Энергосбережение в Эколого-экономическом лицее №65

Проект «Энергосбережение в Эколого-экономическом лицее № 65»
Выполнили: учащиеся 11 «Б» класса Садыкбеков Тилек, Бечелов Руслан, Деревянко Сергей.

Руководитель: Насырова Альфия Рустамовна, учитель экологии

Думай глобально – действуй локально
Введение
В этом проекте мы попытались сделать так, чтобы обеспечить здание нашей школы теплом и электроэнергией, чтобы занятия в нашей школе не срывались из-за постоянных перебоев с электричеством, которые происходят по всей стране.
Цель проекта: 1)Привлечение учащихся школы к деятельности по сокращению потребления энергии. 2)Разработка мер по сокращению выброса «парниковых газов». 3) Обеспечение лицея бесперебойной подачей электроэнергии. 4) Проведение мер, позволяющих повысить температуру в здании лицея в холодный период года. 5) Формирование у учащихся мобильности в решении локальных экологических проблем. 6) Обеспечение сохранения энергии в школе

Задачи проекта: Сформировать инициативный центр проекта. Изучить уровень представлений учащихся о проблемах, связанных с энергопотреблением. Распространить информацию о проекте среди всех школьников и педагогического коллектива. Определить и организовать виды деятельности, предлагаемые учащимся для самостоятельной работы и работы в группе, в классе. Провести мониторинг и анализ результатов проекта. Распространить информацию о результатах проекта.

Ожидание результатов проекта: 1) Вовлечение определенного количества школьников в действия по энергосбережению; 2) Сокращение потребления энергии в школе и в определенном количестве семей; 3) Повышение заинтересованности детей вопросами, связанными с состоянием окружающей среды; 4) Повышение уровня информированности участников в области энергосбережения; 5) Получение учащимися личного опыта и умений по реализации конкретных практических действий, направленных на сохранение окружающей среды.

Техническая характеристика объекта:


1	Строительный объем здания, м³	29198
2	В том числе подземной части	26803
3	Площадь застройки в м²	2666,4
4	Общая площадь в м²	6860
5	Полезная площадь в м²	5779
6	Площадь кровли в м²	4375
7	Тип кровли	мягкая
8	Площадь наружных стен в м²	5179
9	Площадь остекления в м²	4060
10	Этажность строения	3
11	Высота в метрах	3,65
12	Основной материал стен	бетон-кирпич
13	Толщина стен в см	50

Основные показатели расхода энергии

	Наименование статьи	потребление
1	Максимальная тепловая нагрузка в целом по организации (Гкал в час)	0,406
2	Расход тепловой энергии (Гкал/год)	702,157
	в том числе на отопление	634,801
3	Установленная мощность электроэнергии (кВт)	150
	освещение, кВт	65
4	Годовое потребление электроэнергии (кВт.ч) на теплоснабжение	240 000
5	Удельное годовое потребление электроэнергии (кВт. Час в год на 1 чел.)	140

Рис. 1

Виды выполненных работ:
Окна Для работы мы взяли следующие материалы: силиконовый герметик (рис ), оконный уплотнитель (рис ) и монтажную пену.

Рассмотрим поэтапно проведенные работы по утеплению окон: 1.Вначале мы заменили треснутые или разбитые оконные стекла - иначе все наши усилия ни к чему бы не привели! 2.На втором этапе мы заделали щели в оконных рамах и в местах сочленения рамы и стены. Щели зашпаклевали и покрасили, а для герметизации крупных зазоров (от 1 до 8 см) между рамой и стеной мы использовали монтажную пену. 3. После этого мы приступали к герметизации сопряжений оконного переплета и стекла. Для этого мы взяли силиконовый герметик и монтажный пистолет. Мы сняли штапики и стекло и нанесли герметик непосредственно на раму. После установки стекла на место оно надежно приклеилось на герметик и создало необходимую герметичность. 4. Для зазоров 2-3,5 мм мы использовали профиль в виде буквы «Е» (его иногда называют К-профиль), а для щелей 3-5 мм – в виде буквы «Р» -, профиль «О» - для зазоров 3-7 мм. Для измерения ширины зазоров мы использовали детский пластилин, завернутый в полиэтилен. При закрытии оконной створки пластилиновые «маячки» четко отражают размеры щелей.

