Адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату

Помітний тренд підвищення глобальної температури, зафіксований з середини ХХ ст., який особливо посилився на початку ХХI ст., змусив наукове співтовариство розпочати активне обговорення можливих шляхів подальшого розвитку ситуації з глобальним потеплінням, її наслідків та проблем, пов’язаних з ада...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2021
Автори:	Басок, Б.І., Базєєв, Є.Т., Кураєва, І.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2021
Назва видання:	Вісник НАН України
Теми:	Статті та огляди
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/180267
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату / Б.І. Басок, Є.Т. Базєєв, І.В. Кураєва // Вісник Національної академії наук України. — 2021. — № 4. — С. 60-75. — Бібліогр.: 40 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-180267
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1802672021-09-02T01:26:02Z Адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату Басок, Б.І. Базєєв, Є.Т. Кураєва, І.В. Статті та огляди Помітний тренд підвищення глобальної температури, зафіксований з середини ХХ ст., який особливо посилився на початку ХХI ст., змусив наукове співтовариство розпочати активне обговорення можливих шляхів подальшого розвитку ситуації з глобальним потеплінням, її наслідків та проблем, пов’язаних з адаптацією до змін клімату. Проблема адаптації до глобального потепління стосується різних галузей економіки і сфер життєдіяльності людини, зокрема й комунальної енергетики. Тому в установах Відділення фізико-технічних проблем енергетики НАН України створено інноваційні енергоефективні технології, орієнтовані на пом’якшення наслідків змін клімату, в тому числі й з використанням відновлюваних джерел енергії, а також розроблено обладнання для інженерних систем енергозабезпечення будівель житлово-комунальної сфери. Оптимізовано архітектурно-будівельні рішення, що дозволяє знизити обсяги використання енергоресурсів і тим самим зменшити викиди парникових газів. The instrumentally recorded trend of global temperature growth since the middle of the twentieth century due to rising greenhouse gases in the Earth's atmosphere (mainly CO2, CH4, N2O) has exacerbated the problems of adaptation to climate change in various sectors of the economy and human life. Problems. Adaptation to global warming also applies to communal energy. Climate change necessitates a review of both heating and air conditioning in housing and communal services. It is necessary to develop measures and mechanisms, the implementation of which will guarantee economically justified comfortable and reliable heat and cold supply of buildings and structures during climate change. Purpose. Development of measures and mechanisms adapted to climate change in the application of engineering systems for energy supply of energy efficient buildings, mainly with the use of renewable energy sources. Materials and methods. Analytical and experimental studies of heat transfer and monitoring of thermal regimes in the enclosing structures of buildings were carried out with the development of innovative energy-efficient engineering systems of energy supply demonstration, passive house type "zero-energy" (total area of four-storey building - 306 m2) using modern computers. means of diagnostics of indicators of thermal characteristics of enclosing designs and engineering systems. Results. Experimental developments of innovative energy-efficient technologies and equipment of energy supply systems of buildings were performed and their architectural and construction designs were optimized, which allowed to reduce energy use (taking into account their full production life cycle) and, as a result, reduce greenhouse gas emissions. In order to expand and deepen the theory and practice of improving the energy efficiency of buildings in the near future, the scientific priority and subject of basic and applied research have been identified. Conclusions. Developed adaptive to climate change innovative energy efficient technologies and equipment of engineering systems of energy supply of buildings using renewable energy sources and modern architectural and construction solutions can be used in the practice of energy supply of buildings of housing and communal services. 2021 Article Адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату / Б.І. Басок, Є.Т. Базєєв, І.В. Кураєва // Вісник Національної академії наук України. — 2021. — № 4. — С. 60-75. — Бібліогр.: 40 назв. — укр. 0372-6436 DOI: doi.org/10.15407/visn2021.04.060 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/180267 uk Вісник НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Статті та огляди Статті та огляди
spellingShingle	Статті та огляди Статті та огляди Басок, Б.І. Базєєв, Є.Т. Кураєва, І.В. Адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату Вісник НАН України
description	Помітний тренд підвищення глобальної температури, зафіксований з середини ХХ ст., який особливо посилився на початку ХХI ст., змусив наукове співтовариство розпочати активне обговорення можливих шляхів подальшого розвитку ситуації з глобальним потеплінням, її наслідків та проблем, пов’язаних з адаптацією до змін клімату. Проблема адаптації до глобального потепління стосується різних галузей економіки і сфер життєдіяльності людини, зокрема й комунальної енергетики. Тому в установах Відділення фізико-технічних проблем енергетики НАН України створено інноваційні енергоефективні технології, орієнтовані на пом’якшення наслідків змін клімату, в тому числі й з використанням відновлюваних джерел енергії, а також розроблено обладнання для інженерних систем енергозабезпечення будівель житлово-комунальної сфери. Оптимізовано архітектурно-будівельні рішення, що дозволяє знизити обсяги використання енергоресурсів і тим самим зменшити викиди парникових газів.
