​По моему глубокому убеждению, настоящий технический прогресс – это когда минимальными затратами добиваются максимальных результатов. Не путем каких-то запредельно сложных и дорогостоящих технических устройств, а путем очень вдумчивого использования знаний.

Можно сказать, с помощью несложных хитростей. Как показывает исторический опыт, поступательному развитию способствуют как раз те решения, которые предельно оптимизируют наши расходы.

К домостроению, а точнее, к организации жизни в собственном доме, сказанное относится в первую очередь. В Сибири издержки на отопление жилья значатся на первом месте. Поэтому, когда мы говорим о том, каким должен быть дом будущего для сибиряков, экономия на топливе неизменно выходит на первый план. И вот тут-то и возникает самое настоящее «технологическое распутье». Как экономить на топливе в наших условиях лучше всего? Какие решения окажутся, в конечном итоге, прогрессивными (а значит – жизнеспособными), а какие - хороши лишь для того, чтобы их демонстрировать на выставках.

К сожалению, я вынужден констатировать один печальный факт: несмотря на то, что за последние десять лет у нас со всех трибун вещают об энергоэффективности, это практически никак не отразилось на жизни владельцев индивидуальных домов. В том смысле, что люди продолжают строить и решать вопрос с отоплением так, будто упомянутая тема прошла мимо них стороной. Хотя при этом на выставках постоянно показывают соответствующее оборудование – тепловые насосы, теплообменники, солнечные коллекторы и тому подобное.

Однако, в силу того, что акцент здесь делается на самих технических устройствах, на заднем плане остаются базовые принципы, в целом определяющие грамотный подход к экономии ресурсов. Без этих принципов дорогостоящее оборудование будет идти лишь в «довесок» к жилищу, спроектированному без всякой мысли об эффективном использовании энергии. Иначе говоря, упомянутые базовые принципы должны лежать в основе проектирования жилья. Однако на практике они по сию пору игнорируются как проектировщиками, так и самими жильцами.

В Институте теплофизики СО РАН регулярно проводятся конференции, посвященные вопросам современного малоэтажного строительства. Именно там обсуждаются упомянутые базовые принципы, соблюдение которых способно вывести наше домостроение на новый уровень. Возьмем, к примеру, ориентацию жилища по сторонам света. Многие из нас не придают этому обстоятельству серьезного значения, а ведь на самом деле решение задачи надо начинать не с вопроса о том, какой «девайс» смонтировать в доме, а с того, как расположить этот дом на участке и как организовать всё поселение в целом. Почему это важно?

Как объясняют специалисты в области теплофизики, характер застройки (а равно и характер организации строений на отдельно взятом участке) может частично скорректировать исходные климатические показатели – как в сторону улучшения, так и в сторону ухудшения. Иначе говоря, если проектировщики проигнорируют базовые принципы, они могут спроектировать поселение так, что в нем будет холоднее, чем в открытом поле. Расчеты показали, что неграмотная хаотичная застройка способна увеличить скорость ветрового потока в полтора-два раза в сравнении с полевыми условиями. Тогда случится так, что зимой - при средней скорости ветра 10 м/с -  вы получите на уровне движения пешеходов ветер в 20 м/с.  Но, с другой стороны, при грамотном подходе скорость холодного ветра можно снизить до одного метра в секунду!

То есть, соблюдая некие элементарные правила, мы уже добиваемся повышения энергоэффективности, не прибегая ни к каким сложным устройствам. Для владельцев участков принципиальное значение имеет ориентация дома по солнцу и расположение надворных построек в соответствии с этим ориентиром. Согласно расчетам, благодаря использованию отраженного света можно вдвое повысить интенсивность инсоляционного прогрева у южных фасадов в зимний полдень. Фактически, за счет расположение построек, их формы и ориентации по сторонам света удается существенно улучшить микроклимат придомовой территории и, соответственно, внутреннего пространства. Такая планировка, естественно, должна охватывать все поселение в целом. Иначе говоря, необходимо за счет планировки отклонять ветер и полностью открывать застройку солнцу.

