Ограниченность топливных ресурсов, высокая стоимость энергии, экологический ущерб, наносимый ее производством, – все эти факторы еще несколько десятилетий назад заставили большинство стран Европы включить энергосбережение в число национальных приоритетов. Их опыт доказал: рациональное использование энергоресурсов выгоднее и безопаснее постоянного наращивания мощностей.
Последнее время энергосбережение становится вопросом государственной важности в нашей стране, так как большая часть регионов сегодня относится к числу энергодефицитных. Растущие тарифы на тепло и электроэнергию тяжелым бременем ложатся на население и промышленность. При этом 40-50% произведенной в нашей стране энергии ежегодно тратится впустую. Значительная часть потерь тепла приходится на жилой фонд. Применение при его строительстве и эксплуатации энергоэффективных материалов и технологий вернет в экономику миллиарды рублей, обеспечив жильцам современный уровень комфорта.
Программный вопрос
Ученые ТГАСУ активно работают в этом направлении на протяжении последних 15 лет. Во многом благодаря их усилиям наша область стала одним из пионеров энергосбережения в Сибири. В 1998 году была запущена муниципальная программа «Энергосбережение в строительстве Томска», созданная учеными ТГАСУ совместно с институтом «Томскгражданпроект» под руководством профессора А. Гныри. Разработанные территориальные строительные нормы по тепловой защите зданий, альбомы и пособия по проектированию теплоэффективных конструкций и фасадных систем способствовали переходу на строительство зданий с низким теплопотреблением. В 2006 году Томская городская дума утвердила разработанную в ТГАСУ программу реконструкции жилых домов первых массовых серий, предусматривающую санацию более 200 «хрущевок» с надстройкой мансардных этажей.
— Надстройка мансард позволит получить десятки тысяч квадратных метров дополнительного жилья для социального использования, например для молодых семей. Утепление фасадов, замена окон, внутренних инженерных систем позволит снизить энергопотребление в таких домах в 2-2,5 раза, сделав проживание в них более комфортным и дешевым для жильцов. Экономия тепла в расчете на стандартную трехподъездную пятиэтажку составляет около 600 Гкал, или 460 тыс. рублей за отопительный сезон. Стоимость надстройки мансард — около 25 тыс. рублей за 1 кв. м, что значительно ниже, чем при возведении новостроек. Реализация программы даст немалый бюджетный эффект, снизив сумму субсидий, выделяемых мэрией на оплату тепла для льготников, — говорит автор программы Сергей Овсянников, заведующий кафедрой «Архитектура гражданских и промышленных зданий».
Ученые ТГАСУ готовы принять участие в разработке городской целевой программы энергосбережения, инициатором которой стал депутат Д. Молотков. Она предполагает внедрение энергосберегающих технологий в жилищном фонде, учреждениях и на предприятиях ЖКХ, находящихся в муниципальной собственности.
Из лабораторий — на стройку
Одним из главных партнеров вуза стала Томская домостроительная компания, которая перешла к строительству энергоэффективных зданий первой в Томске.
В ее новых домах применяются панели с эффективным утеплителем на шпоночных связях, герметичные окна с воздухообменными клапанами, теплые чердаки, автоматизированные тепловые узлы, регулируемая система вентиляции.
Теплопотребление в таких домах вдвое ниже, чем в старых панельках! В настоящее время в лаборатории строительных конструкций университета проходит испытания, готовится к использованию на ТДСК новая конструктивная система «Формат», не требующая сварных соединений в процессе монтажа.
Компании «Лесинвест», «Профлес» успешно используют для строительства коттеджей клееный брус со вставками пенополистирола или пенополиуретана, разработанный на кафедре теплогазоснабжения и вентиляции ТГАСУ под руководством профессора Н. Цветкова. Теплоизоляционные свойства такого бруса в 1,5 раза выше, чем у обычной древесины, при более легком весе. Для компании «Полиалпан-Сибирь» в ТГАСУ создаются конструкции фасадных систем с регулируемым воздушным потоком, на очереди — технологии возведения жилья с несъемной опалубкой. На кафедре «Строительные материалы и технологии» ведутся работы по созданию строительных материалов на основе торфодревесных композиций. Сырьем для них служат торф и отходы лесопереработки. Модифицирующие добавки позволяют гибко варьировать свойства композита, получая экологически чистый, недорогой и прочный материал с низкой теплопроводностью. В числе ноу-хау ученых ТГАСУ — пеногазобетоны и пенополистиролбетон, более легкие и теплоэффективные строительные материалы, значительно снижающие стоимость строительства и эксплуатации зданий. Ряд предприятий в Томской области уже занимаются их выпуском. Воздухообменные клапаны, разработанные на кафедре «Архитектура гражданских и промышленных зданий», позволяют избежать образования конденсата на пластиковых окнах, обеспечивают регулируемый приток свежего воздуха в помещение, высокую звукоизоляцию окон в режиме вентиляции.