format	Article
author	Басок, Б.І. Базєєв, Є.Т. Кураєва, І.В.
author_facet	Басок, Б.І. Базєєв, Є.Т. Кураєва, І.В.
author_sort	Басок, Б.І.
title	Адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату
title_short	Адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату
title_full	Адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату
title_fullStr	Адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату
title_full_unstemmed	Адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату
title_sort	адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2021
topic_facet	Статті та огляди
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/180267
citation_txt	Адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату / Б.І. Басок, Є.Т. Базєєв, І.В. Кураєва // Вісник Національної академії наук України. — 2021. — № 4. — С. 60-75. — Бібліогр.: 40 назв. — укр.
series	Вісник НАН України
work_keys_str_mv	AT basokbí adaptacíâkomunalʹnoíteploenergetikidozmínklímatu AT bazêêvêt adaptacíâkomunalʹnoíteploenergetikidozmínklímatu AT kuraêvaív adaptacíâkomunalʹnoíteploenergetikidozmínklímatu
first_indexed	2025-07-15T20:06:57Z
last_indexed	2025-07-15T20:06:57Z
_version_	1837744802158870528
fulltext	60 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) АДАПТАЦІЯ КОМУНАЛЬНОЇ ТЕПЛОЕНЕРГЕТИКИ ДО ЗМІН КЛІМАТУ Помітний тренд підвищення глобальної температури, зафіксований з се- редини ХХ ст., який особливо посилився на початку ХХI ст., змусив на- укове співтовариство розпочати активне обговорення можливих шляхів подальшого розвитку ситуації з глобальним потеплінням, її наслідків та проблем, пов’язаних з адаптацією до змін клімату. Проблема адаптації до глобального потепління стосується різних галузей економіки і сфер жит- тєдіяльності людини, зокрема й комунальної енергетики. Тому в установах Відділення фізико-технічних проблем енергетики НАН України створено інноваційні енергоефективні технології, орієнтовані на пом’якшення на- слідків змін клімату, в тому числі й з використанням відновлюваних джерел енергії, а також розроблено обладнання для інженерних систем енергоза- безпечення будівель житлово-комунальної сфери. Оптимізовано архітек- турно-будівельні рішення, що дозволяє знизити обсяги використання енер- горесурсів і тим самим зменшити викиди парникових газів. Ключові слова: глобальне потепління, комунальна енергетика, інновації, адаптація, енергоефективність будівель. Наприкінці ХХ — на початку ХХI ст. вчені почали фіксувати помітні зміни клімату на нашій планеті, зокрема підвищен- ня глобальної температури. У квітні 2019 р. провідні фахівці Всесвітньої метеорологічної організації ООН представили звіт щодо глобального потепління, в якому зазначено, що серед- ня температура порівняно з періодом 1850–1900 рр. зросла на 1,1 °С, а порівняно з 2011–2015 рр. — на 0,2 °С [1]. Тенденція зміни клімату повною мірою стосується й Укра- їни. За останнє століття середньорічна температура повітря в Україні підвищилася більш ніж на 0,9 °С. При цьому в холод- ний період зростання температури повітря становить у серед- ньому 1,35 °С, тоді як у теплий період — 1,0 °С. Починаючи з 1989 р. середня річна температура в Україні збільшилася май- же на 1 °С. Спостерігається практично неперервний період по- тепління, впродовж якого середня температура повітря в 70 % випадків була вищою за норму. БАСОК Борис Іванович — член-кореспондент НАН України, завідувач відділу теплофізичних основ енергоощадних технологій Інституту технічної теплофізики НАН України БАЗЄЄВ Євген Трифонович — кандидат технічних наук, провідний науковий співробітник відділу теплофізичних основ енергоощадних технологій Інституту