Таким образом, тепловые потери уменьшаются на 90 % – по сравнению с одним стеклом. В сфере экономии энергии нет другой меры с таким эффектом, применимой в масштабе миллиардов единиц. Бонус: она действительно работает.
Следует учитывать и фактор комфорта. При наружной температуре –18 ℃ (минимальная ночная температура в январе в Эдмонтоне, провинция Альберта, – или максимальная дневная в Новосибирске) и температуре в помещении 21 ℃ температура внутренней поверхности у окна с одним стеклом составляет около 1 ℃, у окон старой конструкции с двойным стеклопакетом – 11 ℃, а у лучшего окна с тройным стеклопакетом – 18 ℃. При такой температуре вы сможете сидеть рядом с ним, не испытывая дискомфорта.
Теплоизоляция окна
У тройного стеклопакета есть дополнительное преимущество: на внутреннем стекле устранена конденсация – благодаря тому, что его температура выше точки росы. Такие окна уже повсеместно применяются в Швеции и Норвегии, но в Канаде (где низкие цены на природный газ) они могут стать обязательными только к 2030 г., и здесь, как и в других странах с холодным климатом, действующий стандарт все еще эквивалентен двойному стеклопакету с одним слоем теплоотражающего покрытия.
У «холодных» стран было много времени, чтобы узнать о теплоизоляции. Другое дело – «теплые» регионы, которым это знание нужно сегодня, когда столь широкое распространение получило кондиционирование воздуха. Особенно это актуально для сельских районов Китая и Индии, где окна с одним стеклом по-прежнему считаются нормой. Конечно, разница температур при охлаждении не так велика, как в высоких широтах при обогреве. Например, у меня дома в канадской провинции Манитоба январскими ночами холодает до – 25 ℃ и разница температур достигает 40 ℃, даже когда термостат переключен на ночной режим. И вместе с тем кондиционирование воздуха во многих регионах с жарким и влажным климатом длится гораздо дольше, чем обогрев в Канаде или Швеции.
С физикой не поспоришь, но в данном случае на первый план выходит экономика. Несмотря на то что тройной стеклопакет может стоить всего на 15 % больше, чем двойной, время его окупаемости очевидно выше, и часто говорят, что переход от двойного стеклопакета к тройному не оправдает себя. Возможно, и так, но только если не учитывать комфорт, отсутствие конденсата и, самое главное, тот факт, что тройной стеклопакет уменьшит потребление энергии на десятилетия вперед.
Почему же мечтатели предпочитают вкладывать деньги в загадочные технологии преобразования энергии, которые даже могут не сработать, а если сработают, то, скорее всего, нанесут вред окружающей среде? Что плохого в простой теплоизоляции?
Отопление: повысим эффективность
Если наши климатические модели верны и если мы действительно должны ограничить глобальное потепление до 2 ℃ (а лучше до 1,5 ℃), чтобы избежать серьезных последствий из-за повышения температуры на планете, нам придется предпринять ряд беспрецедентных шагов для сокращения выбросов веществ, содержащих углерод. Обычно всех привлекают новые технологии, которые обеспечивают большую эффективность (светодиоды) или предлагают абсолютно новые методы преобразования энергии (электромобили). В принципе, более практичным было бы сохранять энергию, но, к сожалению, нам доступно не так много способов (за исключением, как мы видели, тройного стеклопакета) распространить эту политику на сферу, которая всегда была самой энергозатратной в холодном климате: отопление домов.
Примерно 1,2 млрд человек вынуждены отапливать свои дома: около 400 млн в ЕС, Украине и России, еще 400 млн в Северной Америке (за пределами юга и юго-востока США) и 400 млн в северо-восточных, северных и западных провинциях Китая. И везде наилучшие способы обогрева уже настолько эффективны, насколько это возможно на практике.
Эффективные отопительные системы распространялись на удивление быстро. В 1950-х гг. моя семья – мы жили у чешско-немецкой границы – отапливала дом дровами, сжигая их в чугунных печах. Эффективность этого процесса не превышает 35 %; остальное тепло уходит через дымоход. Когда я учился в Праге в начале 1960-х гг., в городе топили бурым углем – низкокачественным лигнитом, – и печь, в которой я поддерживал огонь, имела эффективность от 45 до 50 %. В конце 1960-х гг. мы жили в Пенсильвании на верхнем этаже маленького дома в пригороде, где была старая печь, сжигавшая нефть с эффективностью 55–60 %. В 1973 г. наш первый дом в Канаде отапливался газом с эффективностью 65 %, а 17 лет спустя в новом, суперэффективном доме я установил печь с КПД 94 %, а затем заменил ее на новую модель, эффективность которой составляет 97 %.
Устройство бытовой газовой печи
И пройденный мной путь, со сменой топлива и повышением эффективности, повторили десятки миллионов людей в Северном полушарии. Благодаря дешевому североамериканскому природному газу и поставляемому в Европу (более дорогому, но все равно доступному) газу из Нидерландов, Северного моря и России, именно это самое чистое ископаемое топливо заменило жителям стран с холодным климатом дерево, уголь и мазут. В Канаде производство печей со средней эффективностью (78–84 %) прекратилось в 2009 г., и в настоящее время во всех новых домах обязаны устанавливать печи с высоким КПД (не менее 90 %). Такие же нормы в скором времени введут во всех странах Запада, а растущий импорт газа уже заставляет Китай переводить отопление с угля на газ.
Таким образом, этот источник повышения эффективности отопления практически исчерпан. Очевидный следующий шаг – улучшение теплоизоляции наружных поверхностей домов (особенно окон), пусть даже это, возможно, и дорого. Во многих регионах популярны тепловые насосы (источником тепла им служит наружный воздух, а само тепло они передают через теплообменник), но они эффективны до тех пор, пока температура не падает ниже нуля; в холодном климате нужны резервные источники тепла. Можно нагревать дом с помощью солнечного тепла, но этот способ непригоден там, где он нужен больше всего: в очень холодном климате с долгими периодами пасмурной погоды, во время снежных бурь или в те дни, когда солнечные модули покрыты толстым слоем снега.
Если говорить о планах на долгий срок, то приведет ли необходимость ограничить глобальное потепление к каким-то неожиданным решениям, которые теперь кажутся немыслимыми? Я имею в виду самый разумный с точки зрения экономики способ, способный внести огромный и самый долговременный вклад в снижение углеродного следа от отопления: ограничить размер домов. В Северной Америке мы можем избавиться от так называемых McMansions – массово возводимых огромных особняков. Отказ от похожих домов в тропиках сократит затраты энергии на противоположный процесс – кондиционирование воздуха. Кто «за»?
