Альтернативные источники энергии
Регулярное использование стандартных источников энергии приводит к их постепенному истощению. Причина состоит в том, что данные ресурсы формировались на протяжении длительного времени, и быстрому восстановлению не подлежат. С учетом того, что они создавались стихийно на протяжении миллионов и миллиардов лет, человечество на их пополнение рассчитывать не может.
Поэтому сейчас за основу взяты энергосбережение и энергоэффективность, о чем можно почитать в нашей статье. В этих условиях актуальным становится вопрос использования альтернативных источников энергии, преимуществом которых является их самостоятельное возобновление.
Общее представление об альтернативной энергии
Под альтернативной энергией понимаются природные явления, характерная черта которых — их регенерация. Если к невозобновляемым ресурсам относятся нефть, уголь, газ, то альтернативные варианты гораздо шире. Это многие явления природы: солнечная энергия, сила ветра, приливы и отливы.
Альтернативные источники энергии имеют большое количество преимуществ, которые состоят в следующем:
- Экологичность. Недаром они еще носят название «зеленые». Если при сжигании угля или нефти идут большие выбросы в атмосферу, то в данном случае они отсутствуют, и не загрязняется атмосфера.
- Доступность. Нет необходимости в поиске месторождений, поскольку часто альтернативные виды энергии лежат на поверхности.
- Экономия. Используемая энергия имеет очень низкую себестоимость.
Если рассматривать недостатки, то тут следует отметить зависимость от погоды и невысокий коэффициент полезного действия использования энергии.
Солнечная энергия
Солнечное излучение — мощный энергетический ресурс Земли. Правильное его использование дает возможность вести преобразование солнечного потока в тепловую и электрическую энергию. Небесное светило имеет возможность не только покрывать светом нашу планету, но и при правильном использовании излучения обеспечивать электрические сети достаточным количеством энергии.
Использование солнечной энергии ведется следующими способами:
- Освещение. Это очень эффективно проявляется при уличном освещении. Установленные беспроводные светильники используют в качестве энергии солнечный свет. Для этого, сначала, происходит его преобразование в электричество, которое на протяжении дня накапливается в аккумуляторах. В ночное время происходит его отдача.
- Отопление. Чтобы отопить дом, на крыше устанавливаются специальные панели способные поглощать солнечные лучи. Затем происходит их преобразование в тепловую энергию, с помощью которой ведется нагрев котла. Подобные панели можно использовать также для выработки электрической энергии с целью освещения помещения. Такое оборудование обеспечивает высокую степень экономии.
- Приведение в движение транспорта. В данном случае используется наиболее инновационный вариант, основанный на выработке фотоэлектрической энергии. Как результат в движение приводятся поезда, автомобили, автобусы и даже самолеты.
- Для мобильных устройств. Очень удобным вариантом является использование солнечной энергии для зарядки мобильных портативных электронных аппаратов. Для этого в телефонах, планшетах или электронных книгах устанавливаются специальные батареи способные накапливать в себе солнечную энергию, что является большим удобством для их пользователей.
Солнечное изучение относится к очень дешевому источнику энергии, поэтому ее использование является инвестированием в будущее.
Ветроэнергетика
Ветры, дующие на нашей планете, выдают столько энергии, сколько не могут обеспечить более 100 протекающих рек. Захватываемый турбинами воздушный поток преобразовывается там сначала в механическую, а затем и электрическую энергию. В качестве основного оборудования используются ветрогенераторы, состоящие из генератора, лопастей и системы управления. Вращение лопастей осуществляется под давлением воздушного потока. Подаваемая на генератор механическая сила преобразуется в электрическую энергию.
Преимущества использования передвижения воздушных масс выражаются в следующим:
- Выработка экологически чистого источника энергии. Работающее оборудование совершенно не загрязняет окружающую атмосферу.
- Низкие расходы. После установки оборудование нуждается только в обслуживании, поскольку для его работы не требуется топливо.