технічної теплофізики НАН України КУРАЄВА Ірина Володимирівна — доктор геологічних наук, професор, завідувач відділу геохімії техногенних металів і аналітичної хімії Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України doi: https://doi.org/10.15407/visn2021.04.060СТАТТІ СТАТТІ ТА ОГЛЯДИТА ОГЛЯДИ ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 61 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ Позитивна флуктуація температури пові- тря в період 1989–2013 рр. є найпотужнішою за всю історію інструментальних спостере- жень за погодою [2]. В Україні на найближчу перспективу (до 2030 р.) прогнозується підви- щення середніх значень місячних температур на 0,44 °С; на середньострокову перспективу (до 2050 р.) — на 1,57 °С, на довгострокову пер- спективу (до 2100 р.) — на 3,15 °С [3]. Очіку- вані зміни температури будуть неоднорідними для різних регіонів України. Наразі геофізичне явище глобального по- тепління прийнято пояснювати посиленням парникового ефекту внаслідок підвищення в атмосфері Землі концентрації так званих пар- никових газів — СО2, СН4, N2О, О3 та ін. Ця проблема викликала стурбованість та спричи- нила гострі дискусії в науковому середовищі, а за ним — і серед політиків, оскільки глобаль- ні зміни клімату безпосередньо впливають на умови життєдіяльності населення планети. У численних публікаціях на цю тему наводять- ся різні прогнози, обговорюються драматичні наслідки глобального потепління. Зрозуміло, що різні регіони планети мають різні можли- вості як щодо протидії наслідкам різких змін клімату, так і щодо адаптації до нових умов. Сьогодні ніхто не заперечує факт підвищен- ня глобальної температури, але єдиної думки про природу таких кліматичних змін поки що немає. Час від часу з’являються нові об’єкти досліджень навколишнього середовища, які впливають на клімат унаслідок природної емі- сії парникових газів. На рис. 1 наведено дані, узагальнені з різних літературних джерел, сто- совно основних антропогенних і природних факторів глобального потепління. Деякі з природних факторів було виявлено порівняно недавно, переважно за допомогою сучасних геофізичних методів досліджень. Так, фактор, пов’язаний з висхідними пото- ками флюїдів з надр Землі (другий у блоці праворуч на рис. 1), дає підстави визначати як ключову причину генерації парникових газів процеси глибинної дегазації Землі (ГДЗ). Такі процеси є головною рушійною силою ендоген- них геологічних процесів, а наскрізні дефор- маційні флюїдопровідні системи (тріщини, розломи в земній корі) — основні канали ГДЗ у літосфері. Уявлення про мантійні плюми як базові «мегатруби» дегазації, система яких контролює глобальні процеси ГДЗ, дозволяє об’єднати практично всі основні аспекти ен- догенного рудоутворення, нафтогенезу і фор- мування парникових газів на Землі [4]. Саме відновні гази (H2, CH4, H2S), які є похідними висхідного потоку вихідного флюїду в надрах Землі, взаємодіючи з киснем силікатів мантії і гірських порід земної кори, спричиняють ви- ділення тепла, а також ініціюють магматичні та гідротермальні процеси. При цьому части- на висхідного флюїду проривається до верхніх горизонтів земної кори, а його похідні у вигля- ді струменів водню, гелію, метану, сірководню досягають земної поверхні і потрапляють без- посередньо в атмосферу [5]. У 2010 р. в Арктиці було проведено унікаль- ні дослідження з вивчення причин і механіз- мів виникнення «метанового максимуму» в атмосфері Північної півкулі (крайній у блоці Рис. 1. Основні причини глобального потепління 62 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ праворуч фактор на рис. 1). Встановлені за- кономірності надходження в атмосферу