Проведенные исследования Был проведен контрольный замер в двух исследуемых классах до утепления окон в одном из них. Исследование проводилось в одно и то же время каждый день, в 8. 00.
Таблица 1

Дата	Температура на улице	Температура в классе № 1	Температура в классе № 2	Разница
03.12.2008	-1 ⁰С	24 ⁰С	24 ⁰С	0⁰С
04.12.2008	-1 ⁰С	24 ⁰С	24 ⁰С	0⁰С
05.12.2008	-1 ⁰С	24 ⁰С	24 ⁰С	0⁰С
06.12.2008	-3 ⁰С	22 ⁰С	22 ⁰С	0⁰С
07.12.2008	-2 ⁰С	23 ⁰С	23 ⁰С	0⁰С
08.12.2008	-3 ⁰С	22 ⁰С	22 ⁰С	0⁰С
10.12.2008	-2 ⁰С	23 ⁰С	23 ⁰С	0⁰С
11.12.2008	-3 ⁰С	22 ⁰С	22 ⁰С	0⁰С
12.12.2008	-1 ⁰С	24 ⁰С	24 ⁰С	0⁰С
13.12.2008	-3 ⁰С	22 ⁰С	22 ⁰С	0⁰С

После утепления окон был проведен очередной контрольный замер в двух исследуемых классах . Исследование проводилось каждый день в 8. 00.

Таблица 2

Дата	Температура на улице	Температура в классе № 1 (утепленный)	Температура в классе № 2	Разница
15.12.2008	-6 ⁰С	22 ⁰С	20 ⁰С	3⁰С
16.12.2008	-2 ⁰С	25 ⁰С	23 ⁰С	3⁰С
17.12.2008	-1 ⁰С	26 ⁰С	24 ⁰С	3⁰С
18.12.2008	-1 ⁰С	26 ⁰С	24 ⁰С	3⁰С
19.12.2008	-1 ⁰С	26 ⁰С	24 ⁰С	3⁰С
20.12.2008	-3 ⁰С	25 ⁰С	22 ⁰С	3⁰С
22.12.2008	-6 ⁰С	22 ⁰С	19 ⁰С	3⁰С
23.12.2008	-6 ⁰С	22 ⁰С	19 ⁰С	3⁰С
24.12.2008	-7 ⁰С	21 ⁰С	18 ⁰С	3⁰С
25.12.2008	-10 ⁰С	18 ⁰С	15 ⁰С	3⁰С

Утепление подоконника Для утепления подоконников мы использовали все те же способы, что и для утепления окон. В нашем случае мы утеплили один подоконник.

Утепление входных дверей В ЭЭЛ № 65 входные двери были заменены на пластиковые. Однако, на первом этаже имеются запасные выходы (4 двери). Как известно, один из лучших способов сохранить тепло, уходящее через входные двери - установить вторые двери, создав тем самым теплоизолирующий тамбур. В нашем случае мы изолировали щели в одной из дверей между стеной и дверной коробкой, используя монтажную пену. Для уплотнения примыкания двери к дверным косякам мы использовали только синтетические трубчатые.

Утепление стен Конечно, беда почти всех панельных конструкций - это холодные наружные стены. Известные способы утепления - ковер на стену или книжный шкаф вдоль стены к школе не применить, - и придется использовать строительные материалы с низкой теплопроводностью: дерево, специальные плиты, гипсокартон. Эти работы требуют средств и вмешательства профессионалов.

Однако, в нашей школе был внедрен самый доступный и простой способ утепления стен. Мы установили теплоотражающий экран за радиаторы отопления, повысив температуру на 2⁰ С. Стена за радиатором нагревается до 50°С. Перед установкой экрана радиаторы очистили от пыли и грязи. Следующим нашим шагом в этом направлении будут покраска радиаторов в темный цвет, т.к. известно, гладкая, темная поверхность излучает на 5-10 % тепла больше. Также следует отметить, что летом 2008 года радиаторы были заменены на новые, что позволило увеличить температуру внутри здания на 4 ⁰С, что особенно актуально для первого этажа.

Таб. 3

Дата	Температура на улице	Температура в классе № 1 (утепленный)	Температура в классе № 2	Разница
03.12.2008	-1 ⁰С	25 ⁰С	24 ⁰С	1⁰С
04.12.2008	-1 ⁰С	25 ⁰С	24 ⁰С	1⁰С
05.12.2008	-1 ⁰С	25 ⁰С	24 ⁰С	1⁰С
06.12.2008	-3 ⁰С	23 ⁰С	22 ⁰С	1⁰С
07.12.2008	-2 ⁰С	24 ⁰С	23 ⁰С	1⁰С
08.12.2008	-3 ⁰С	23 ⁰С	22 ⁰С	1⁰С
10.12.2008	-2 ⁰С	24 ⁰С	23 ⁰С	1⁰С
11.12.2008	-3 ⁰С	23 ⁰С	22 ⁰С	1⁰С
12.12.2008	-1 ⁰С	25 ⁰С	24 ⁰С	1⁰С
13.12.2008	-3 ⁰С	23 ⁰С	22 ⁰С	1⁰С