Как подчеркивают ученые, микроклимат двора прямо сказывается на микроклимате раскрытых во двор помещений. Чем лучше созданы внешние условия, тем выше эффект от внутренних работ. Опять же сошлемся на расчеты. Так, при аварийном отключении отопления в шлакоблочных домах температура воздуха в помещениях, обращенных на юг, в течение трех солнечных дней колебалась около отметки + 15 градусов Цельсия. Как указывают исследователи, этот эффект от солнечного прогрева обеспечивался идеальной ориентацией проемов, отсутствием затеняющих объектов в секторе раскрытия южных окон, а также массивными конструкциями самого дома. Фактически, южный фасад в зимнее время «работал» подобно солнечному коллектору. Надо ли говорить, что организация даже не очень сложных солнечных коллекторов при такой ориентации фасадов способна дать намного больший эффект.

Отметим, что еще в начале 1980-х недалеко от Новосибирска А. В. Чернышевым был построен экспериментальный дом, обогрев которого осуществлялся с помощью двух солнечных коллекторов, совмещенных с подземным грунтощебеночным тепловым аккумулятором. Это сооружение разрушило стереотипы о том, будто солнечная энергия может эффективно использоваться только в южных регионах страны. Как заметил по этому поводу сотрудник ИТ СО РАН Игорь Огородников, эксперты, проверявшие работу этой системы, по сантиметру «обшарили» все закоулки дома, пытаясь обнаружить какие-нибудь скрытые источники обогрева. Они не могли поверить, что в Сибири за счет солнца можно добиться такого эффекта.  В принципе, даже смонтировав солнечный коллектор на южном фасаде обычного дома, мы можем (как показывает опыт) сократить расход топлива минимум на 25 процентов. Такой эксперимент, кстати, был проведен в Кемеровской области в 2009 – 2010 годах. Хотя, как указывают специалисты, установка на зданиях традиционной архитектуры активных солнечных систем снижает их эффективность. Иными словами, «солнечные дома» необходимо проектировать специально, для чего, конечно же, стоило бы утвердить определенные нормативы и правила.  

На данный момент, учитывая несколько отстраненное участие государства от этой «солнечной темы», все изыскания в данном направлении ведутся благодаря творческому энтузиазму. В частности, специалисты ИТ СО РАН намерены продвигать эту тему среди жителей Ольхона, где сейчас проводится работа по защите Байкала от органических стоков. Мы уже писали о том, что воздушные солнечные коллекторы и солнечные концентраторы для нагрева воды были применены на нескольких турбазах Ольхона при строительстве биотуалетов. Этот опыт, по словам Игоря Огородникова, теперь решено расширить и применить к индивидуальным домам (напомню, что солнечных дней на острове очень много, чем просто грех не воспользоваться). Максимальный эффект (как было показано в экспериментальном доме Чернышева) дает соединение солнечного коллектора с массивным тепловым аккумулятором, расположенным в основании дома. В течение летнего периода, когда нет необходимости отапливать внутренние помещения, горячий воздух от коллектора прогоняется через грунт под домом. Соответственно, за сезон грунт хорошенько прогревается, и с наступлением холодов начинает отдавать тепло в дом.

Устройство тепловых аккумуляторов, подчеркивает Игорь Огородников, имеет принципиальное значение при повышении энергоэффективности сибирских домов. По сути, «запас» солнечного тепла на зиму должен стать такой же особенностью наших жилищ, как и запас обычного топлива. Причем, с технической точки зрения такая система особой сложности не представляет, и по силам любому «рукастому мужику». Главное, дать простым людям детально проработанные решения, а дальше процесс пойдет. И это – одна из важнейших задач, которую в силах решить наши ученые.