вели- ких обсягів метану на мілководних акваторіях арктичних морів дають підстави вважати мета- новий фактор одним з основних при розгляді причин глобальних змін клімату на Землі, а та- кож пояснюють природу раніше зафіксованих аномалій [6]. Нещодавно великі обсяги метану було також виявлено в Антарктиді [7]. Відомо, що емісія парникових газів, зумов- лена природними факторами, перевищує ви- киди парникових газів унаслідок антропоген- ної діяльності. Оскільки суттєво вплинути на обсяги викидів парникових газів природного походження людство поки ще не може, між- народна спільнота широко обговорює і нама- гається вживати заходів, спрямованих на зни- ження антропогенних викидів. Прихильники є як у антропогенної, так і у природної концепцій підвищення глобальної температури. Антропогенну концепцію від- стоює Міжурядова група експертів зі зміни клімату (МГЕЗК). Проте є авторитетні фахів- ці та провідні наукові колективи, які вважа- ють природні фактори ключовою причиною глобального потепління. І все ж на сьогодні основною науковою і політичною базою для вивчення змін клімату залишається підхід МГЕЗК. Результати досліджень МГЕЗК з про- блеми глобального потепління у 2007 р. від- значено Нобелівською премією миру. Визначальним чинником глобального по- тепління, за даними МГЕЗК, є антропогенний вплив, а саме: підвищення в атмосфері Зем- лі концентрації парникових газів, насамперед головного з них — СО2, що утворюється вна- слідок спалювання викопного палива. Дійсно, концентрація вуглекислого газу в атмосфері збільшилася від 278 млн–1 в 1750 р. (доіндустрі- альний період) до 407,8 млн–1 у 2018 р., метану, відповідно, — від 722 до 1869 млрд–1, а оксиду азоту — від 270 до 331 млрд–1. У період з 1990 до 2018 р. концентрація довгоіснуючих парни- кових газів в атмосфері зросла на 43 %, причому на СО2 припадає 81 % цього збільшення [8]. Загальні викиди всіх парникових газів у 2019 р. становили 59,1 Гт в СО2-еквіваленті. На СО2 припадало 65 % всіх світових викидів парникових газів, що пов’язано насамперед з виробництвом та використанням енергії, а ви- киди CH4 та N2O пов’язані переважно з сіль- ським господарством та природою. Світова енергетика генерує 41 % викидів парникових газів, промисловість — 20 %, транспорт — 14 %, а сільське господарство та відходи — 15 % (рис. 2) [9]. У 2019 р. викиди CO2 при використанні ви- копного палива досягли рекордного рівня — 38,0 Гт·CO2 (діапазон ±1,9 Гт·CO2) [9]. Очіку- валося, що через пандемію COVID-19 обсяг викидів CO2 у 2020 р. може скоротитися при- близно на 7 % порівняно з 2019 р. [9], але зни- ження викидів інших парникових газів буде не таким значним. Згідно з останніми статистичними дани- ми [10], попит на первинну енергію у 2020 р. знизився майже на 4 %, глобальні викиди CO2, пов’язані з енергетикою, — на 5,8 % (від 33,4 Гт·у 2019 р. до 31,5 Гт·у 2020 р.), що є найбільшим річним зниженням з часів Другої світової ві- йни. І хоча минулорічне скорочення викидів CO2 в абсолютних величинах (майже на 2 Гт) не має прецедентів в історії людства (воно ек- вівалентне річному рівню викидів усього Єв- росоюзу), концентрація парникових газів в ат- мосфері продовжує зростати впродовж остан- нього часу за попередніми незмінними темпа- ми. Так, на станції моніторингу атмосфери в Мауна-Лоа на Гаваях у лютому 2021 р. було за- фіксовано середньомісячну концентрацію CO2 на рівні 416,75 млн–1, що на 0,6 %, більше, ніж в аналогічний період 2020 р., а середньомісячна концентрація метану в грудні 2020 р. станови- ла 1892,3 млрд–1, що на 0,9 % вище, ніж у грудні 2019 р. [11]. Така сама ситуація спостерігається і щодо концентрації N2O — зростання на 0,4 % у листопаді 2020 р. порівняно з листопадом 2019 р. (333,6 і 332,3 млрд–1 відповідно) [11]. За даними іншої ключової станції вимірю- вання забруднення повітря, розташованої на мисі Грим у Тасманії, збільшення концентра- ції CO2 у вересні 2020 р. порівняно з аналогіч- ним періодом 2019 р. становило 0,55 % (410,8 і 408,58 млн–1 відповідно) [12]. ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 63 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ На міжнародних самітах фахівці постійно обговорюють механізми пом’якшення можли- вих негативних наслідків зміни клімату та реа- лізацію заходів з адаптації до таких змін різних сфер життєдіяльності та економік країн і регі- онів. З низкою ініціатив виступила й Україна. Так, у розпорядженні Кабінету Міністрів Укра- їни від 7 грудня 2016 р. № 932-р. «Про схвален- ня Концепції реалізації державної політики у сфері зміни клімату на період до 2030 року» наголошено, що одним з основних напрямів «реалізації Концепції є адаптація до зміни клімату, підвищення опірності та зниження ризиків, пов’язаних із зміною клімату». Така адаптація здійснюється завдяки розробленню і реалізації середньострокової стратегії адапта- ції до зміни клімату в Україні на період до 2030 року, скоординованої зі стратегіями і планами розвитку секторів економіки та регіональними стратегіями розвитку. Наразі в суспільстві ак- тивно обговорюється проєкт «Стратегії еколо- гічної безпеки та адаптації до зміни клімату до 2030 року», який було оприлюднено на сайті Міндовкілля України. Важливість питань адаптації до зміни клі- мату в Україні набуває особливого значення в контексті Угоди про асоціацію між Україною та Європейським Союзом, оскільки у ст. 365 цього документа зазначено, що співробітни- цтво сторін охоплює питання розвитку та імп- лементації політики з питань зміни клімату. Отже, спочатку наведемо визначення термі- на «адаптація» стосовно проблеми зміни клі- мату. Адаптація — це процес пристосування до існуючого або очікуваного клімату і його впливів. В антропогенних системах метою адаптації є зменшення шкоди, запобігання їй або використання сприятливих можливостей [3]. Адаптація до глобальної зміни клімату і глобального потепління — це пристосовність природних або антропогенних систем у відпо- відь на реальні або очікувані кліматичні зміни, яка дозволяє зменшити власну вразливість і використовувати сприятливі умови. Можна запропонувати й інше визначен- ня: стратегія адаптації до зміни клімату — це розроблення таких заходів та механізмів їх реалізації, які дозволяють технічно й еконо- мічно обґрунтованим способом з урахуванням сучасного і прогнозованого стану економіки виключити або послабити негативний вплив зміни клімату на рівень і якість життєдіяль- Рис. 2. Світові викиди парникових газів за галузями економіки в перерахунку на СО2-еквівалент. Блок I. Енер- гетика: 1 — виробництво електроенергії і тепла; 2 — інші процеси перетворення енергії; 3 — неконтрольовані та необраховані викиди; 4 — в будівлях та інших секторах. Блок II. Промисловість: 5 — використання енергії; 6 — мінеральна продукція; 7 — інші промислові процеси. Блок III. Транспорт: 8 — автомобільний; 9 — неавтодорож- ній; 10 — міжнародний. Блок IV. Сільське господарство: 11 — с/г землекористування; 12 — процеси кишкової ферментації у с/г тварин; 13 — інше; 14 — відходи; 15 — зміни в землекористуванні [9] 64 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ ності населення та економіки України. Полі- тика адаптації щодо зміни клімату передбачає проведення комплексних міждисциплінарних досліджень з розробленням необхідних тех- нологічних (на рівні 5-го і 6-го технологічних укладів