И еще несколько внедренных методов:

В лицее мы отодвинули всю мебель от радиаторов, чтобы не мешайте теплому воздуху согревать комнату. 2)Все шторы на ночь плотно закрываются – это позволяет предотвратить утечку тепла. 3) Мы проветриваем помещение недолго, но интенсивно. Постоянно приоткрытые форточки и окна обогревают улицу и расходуют наши деньги. Используя «ударное» проветривание мы широко раскрываем окна на непродолжительное время. Воздух успеет смениться, но не успеет охладить поверхности в помещении. 4) Весной 2009 года мы планируем высадку деревьев вокруг здания школы. Это будет способствовать сохранению тепла внутри помещения.

Расчет общих потерь тепла через стены
Характеристики класса:

Размеры и площадь – 6 м х 9 м (54 м²); высота потолка – 3,65 м; количество наружных стен – 1; материал и толщина наружных стен – кирпичная кладка толщиной в 2 кирпича; количество окон - 3, с двойным остеклением (высота - 2 м, ширина – 2,6 м); полы – деревянные; расчетная температура снаружи - -10 °С; требуемая температура в комнате - +20 °С

рассчитываем площади теплоотдающих поверхностей

Площадь наружных стен без учет окон (S_стен): 32,8-16 = 16,8 м². Площадь окон (S_окон): 2*8 = 16 м². Площадь пола (S_пола): 9*6 = 54м². Площадь потолка (S_{потолка}): 9*6 = 54 м².

Площадь внутренних перегородок и дверей не участвуют в расчете, поскольку по обеим их сторонам температура одинакова и тепло через них не уходит.

Далее вычисляем потери тепла Q каждой из поверхностей:Q_стен = 16,8*61 = 1024 Вт, Q_окон = 16*80 = 1280 Вт, Q_пола = 54*20 = 1080 Вт, Q_{потолка} = 54*18 = 972 Вт.

ИТОГО: 1024+1280+1080+972= 4356 Вт.

ИТОГО по школе: Площадь наружных стен без учет окон (S_стен): 5179 м² Площадь окон (S_окон): 4060 м² Площадь пола (S_пола): 4375 м² Площадь потолка (S_{потолка}): 4375 м².

Q_стен = 5179*61 = 315 кВт, Q_окон = 4060*80 = 324,8 кВт, Q_пола = 4375*20 = 87,5 кВт, Q_{потолка} = 4375*18 = 78,7 кВт. Q = 806,9 кВт (Вт=Дж/с) = 807 кДж/с * 3600= 2905200 кДж/ч.

Таким образом, потери тепла в лицее через стены, окна, пол и потолок составляют: 2905200 кДж/ч.
Дальнейшие шаги по утеплению стен
В качестве материала для утеплителя мы хотим использовать обычный пенопласт. Это очень доступный материал, который очень часто выбрасывается населением, как мусор. Тем самым расходы на данный материал минимальны. В качестве облицовки мы хотим использовать штукатурку.

Утепление полов Для утепления пола 1 этажа мы хотим использовать экологически чистые утеплители, такие как прессованные соломенные блоки. Технология утепления довольно проста: сначала на перекрытие укладывается гидроизоляция, затем устанавливаются деревянные столбики, между которыми укладываются блоки из прессованной соломы, поверх соломы делается стяжка и пол опирается на установленные столбики.На подготовленную поверхность мы обратно уложим наш старый линолеум.

Крыша Крыша в школе будет выступать как место для размещения на ней элементов солнечной энергетики (солнечные коллекторы, солнечные батареи для преобразования солнечной энергии в электрическую). С поверхности крыши собирается значительное количество воды для полива и других технических нужд.

Теплоснабжение. Что уже сделано. Кроме хорошей теплоизоляции, для экономии энергии необходимы экономичные отопительные системы. К сожалению, в зданиях старой многоэтажной застройки с уже работающей системой центрального отопления проводить реконструкцию системы отопления очень сложно. Гораздо логичнее использовать уже имеющиеся системы отопления, нагревательные приборы. Прежде всего, в школе были заменены старые радиаторы уже неподдающиеся прочистке на новые радиаторы. . В настоящее время у них Но в иные очень холодные периоды зимнего времени, когда температура наружного воздуха опускается до –20⁰С и ниже, в классах становится очень холодно.