- Неисчерпаемость ресурса. Ветры дуют с самого начала существования планеты и этот процесс никогда не заканчивается.
К некоторому недостатку можно отнести потребность быстрого перемещения воздушных масс. Чтобы генератор работал нормально, скорость ветра должна составлять порядка 12-25 м/с и это является основным условием эффективности функционирования оборудования.
Гидроэнергетика
Движение воды обладает огромным ресурсом. Особенно это касается рек, где присутствует сильное течение. Чтобы использовать такую энергию, строятся гидроэлектростанции, в состав которых входят следующие компоненты:
- Дамба. Это земляное или каменное перекрытие, сдерживающее напор воды.
- Водозабор. Установленное на дамбе сооружение для отбора из водохранилища жидкости.
- Турбина. Механизм, вращающийся под напором воды и передающий механическую энергию на генератор.
- Генератор. Основной агрегат, производящий электрическую энергию.
Преимущества функционирования ГЭС состоят в следующем:
- Высокая экономическая эффективность и производительность. ГЭС работает без высоких эксплуатационных затрат.
- Надежность. Выражается это в способности работы ГЭС на протяжении многих десятков лет вне зависимости от изменений погоды.
- Чистота производства. При выработке энергии совершенно не загрязняется атмосфера.
- Управляемость. В случае необходимости всегда есть возможность сократить выработку электроэнергии при уменьшении на нее спроса.
Строительство ГЭС относится к сложному и дорогому процессу, но вырабатываемая электроэнергия имеет небольшую цену.
Энергия волн
Энергия волн также относится к неисчерпаемому источнику энергии, потому что их движение происходит постоянно. Волнообразование возникает под влиянием солнечных лучей, которые нагревают водную гладь, вызывая этим волнение поверхности. В дополнение к этому на величину волн влияют порывы ветра.
Для использования такого источника энергии применяются специальные установки. В состав конструкции входят камеры, нижней частью погруженные в воду, а удержание их на поверхности происходит за счет наличия поплавков, наполненных искусственным атоллом. Это буй-генератор, позволяющий аккумулировать энергию морских волн и вести дальнейшую их передачу на станцию, где она преобразовывается в электричество.
Преимущества такого оборудования выражаются в следующем:
- Монтаж конструкции возможен прямо на мостовых опорах, которые воспринимают на себя удары волн.
- Высокая эффективность. При достаточном волнении моря она выше, чем у ветрогенераторов.
Присутствие такой установки также позволяет заменить монтаж волногасителей, поскольку они представляют собой надежную преграду от движущихся валов.
Приливы
Под воздействием гравитационных сил планет и в первую очередь Луны уровень моря постоянно изменяет свое положение. Это выражается в формировании приливов и отливов, что влечет за собой появление течений, которые используются для генерации энергии. Обычно такие явления больше преобладают в прибрежных районах, поскольку там течение обладает особой силой. Именно поэтому монтаж установок ведется вдоль береговой линии. Используемое оборудование бывают 3 типов:
- Приливные турбины. Такие агрегаты представляют собой подводные мельницы. Расположенные в них турбины вращают водные потоки, а затем механическая энергия передается на генератор для выработки электрического тока.
- Приливные заграждения. Это огромные строительные конструкции, внешне напоминающие ГЭС, но больших размеров, поскольку они должны полностью перекрыть лиман или залив. Принцип действия заключается в переливе воды через плотину во время прилива и пропуска ее сквозь открывающиеся створки с вращением турбин при отливе.
- Приливные лагуны. Такие конструкции представляют собой также приливные заграждения, но меньших размеров. Фактически это электростанции, установленные на небольшой территории моря или океана.
Основным преимуществом такого возобновляемого источника энергии является его предсказуемость. Приливы и отливы будут происходить всегда, пока существует океан.