розвитку) інновацій: від визначення і уточнення причин зміни клімату, можливих загроз та наслідків цих змін до розроблення заходів, спрямованих на унеможливлення або послаблення негативного впливу змін чи при- стосування до них галузей економіки та жит- тєдіяльності населення. Адаптація до глобального потепління в еко- номіці стосується передусім агропромислово- го комплексу як гаранта продовольчої безпеки та головного експортера продукції, а також енергетичного сектору України, зокрема ко- мунальної енергетики. Зміна клімату приво- дить до зміни температурних характеристик — градусо-діб теплого і холодного періодів, ви- трати енергоресурсів на опалення і кондиціо- нування житлово-комунального сектору тощо. Мета стратегії адаптації до зміни клімату для комунальної енергетики полягає в забез- печенні такого стану муніципального енер- гопостачання (теплопостачання і кондиціо- нування), який гарантує комфортне і надійне поточне та перспективне теплохолодопоста- чання технічно і економічно обґрунтованим способом з одночасним дотриманням вимог до охорони навколишнього середовища. Предметні дослідження в комунальній енер- гетиці щодо впливу зміни клімату на теплопо- стачання і кондиціонування приміщень активі- зувалися після початку широкого обговорення проблеми глобального потепління наприкінці 90-х — на початку 2000-х років, особливо після прийняття Кіотського протоколу в 1997 р. Для житлово-комунального господарства і комунальної теплоенергетики важливо знати, як найближчими роками може змінитися по- пит на теплопостачання у зв’язку з глобальним потеплінням. За даними спостережень оціне- но параметри низькочастотної мінливості се- редньої за опалювальний період температури повітря на півдні України і відповідну зміну енерговитрат на теплопостачання для потреб населення, проаналізовано зміни середньомі- сячних температур по регіонах України з 1961 по 1991 р., визначено їх тренди з жовтня по кві- тень і розраховано енерговитрати на опалення будівель [13–15]. Надалі роботи з визначення, оцінювання наслідків глобального потепління і його впли- ву на характеристики опалювального періоду було розширено і поглиблено. У дослідженнях [2, 16–19] визначено температурні характерис- тики і динаміку змін опалювального періоду за 1900–2013 рр. та в окремі періоди цього діа- пазону і показано помітне скорочення трива- лості опалювального періоду. Наведено також короткий аналіз попередніх публікацій зі змі- ни кліматичних характеристик опалювального періоду з використанням даних, що мають зна- чення для методичного підходу до досліджен- ня закономірностей зміни параметрів опалю- вального періоду [2]. Простежено вплив кліма- ту на людину і соціально-економічні системи, зокрема розглянуто зміни клімату у зв’язку з глобальним потеплінням та їх вплив на ефек- тивність діяльності в різних сферах економіки України до 2050 р. [20, 21]. Проведено оцінку зміни тривалості опалювального періоду, мож- ливостей розвитку сонячної та вітрової енер- гетики [16–21]. Результати цих досліджень можуть стати підґрунтям для подальшого роз- витку робіт з адаптації комунального енерго- постачання до змін клімату. Доцільно прийняти середньо- і довгостро- кові дорожні карти, що передбачають розро- блення програм [22], реалізація яких стосовно теплоенергетики має бути спрямована на: 1) зниження антропогенної емісії парнико- вих газів; 2) збереження та поліпшення якості при- родних екосистем; 3) адаптацію життєдіяльності населення і секторів економіки. Основний обсяг антропогенної емісії пар- никових газів (близько 70–80 % [23]) припа- дає на паливно-енергетичний комплекс. Він генерується переважно при спалюванні