Фундамент плодотворной исследовательской деятельности — мощная техническая база. Лаборатории ТГАСУ оснащены новейшим высокоточным оборудованием для проведения широчайшего спектра исследований. Установленная здесь климатическая камера, позволяющая исследовать теплотехнические и акустические свойства ограждающих конструкций в натуральную величину, — единственная в Сибири. Есть стационарные и мобильные комплексы для любых видов обследования зданий, тепловизионная аппаратура и др. В 2008 году появились прецизионная испытательная машина «Инстрон» для силовых испытаний материалов, сканирующий зондовый микроскоп для исследования строительных материалов на наноуровне. В 2009 году поступит ультразвуковой томограф, позволяющий обследовать любые конструкции неразрушающим методом, выявлять скрытые дефекты, неоднородности, приводящие к избыточным теплопотерям.
Вместе во имя общей цели
Энергосбережение стало одним из приоритетных направлений деятельности консорциума томских университетов. В его рамках ученые ТПУ, ТУСУРа и ТГАСУ объединят свои усилия для проведения исследований и разработки энергосберегающих технологий, технических средств для энергоемких отраслей экономики. Роль ТГАСУ в этом комплексном проекте заключается в разработке и внедрении новых энергосберегающих технологий производства строительных материалов, создании конструктивных систем зданий с теплоэффективной оболочкой и «умной» системой управления, технологий санации жилой застройки. Учеными вуза представлен ряд перспективных разработок, снижающих теплопотери при производстве и транспортировке энергии. В их числе использование плазменных технологий в установках по розжигу котлов, разработанных профессором Г. Волокитиным и сотрудниками кафедры прикладной механики. «Плазма» обеспечивает быстрый розжиг и устойчивое горение даже некондиционных видов топлива, позволяя заменить уголь и газ более дешевым торфом, опилками. С ее помощью можно утилизировать различные виды пластмасс, превращая их в супертонкие полимерные волокна. После присадки наночастиц они приобретают уникальные абсорбирующие свойства и могут быть использованы для эффективного устранения розливов нефти, очистки воды, ГСМ, в качестве фильтров для систем кондиционирования воздуха. Еще одно ноу-хау, готовящееся в стенах ТГАСУ, — малозаглубленные конструкции утепленных каналов для прокладки городских тепловых сетей. Их использование позволит отказаться от укладки труб на большой глубине, сокращая объемы земляных работ, затраты на прокладку теплотрасс и их ремонт.
Альма-матер строителей работает в тесном контакте не только с техническими университетами. В мае прошлого года ректор ТГАСУ М. Слободской и ректор ТГПУ В. Обухов подписали генеральный договор о многостороннем сотрудничестве вузов.
В его рамках предусмотрены обмен информацией о новых инновационных методах обучения, разработка совместных учебных программ, проведение научных исследований в области энергосбережения и нанотехнологий, лекций для студентов. Одна из лекций состоялась на днях – профессора ТГАСУ Г. Волокитин и Т. Малиновская рассказали студентам факультета технологии и предпринимательства ТГПУ о плазменных и нанотехнологиях. После нее для гостей из педагогического была проведена лабораторная работа на сканирующем зондовом микроскопе с участием доцента ТГПУ Г. Бандаевского.
Идея энергосбережения стала ключевой при подготовке студентов, магистрантов, аспирантов и докторантов ТГАСУ. Она реализуется на лекциях, в лабораториях, при выполнении курсовых и дипломных проектов, диссертаций и прикладных исследований. Выпускники университета — ученые, сотрудники строительных компаний уже вносят свой реальный вклад на пути России к энергоэффективной экономике.