Гидротермальная энергия
На сегодняшний день геотермальная энергетика получила очень широкое распространение. Фактически данный метод открывает неограниченные возможности получения дешевого электричества. Его суть заключается в использовании тепловых источников, исходящих из недр Земли практически от самого ядра, раскаленного до температуры 3600⁰. Принцип добычи такого вида альтернативной энергии заключается в бурении скважин, через которые прорывается на поверхности тепло в виде пара, вращающего установленные турбины.
Отдельной разновидностью гидротермального источника является петротермальная энергетика, когда используется тепло сухих горных пород. Здесь за основу берутся такие данные как увеличение температурных показателей по мере отдаления от поверхности Земли. Это в среднем составляет 0,02° на метр. На отдельных участках местности при бурении скважин до 5 км температура может повыситься на 100°.
Петротермальные источники использовать намного удобнее, потому что они располагаются практически в любом месте. При этом гидротермальная энергия может быть найдена только в скрытых зонах вулканической деятельности. Это влечет за собой дополнительные трудности, связанные со сложностью доступа к источнику тепла.
При добыче гидротермальной энергии применяются следующие методы:
- Традиционный. Используется в тех случаях, когда по скважинному каналу к источнику тепла имеется прямой доступ.
- Фонтанный. За счет скопившегося в недрах земли пара излияние энергии происходит самостоятельно.
- С использованием насосных станций. Он применяется тогда, когда самостоятельный выход энергии отсутствует.
- Геоциркуляционный. Особенностью этого метода является то, что после отработки ресурса он обратно отправляется в недра Земли.
Большие запасы тепловой энергии, подаваемой на поверхность Земли, дают возможность экономить традиционное топливо, запасы которого с течением времени исчерпываются.
Биотопливо
Под биотопливом понимается биологическая масса, обработанная специальным термохимическим способом. В зависимости от своего агрегатного состояния оно бывает 3 типов:
- Твердое. Сюда относятся биотопливные брикеты. Это биоотходы, сырьем для которых является навоз или птичий помет. На основании разработанной технологии изготовление ведется путем просушки материала и дальнейшего его прессования. Другим вариантом твердого биотоплива являются гранулы, которые еще называются пеллетами. Для их производства используются отходы древесины в виде опилок, коры или щепы, а также может применяться солома.
- Жидкое. Сюда относятся такие вещества как биобутанол и биометанол, которые получаются из растительного сырья: хлопка, водорослей, рапса, сои. Полученное топливо используется для заправки двигателей.
- Газообразное. Это биогаз и биоводород. В первом случае сырьем выступают бытовые отходы, водоросли или трава. Биоводород получается путем проведения биотехнологических, биохимических или термохимических реакций.
Использование альтернативных источников энергии относится к настоятельной необходимости. Человечество с каждым годом потребляет все больше ресурсов, и этот процесс постоянно возрастает. Если сейчас не задуматься о будущем, то такое положение дел может закончиться катастрофой. Именно поэтому нужно переходить от классики до инноваций, о чем очень хорошо рассказывается в нашей работе.
Более трети россиян готовы сменить место жительства из-за шума
35% россиян считают высокую слышимость в квартире весомой причиной для переезда, выяснилось в ходе опроса[1], который провела компания ROCKWOOL Russia, производитель решений из каменной ваты. Какие звуки сильнее всего раздражают жителей многоквартирных домов и можно ли решить проблему без переезда?
Самыми надоедливыми источниками шума респонденты назвали уличный транспорт (22%), ремонтные работы (18%) и соседей (16%). Кроме того, россиян раздражают крики и топот чужих детей (8%), а также громкая музыка (5%).