Олег Носков

Источники

Солнечный дом
Академгородок (academcity.org), 18/07/2019

Похожие новости

  • 06/09/2017

    В Новосибирске расмотрели альтернативы «мусорному» концессионеру

    ​Альтернативные предложения по сбору и утилизации отходов были рассмотрены в рамках "Городской ассамблеи" в Новосибирске. Местные разработчики предложили новые современные технологии переработки ТКО.
    1592
  • 29/11/2016

    Академический час для школьников

    30 ноября в 15.00 в малом зале Дома ученых СО РАН состоится лекция директора Института теплофизики  им.  С.С.  Кутателадзе  СО  РАН академика Сергея Владимировича Алексеенко  "Перспективы   использования   глубинного   тепла  Земли" — об альтернативных источниках энергетики.
    2730
  • 24/01/2018

    Академик Сергей Алексеенко: надо повышать эффективность использования и переработки органического сырья

    ​Будущее человечества — в развитии экологически чистых и эффективных технологий переработки органического сырья, использовании возобновляемых источников энергии. Насколько мировая, в том числе и сибирская, наука продвинулась вперед в этих вопросах? На этот и другие вопросы отвечает научный руководитель Института теплофизики СО РАН Сергей Владимирович Алексеенко.
    1027
  • 06/09/2017

    6 сентября исполнилось 100 лет со дня рождения академика Михаила Федоровича Жукова

    ​На рабфаке юный Михаил прочел научно-популярные книги Константина Эдуардовича Циолковского и отважился написать кумиру письмо – попросить совета, куда пойти учиться. Великий ученый посоветовал механико-математический факультет МГУ.
    1239
  • 27/09/2018

    «Академгородок 2.0»: в один МИК объединят пять центров исследований

    ​Ученые предлагают создать междисциплинарный исследовательский комплекс аэрогидродинамики, машиностроения и энергетики. Планируется, что он объединит пять современных исследовательских центров: аэродинамический; геофизической гидродинамики; перспективных энергетических технологий; высокоэнергетических технологий и новых материалов; физико-химических проблем горения и аэрозолей.
    1347
  • 03/10/2018

    Академик Сергей Алексеенко: Энергетика – фундамент развития экономики государств

    2 октября Сергей Алексеенко, лауреат премии «Глобальная энергия» - 2018, академик РАН, заведующий лабораторией «Проблем тепломассопереноса» Института теплофизики СО РАН, прочел лекцию в МИСиС о тенденциях и перспективах развития энергетики в контексте теплофизических задач.
    1139
  • 26/07/2015

    Академику Накорякову Владимиру Елиферьевичу - 80 лет!

    Владимир Елиферьевич Накоряков родился 26 июля 1935 года в городе Одесса. Окончил Томский политехнический институт. В 1982 - 1985 годах - ректор Новосибирского государственного университета. В 1985-1990 - заместитель председателя Сибирского Отделения РАН.
    1133
  • 09/09/2016

    Академику Багаеву Сергею Николаевичу исполняется 75 лет

    ​Сергей Николаевич Багаев родился 9 сентября 1941 г. в Новосибирске. Окончил Новосибирский государственный университет в 1964 г. С 1965 по 1978 г. - стажер-исследователь, младший научный сотрудник, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией Института физики полупроводников СО АН СССР.
    3395
  • 04/12/2018

    В новосибирском Академгородке внедрили инновационную систему освещения улиц

    "Установка новой системы наружного освещения в Академгородке - хороший пример эффективного применения разработок новосибирских инновационных компаний для городского хозяйства", - считает мэр Анатолий Локоть, который оценил преимущества нового светового оборудования в ходе выездного совещания.
    1412
  • 29/08/2018

    В Новосибирске собираются построить аэродинамическую трубу для изучения обледенения самолетов

    ​Аэродинамическую трубу для изучения процессов обледенения при взлете и посадке самолетов планируется построить в новосибирском Академгородке, сообщил агентству "Интерфакс-Сибирь" научный руководитель Института теоретической и прикладной механики им.
    1225