В Саудовской Аравии 53% (!!) первичной энергии потребляется в жилых зданиях. Такой внушительный расход энергоресурсов, приходящийся на недвижимость, объясняется, в первую очередь, высоким потреблением энергии на охлаждение и кондиционирование воздуха. Жилые дома, таким образом, вносят основной вклад в страновые выбросы диоксида углерода, поскольку в Саудовской Аравии до сих пор практически вся электроэнергия вырабатывается на основе газа и нефти.
Экономическое развитие в странах Персидского залива сопровождается бумом строительства. Саудовская Аравия соревнуется с другими нефтяными монархиями региона в попытках удивить остальной мир гигантскими проектами. В стране возводится самое высокое здание планеты, километровый небоскрёб Kingdom Tower в городе Джидда (Jeddah).
При этом в плане энергоэффективности зданий ситуация выглядит не лучшим образом. Попросту говоря, здания впечатляющие, высокие, но очень прожорливые.
Энергетические характеристики (энергопотребление) зданий зависят от ряда параметров. В немалой степени от архитектурно-конструктивных решений, в том числе наружной оболочки объектов. Например, исследование для Гонконга показало, что порядка 36% расходов энергии на охлаждение определяется характеристиками ограждающих конструкций высотных зданий.
Историческое обилие энергии и её низкая стоимость в Саудовской Аравии привели к тому, что для регуляции климата в зданиях в первую очередь обращали и обращают внимание на механические устройства, которые поддерживают заданную температуру в помещениях. При этом характеристикам оболочки здания не уделяется должного внимания.
В научном журнале International Journal of Low-Carbon Technologies было опубликовано исследование «Влияние оболочки здания на энергетическую эффективность высотных жилых зданий в Саудовской Аравии».
В работе сравнивались, с помощью соответствующего моделирования, здания с разными типами фасадных конструкций в городе Джидда.
Вывод исследования в общем-то очевиден. Чем меньше процент остекления фасада и чем более качественные (энергоэффективные) окна и стеновые конструкции используются, тем меньше тепловой энергии поступает в здания. Соответственно, требуется меньше энергии для охлаждения помещений.
Лучшая комбинация фасадных конструкций, обозначенная на нижеприведенном графике как 20-TBW-32 (20% доля остекления в фасадных конструкциях, стена с теплопроводностью 0,21 Вт/м2K, эффективное двухслойное «утеплённое» остекление толщиной 32 мм), в энергетическом плане в среднем на 77% превосходит худшую (60-ssg-26), где доля стекла в фасадных конструкциях составляет 60%, используется «обычное» остекление и слабо утеплённые стеновые материалы.
Как показано на графике, солнечные теплопоступления со стороны южного фасада различаются у лучшей и худшей конструкции более чем в 10 раз. Грубо говоря, системы вентиляции/кондиционирования должны выдать в 10 раз больше мощности, чтобы «заместить» данное избыточное тепло.
Выводы исследования в целом справедливы и для прохладного/холодного климата (разумеется, с соответствующими поправками). При прочих равных условиях, чем выше процент остекления в наружной оболочке здания, тем выше потери тепла, соответственно, расход энергии (а в летнее время эффект тот же, что в Саудовской Аравии).
Да, стеклянные фасады – это красиво и где-то даже «привычно» для современных небоскребов, однако, не очень рационально с энергетической точки зрения.
В дополнение отмечу, что дневные пики потребления энергии на охлаждение зданий в странах Персидского залива в будущем всё в большей степени будут покрываться с помощью солнечной энергетики. Она работает днём – основной объем энергии для охлаждения требуется также при ярком солнце. Идеальное сочетание. К тому же именно в Саудовской Аравии были зафиксированы самые низкие в мире цены на солнечное электричество.