«Чаще всего жители многоквартирных домов страдают от воздушных шумов (звуки музыки, речь, работающий телевизор). Они передаются из одного помещения в другое прямым путем, то есть через смежные стены и окна. Но нередко в квартирах приходится сталкиваться и с другими видами шума. Например, топот ног, падение тяжелых предметов ― это ударный шум, а ремонтные работы ― структурный. Особенность последнего в том, что он обычно распространяется косвенно - через несущие и конструктивные элементы здания. Именно поэтому вы можете слышать звук перфоратора, который работает через несколько пролетов от вашей квартиры. В зависимости от типа шума следует выбирать и способы защиты от него, но именно здесь большинство жильцов совершают ошибки», ― рассказывает Наталья Пахомова специалист по технической поддержке и обучению компании ROCKWOOL в России, производителя материалов для тепло- и шумоизоляции.
Так, чтобы избавиться от надоедливых звуков, 21% россиян используют мягкую мебель и ковры, 12% просто уходят в другую комнату, 10% пытаются как-то договориться с соседями, столько же перебивают неприятный шум музыкой. 5% и вовсе используют беруши.
«Мебель и ковры действительно являются звукопоглотителями и хорошо справляются с эхом в помещении, но их способность к снижению уровня шума очень мала. В том числе и потому, что ни ковры, ни мебель обычно не могут закрыть собой все пространство стены. Кроме того, такой способ спасает скорее от шума внутри квартиры, а не от наружного. Например, если постелить толстый ковер на пол, топот ног в этой комнате будет тише, но это не избавит вас от громкой музыки соседей снизу. Самый надежный способ решить проблему ― полноценная шумоизоляция специальными материалами, например, плитами из каменной ваты. Они обеспечивают снижение уровня воздушного шума на 43-62 дБ, что сопоставимо с шумом городского транспорта или громким детским плачем», ― объясняет Наталья Пахомова.
При этом полной шумоизоляцией квартиры (когда защищены все стены, пол и потолок) могут похвастать только 5% участников опроса. Еще у 36% шумоизоляция выполнена частично. По словам эксперта ROCKWOOL, такой вариант может обернуться пустой тратой денег. Дело в том, что проводником звука выступают абсолютно все поверхности в квартире. Кроме того, шум прекрасно проникает сквозь отверстия под розетки и коммуникации.
«Часто жильцы небольших квартир отказываются от полной звукоизоляции, так как боятся существенно сократить пространство из-за толщины материалов. Но и в такой ситуации есть выход: на рынке уже не один год существуют звукопоглощающие плиты толщиной всего 27 мм. Они не только защитят от шума, но и не “съедят” полезную площадь. К примеру, в линейке звукоизоляционных решений ROCKWOOL это плиты из каменной ваты Акустик УЛЬТРАТОНКИЙ: по эффективности они сопоставимы с традиционными звукопоглощающими наполнителями, которые почти в два раза толще. Проникающий шум снижается на 57 дБ», ― рассказывает Наталья.
Некоторые отказываются от звукоизоляции, чтобы удешевить ремонт квартиры. Однако цена вопроса не так высока, как может показаться. Например, для шумоизоляции стены площадью 20 квадратных метров плитами Акустик УЛЬТРАТОНКИЙ потребуется до 20 тысяч рублей. Это стоимость полного комплекта системы, в которую включены не только самая тонкая звукоизоляция из каменной ваты толщиной 27 мм, но и все системные компоненты, такие как гипсокартон, подвесы, профили и многое другое. Сделать точный расчет звукоизоляции для проекта можно при помощи специального бесплатного калькулятора, разработанного специалистами компании ROCKWOOL: он учитывает множество факторов и предлагает расчеты для стены и потолка, а также демонстрирует акустический эффект от установленной конструкции.
Важность акустического комфорта в современном мире сложно переоценить. Не случайно недавно Минстрой РФ усовершенствовал свод правил по защите от шума в жилых домах: акцент сделан на более эффективную звукоизоляцию перекрытий между этажей и изоляцию ударного шума с помощью современных материалов. Возможно, в будущем даже квартиры эконом-класса будут радовать полной тишиной, но пока дело лучше взять в свои руки. Ведь даже переезд в более комфортное жилье не гарантирует защиту от раздражающих звуков.
