjaunojamie resursi
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA
brūnogles
gāzekokoglesVisērtākā pēc tās: - iebūvēšanas,
- apkalpošanas, -temperatūras komforta un atdeves-ērtās pieejamības
III Saules enerģija
II Siltuma sūkņi
I Biomasa
* nav atjaunojami un to daudzums uz Zemes ir
ierobežots
* augsts izmešu daudzums
2.1. Apkure
- ir organiska viela
Atjaunojamie resursi
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA
Ražošanā izmanto dažādas tehnoloģijas
I Biomasa
koksne vai kokapstrādes atlikumi
atkritumiem, kas bioloģiski sadalās (piemēram, kūtsmēsli, kanalizācijas ūdeņi)
salmi, graudi un citi lauksaimniecības pārpalikumi
Sausais process Slapjais process
Mehānisks process
- ir elektriska ierīce, kas pārveido dabisko zemo siltuma temperatūru no ūdens, augsnes vai gaisa siltumā ar augstāku temperatūru, kuru tad izmanto apsildīšanai
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA
II Siltuma sūkņi
Elektrība
Ieejošais siltums
Ieejošais siltums
Motors
Iztvaikotājs KondensatorsIztvaikošanas ventils
2.Saspiešana
4.Izplešanās
3.Kondensēšanās1.Iztvaikošana
Kompresors
Siltuma koeficients :
1elektr
izej
WQ
~ 2,5–5
-efektīvs, kad ir liela temperatūras
atšķirība starp vidēm-tas izmanto 60-70 % dabiskās
enerģijas- neveido nekādus izmešus
2.1. ApkureAtjaunojamie resursi
Zemu potenciālu enerģijas avoti siltuma sūkņiem
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA
II Siltuma sūkņi
1. Ūdens-var lietot gan pazemes,
gan virszemes ūdeni
Prasības: – tam jābūt tīram, - ar temperatūru ne zemāku par +8 °C - ūdens rezervēm jābūt pietiekamām
Pazemes ūdens lietošanas gadījumā jāizurbj divi urbumi – ūdens izsūknēšanai, – ūdens atgrūšanai atpakaļ
2.1. ApkureAtjaunojamie resursi
Zemu potenciālu enerģijas avoti siltuma sūkņiem
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA
II Siltuma sūkņi
2.Ģeotermālā enerģija
Augsnes siltumu var izmantot ar absorbējošās caurules palīdzību
Siltumu iegūst netieši –
Absorbējoša plastmasas caurule tiek vertikāli ievietota akās vai horizontāli virszemes kolektorā.
Iegūto siltuma daudzumu regulē ar caurules garumu
starp tvaicētāju un augsni jābūt nesējam, parasti tā ir dzesēšanas ierīce
2.1. ApkureAtjaunojamie resursi
Zemu potenciālu enerģijas avoti siltuma sūkņiem
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA
II Siltuma sūkņi
3. GaissĀrējais gaiss, kas satur zema potenciāla siltumu, plūst caur tvaicētāju. - tas ir viegli pieejams, - neierobežotā daudzumā - neietekmē ārējo vidi,
jo siltums, ko iegūst no gaisa, atgriežas atpakaļ tāpēc, ka ēkas
norobežojošās konstrukcijas zaudē siltumu.
Tā kā ārējā gaisa temperatūra mainās, iegūtais siltuma daudzums arī mainās
2.1. ApkureAtjaunojamie resursi
Saules kodolā ļoti augstā temperatūrā, notiek kodoltermiskās reakcijas:
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA
III Saules enerģija
MeVnHeHH 6,1710
42
31
21
Tiešais starojums
Izkliedētais starojums
Atstarošanās
Atstarotais starojums
AbsorbcijaDifūzija
Atmosfēras rob eža
2.1. ApkureAtjaunojamie resursi
Tikai sīka daļiņa izstarotās enerģijas trāpa Zemi
Galvenie Saules enerģijas izmantošanas veidi:
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA
III Saules enerģija
2.1. ApkureAtjaunojamie resursi
* Pasīvais siltums: tas ir dabiski izstarotais saules siltums. To galvenokārt izmanto ēkās, kur nav nepieciešama papildus apsildīšana. * Saules termālā enerģija: mēs lietojam saules siltumu, lai piegādātu karstu ūdeni mājokļiem, peldbaseiniem, vai apkures sistēmām
* Fotoelektriskā enerģija: Saules enerģijas tieša pārveidošana elektrībā, lai darbinātu elektroierīces un apgaismojumu. Saules baterijām nepieciešama dienas gaisma – nevis tiešie saules stari, lai saražotu elektrību.