Система энергообеспечения Перспективно, наряду с использованием электросети, предусматривать автономные электроустановки, включающие солнечные электроустановки, электроагрегаты.

Система приготовления горячей воды Основным источником горячей воды в лицее должна быть водогрейная установка с водяными солнечными коллекторами.
Что уже сделано
В настоящее время мы связались с фирмой «ICOM», которая поставляет и производит монтажные работы по солнечным панелям. Они полностью исследовали наше здание и составили смету, куда вошли: солнечные панели 280 W, Аккумуляторная батарея 150-180 Ah, система управления и комплект соединительных кабелей. (смета – см. прил. 1). Далее мы обратились в филиал ОАО «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ» ТЭЦ города Бишкек. Директор, Л.А. Васильев дал аннотацию нашему проекту, где указал на наши минусы и отметил важность внедрения нашего проекта в жизнь (см прил. 2, 3). ЭЭЛ № 65 может быть первым учебным заведением в республике, использующим солнечную энергию.

Мы также обратились в государственное агентство по охране окружающей среды и лесному хозяйству при Правительстве Кыргызской Республики, а именно к директору Давлеткельдиеву А.А. с просьбой оказать финансовую поддержку для реализации на базе ЭЭЛ № 65 проекта (см. прил. 4).

Лампы накаливания В ЭЭЛ № 65 была проведена инвентаризация ламп накаливания, было насчитано 585 ламп накаливания мощностью 75 W, которые в течение года тратят 46121,4 кВт. Замена всех ламп на энергосберегающие даст экономию 3228,75 КВт в год и снижение денежных расходов на электроэнергию: 14092,65 кВт•0.62 сом = 8737, 443 сом. Предварительный расчет показал, что, за счет уменьшения платежей за электроэнергию в лицее можно безболезненно для бюджета заменить все существующие лампы на энергосберегающие в течение одного года. При полной замене ламп накаливания выбросы СО₂ снизятся на 80% и составят около 10.5 тонн, вместо обычных 52.5 тонн.

Проведенные мероприятия по энергосбережению привлекли внимание взрослых и детей к проблеме рационального использования энергии. В нашей школе каждый ученик знает об экологических проблемах. Каждый принимал участие в установлении отражателей за радиаторы. Как показал проведенный школьный опрос, многие семьи установили у себя дома такие отражатели. Детям объяснили, что не следует плотно придвигать мебель к батареям, это затрудняет воздухообмен; окна не нужно слишком закрывать шторами – это уменьшает естественное освещение и требует искусственного освещения.

Альтернативная энергия. Микро ГЭС

Нами была также рассмотрена возможность установки бесплотинной микро ГЭС. ЭЭЛ находится в 230 метрах от реки Ала-Арча по ул. Токтогула. На берегу реки мы планируем установить легкую конструкцию, взяв предварительно участок земли 2*2 м в аренду.

Мы решили рассмотреть возможность пропеллерной микро ГЭС.

В таблице представлена мощность в кВт самодельной проточной пропеллерной микро ГЭС при КИЭВ 35%.

Для изготовления пропеллера мы планируем использовать отслуживший свой срок: редуктор от косилки, металлическую катушку от кабеля и старый трехфазный генератор.

Полная мощность потока, равна:N = gQH = 9,8м/с²*100л/с*14м = 13,7 кВт

На гидроколесе планируется смонтировать цепной редуктор с коэффициентом передачи 4. От него в арендованное помещение микро ГЭС вращение будет передаваться через карданный вал от Жигулей. Внутрь будет установлен редуктор с коэффициентом 40 и трехфазный генератор. Скорость вращения генератора около 3000 об/мин. Сбоку генератора - устройство предназначенное для регулировки тока возбуждения. Частота и напряжение будут поддерживаться очень точно. От микро ГЭС к школе будет протянута линия электропередач 230 метров.
Заключение
И в заключение хотелось бы отметить, что, мы можем избавить свой лицей от ненужных трат за обогрев «улицы», в то время, как внутри здания холодно; привлекаем внимание лицеистов и их семей к современной глобальной проблеме – выбросу «парниковых» газов, и тем самым вносим свою скромную лепту в глобальный процесс борьбы с «парниковым эффектом» – то игра стоит свеч!!!

Преимуществом данного проекта в условиях энергетического кризиса является то, что его можно внедрить как в любой школе, так и в любом государственном учреждении Кыргызстана. Таким образом, если каждый кыргызстанец позаботиться об энергосбережении на своем рабочем месте в масштабах всей страны это будет ощутимый вклад в энергосбережение.

Приложения

Приложение 1 Приложение 2

Приложение 3 Приложение 4