[1] Опрос проводился компанией ROCKWOOL 4-15 июля 2022 года, участие приняли 1437 человек, проживающих в многоквартирных домах
Эффективность однослойных кровель — быстро и надежно
В современных реалиях экономичность при выборе материалов выходит на первый план. В то же время крыша должна быть надежной и долговечной, чтобы оправдать вложения. «Ответом» на данный запрос стало решение с применением однослойной битумно-полимерной мембраны с механическим креплением. Расскажем, почему это кровельное решение становится популярным у строителей.
Какие материалы можно применять в один слой
При устройстве кровли на быстровозводимых зданиях очень важна доступность материалов и, конечно, надежность покрытия. Однослойная гидроизоляция становится оптимальным решением такой задачи.
Согласно СП 17.13330.2017 Кровли, в один слой можно применять битумно-полимерный кровельный материал, закрепляемый механическим способом, толщиной не менее 5 мм с относительным удлинением не менее 30%, прочностью вдоль/поперек полотна не менее 900/700 (Н/5 см) по ГОСТ 31899-1 и сопротивлением раздиру стержнем гвоздя не менее 240 Н по ГОСТ 31898-1.
Специалисты компании ТЕХНОНИКОЛЬ создали материал, который полностью соответствует данным требованиям, — ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1.
Готовность к нагрузкам
Кровельные рулонные битумосодержащие материалы должны соответствовать ГОСТ 32805-2014. По этому стандарту, для однослойных кровельных материалов дополнительно нужно определять сопротивление статическому (ГОСТ 31897) и динамическому (ГОСТ EN 12730) продавливанию. Это очень важно, потому что при эксплуатации в кровельных системах материалы могут подвергаться механическому воздействию двух типов — долговременным статическим нагрузкам или кратковременным динамическим нагрузкам. Данные значения могут стать ключевыми при сравнении с другими типами гидроизоляционных материалов.
Таблица с характеристиками ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1
На долгие годы
Подбирая материал для устройства кровли, любой застройщик хочет не просто защитить здание от атмосферных осадков, а сделать так, чтобы она прослужила много лет без ремонта. Чтобы оценить возможности однослойной мембраны, компания ТЕХНОНИКОЛЬ провела испытания в ЦНИИПромзданий по методике определения потенциального срока службы битуминозных рулонных и мастичных кровельных материалов. Для этого в лабораторных условиях создаются циклические воздействия атмосферных факторов (ультрафиолетовых лучей, тепла, воды и мороза) и определяются изменения показателей материала. Согласно заключению ЦНИИПромзданий, потенциально возможный срок службы ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1 на крыше может достигать 35–40 лет.
«Не унесенные ветром»
Чтобы кровля «не улетела», важно правильно рассчитать необходимое количество крепежа. Выяснить, какую нагрузку способен выдержать материал вместе с крепежом, специалистам ТЕХНОНИКОЛЬ помогли испытания в Швеции по методикам EN-16002:2010 и ETAG 006:2000. Полученные данные были включены в расчет, который размещен на сайте https://nav.tn.ru/calculators/roof-load/. Также расчет можно заказать через Проектно-расчетный центр ТЕХНОНИКОЛЬ (https://nav.tn.ru/services/proektno-raschetnyy-tsentr/).
Эффективное комбо
При укладке кровли по теплоизоляционным плитам выбор материалов для утеплителя зависит от того, каким образом будет эксплуатироваться крыша, от требований СП 17.13330.2017 Кровли и пожарной безопасности конструкции.
Для обеспечения класса пожарной опасности конструкции К0 в кровельных решениях по профилированному настилу предусмотрено применение плит из негорючей каменной ваты.