2.1. Apkure
Sekciju radiatori
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA
2.1.3. Sildķermeņi
1.Radiatori
2. Konvektori 3. Apsildāmās
grīdas
4. Apsildāmās sienas
1.Radiatori Cauruļu tipa
radiatoruPlākšņveida radiatori
2.1. Apkure
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA2.1.4.
Sildķermeņi
Radiators pie loga
2. Konvektori -vada siltumu ar konvekcijas palīdzību
A – grīdas konvektors, B – grīdas apsildīšanas intensīvā zona, C – apsildāmās grīdas
Tas sastāv no siltuma apmaiņas ierīces un apvalka, kam augšpusē ir restītes. Tas ir novietojams pie sienas, iebūvējams pie pamatiem vai grīdā.
2.1. Apkure
- plašs sildķermeņu tīkls
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA
- sistēma ir līdzīga apsildāmajām grīdām
2.1.4. Sildķermeņi
3. Apsildāmās grīdas
4. Apsildāmās sienas
Ir divi apsildāmo grīdu veidi: - karstā ūdens
- elektriski apsildāmās•nepieciešama zemāka temperatūra, lai uzturētu temperatūras komfortu telpās,
Priekšrocības : -veido ideālu klimatu,
- ir elastīgi izmantojama projektēšanā - sniedz dažādus risinājumus vecu māju
apsildīšanai izmaksas ir
dārgākas
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA2.2. Atdzesēšana – gaisa
kondicionēšana
Gaisa kondicionieris
Izmanto “dzesējošu vielu” , kas pie pie zemas temperatūras pārveidojas no šķidras vielas gāzveida
siltums tiek absorbēts mājas iekšējā daļā, tad atdzesēts un transportēts uz ārpusi
Kondensators
Kompresors
Iztvaikotājs
Ventils
Siltā zona
Strāva
Aukstā zona
Qizej
Qieejošā
2.2. Atdzesēšana – gaisa kondicionēšanaKomfortabla
temperatūraJāņem vērā vesela virkne dažādu faktoru, kas nosaka, kad cilvēki jūtas komfortabli:
- gaisa temperatūra- mitrums un - gaisa kustība u.c
Energoefektivitātes uzlīme
Jo augstāks ir EER, jo efektīvāks ir gaisa kondicionieris.
-informē par konkrētās ierīces enerģijas patēriņu. A - apzīmē vislabāko kvalitāti, kas ir plaši pieejama,G - apzīmē vissliktāko
apzīmē ar EER Enerģijas Efektivitātes rādītāju
2. KLIMATA AIZSARDZĪBA2.2. Atdzesēšana – gaisa
kondicionēšanaEnergoefektivitāt
eEER
A 3.20 < EERB 3.20 ≥ EER > 3.00C 3.00 ≥ EER > 2.80D 2.80 ≥ EER > 2.60E 2.60 ≥ EER > 2.40F 2.40 ≥ EER > 2.20G 2.20 ≥ EER
Energy Efficiency Scale
Enerģijas efektivitātes skala
energijaPateretasiltumssAizvaditaiEER
2. KLIMATA AIZSARDZĪBASecinājumi
* Temperatūras komforts ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas nodrošina cilvēkam optimālu iekšējo vidi.
* Vislabākais veids, kā nodrošināt temperatūras komfortu, nepalielinot enerģijas patēriņu, ir izpildīt ieteikumus – nepārkurināt un pārāk stipri neatdzesēt telpas.
* Ir vairāki siltuma avoti un to kombinācijas. Svarīgi ir izvēlēties optimālu kombināciju un pareizu regulēšanu.
* Energoefektīvi ir atjaunojamie resursi – saules enerģija, biomasa un siltumsūkņi.
* Daudzos siltākos Eiropas reģionos gaisa kondicionieri palielina elektrības izmaksas rūpnieciskās ražošanas ēkās, viesnīcās, slimnīcās, valsts iestādēs, skolās u.c.
2. KLIMATA AIZSARDZĪBASecinājumi -2
* Dzesēšanas un gaisa kondicionēšanas iekārtas funkcija ir transportēt siltumu no viena punkta uz otru ar noteiktu spēku, t.i., izmantojot elektrību. Siltums tiek absorbēts no mājas iekšienes, atdzesēts un transportēts uz ārpusi, kur tas izplūst.
* Gaisa kondicioniera darba temperatūrai vasarā jābūt starp 23ºC un 25ºC (otrais variants ir vislabākais). Katrs grāds zem komforta līmeņa patērē 8% vairāk enerģijas.
* Daudzos gadījumos ventilators radīs līdzīgu komfortablu temperatūras izjūtu kā gaisa kondicionieris. Ventilators izraisa temperatūras sajūtu par 3 °C līdz 5 °C zemāku par patieso temperatūra un samazina elektrības patēriņu
Top Related