Прочность и возможное сочетание теплоизоляционных плит, согласно СП 17.13330.2017 Кровли, зависит от интенсивности пешеходной нагрузки (динамичная точечная многократно повторяющаяся нагрузка, действующая на неэксплуатируемую кровлю, например, при сезонных осмотрах кровли, текущем обслуживании оборудования на крыше, снегоудалении, ремонте крыши и т. п.).
Если рассматривать варианты с высокой нагрузкой, связанной с эксплуатацией крыши, и применением плит из каменной ваты с прочностью на сжатие не менее 40 кПа (ТЕХНОРУФ Н ПРОФ или ТЕХНОРУФ Н ОПТИМА), то выигрывают комбинированные решения: на слой минераловатного утеплителя укладываются плиты из экструзионного пенополистирола (XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF) или пенополиизоцианурата (LOGICPIR PROF). Данное сочетание возможно применять на крышах торговых центров, производственных и складских комплексов, спортивных центров и других общественных зданий.
Пару — отпор
Кровельная конструкция должна быть защищена от влагонакопления. Это может случиться из-за неправильного выбора материала для пароизоляционного слоя или ошибок при монтаже. Теплоизоляционные плиты постепенно начнут промерзать и потеряют свои свойства, что приведет к разрушению всей кровельной системы и необходимости масштабного ремонта.
Полимерные пароизоляционные пленки не всегда способны обеспечить герметичность пароизоляционного слоя. Тем более если речь идет о кровельных системах с механической фиксацией: через образованные отверстия в местах крепежа в конструкцию крыши интенсивно проходит водяной пар. Вот почему для данных конструкций больше подходят пароизоляционные битумно-полимерные материалы. Они обволакивают крепеж битумно-полимерным вяжущим. Именно такие решения признаны наиболее надежными для крыш с мехфиксацией кровельных слоев к профлисту — это отражено в СП 17.13330.2017 Кровли.
В линейке ТЕХНОНИКОЛЬ представлен специальный продукт для пароизоляции — ПАРОБАРЬЕР С, который успешно применяется в указанных кровельных системах. Этот фольгированный битумосодержащий материал, армированный стеклосеткой, обладает множеством преимуществ. Он очень удобен в монтаже, легко и надежно приклеивается к поверхности — по такому покрытию можно передвигаться прямо во время работ. Мембрана создает надежный «барьер» водяному пару из внутренних помещений, поэтому ПАРОБАРЬЕР С эффективно «работает» в зданиях с любым влажностным режимом.
Системное решение
Однослойное решение кровли из материала ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1, комбинированная теплоизоляция и ПАРОБАРЬЕР как раз представлены в решениях ТН-КРОВЛЯ Мастер Соло и ТН-КРОВЛЯ Соло Смарт.
Материал ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1 обладает повышенными противопожарными характеристиками — РП1, В2, что позволяет получить группу пожарной опасности кровли КП0 согласно таблице 5.2 СП 17.13330.2017 и применять систему ТН-КРОВЛЯ Мастер Соло на крышах зданий большой площади без устройства противопожарных рассечек. Для системы ТН-КРОВЛЯ Смарт Соло максимально допустимая площадь кровли без устройства противопожарных рассечек составляет 5200 м2.
Цена вопроса
ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1 является оптимальным решением с экономической точки зрения по сравнению с другими типами однослойных гидроизоляционных материалов. В то же время надежность и долговечность покрытия не снижаются. Поэтому при прочих равных условиях (стоимость теплоизоляционного и пароизоляционного слоев) данный продукт наиболее интересен по соотношению «цена — качество».
Вывод
Кровельные системы ТН-КРОВЛЯ Мастер Соло и ТН-КРОВЛЯ Смарт Соло с комбинированной теплоизоляцией по праву считаются одним из самых эффективных решений на сегодняшний день — обеспечивается и долговечность, и способность выдерживать максимальные для неэксплуатируемых крыш нагрузки, и пожарная безопасность. А применение в составе систем материала ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1 делает такие решения экономически выгодными для инвестора.