вугле- водневого палива у «великій» енергетиці (те- плоелектростанції) і в комунальній теплоенер- в в O ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 65 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ гетиці (теплоелектроцентралі, районні та ав- тономні котельні). Щодо цього енергетичного сектору економіки напрями зниження обсягів викидів парникових газів є такими: 1) підвищення енергоефективності вико- ристання енергоресурсів шляхом: — вдосконалення організаційно-економіч- них механізмів управління об’єктами паливно- енергетичного комплексу; — впровадження енергоефективно-орієн- тованих інноваційних технологій у всьому технологічному ланцюжку — від видобутку до кінцевого використання енергоресурсів; 2) оптимізація процесів спалювання вугле- водневого палива з поліпшеними екологічни- ми показниками (низькоемісійне екологічно чисте спалювання); 3) використання економічно і екологічно виправданим способом відновлюваних джерел енергії — так звана низьковуглецева енергети- ка, а також намагання досягти вуглецево-ней- тральної енергетики. Огляд результатів проведених в установах Відділення фізико-технічних проблем енерге- тики НАН України досліджень з підвищення ефективності використання енергоресурсів та зниження емісії шкідливих викидів і парнико- вих газів, що сприяє вирішенню глобальних і регіональних проблем, пов’язаних з потеплін- ням клімату, наведено в роботах [24, 25]. Головні заходи і механізми адаптації до змі- ни клімату для комунальної енергетики мають бути розроблені для кінцевого споживача — енергозабезпечення будівель житлово-кому- нального сектору. Спостереження за зміною кліматичних характеристик — тривалості і се- редньої температури опалювального періоду, амплітуди коливань зовнішньої температури, кількості найбільш холодних днів тощо визна- чають плани і прогнози щодо витрат енергоре- сурсів, зміни потужностей теплогенеруючих установок, ступеня залучення до паливного циклу відновлюваних джерел енергії. При цьо- му посилюється роль адаптаційних заходів, пов’язаних з впровадженням архітектурно- будівельних інновацій — термомодернізації огороджувальних конструкцій; вибору матері- алів, що відбивають або, навпаки, поглинають сонячну радіацію; «зеленого» екранування фасадів будівель та ін. Посилюється інтерес до біоніки — розроблення механізмів адаптації до зміни клімату, створених за аналогією до жи- вої природи. Зараз у світі з такими природопо- дібними технологіями пов’язують великі надії на подолання глобальної екологічної кризи. Ці технології передбачають створення іннова- цій на основі дублювання в техносфері ефек- тивних процесів, що спостерігаються в живій природі (природовідтворювані технології); розроблення технологічних систем з викорис- танням перенесення в техносферу ефективної функціональної структури поводження речо- вини і енергії в біологічних системах (конвер- гентні технології) [26]. Одним з актуальних завдань архітектурної біоніки (архітектурний стиль, заснований на використанні в архітек- турі принципів біоніки) є пошук таких архі- тектурно-технічних рішень, які дозволяли б використовувати екологічно чисті види енер- гії — енергію сонця, вітру, ґрунту, водойм, річок тощо [27, 28]. У цьому напрямі з метою ретельного дослі- дження інноваційних науково-технічних захо- дів з підвищення енергоефективності наявного житлового фонду та сучасних новобудов було розроблено проєкт і побудовано на території Інституту технічної теплофізики НАН Украї- ни (вул. Булаховського, 2) унікальний експе- риментальний пасивний будинок типу «нуль- енергії». Будинок має три повні поверхи (основна будова), четвертий поверх площею 70 % осно- вної забудови і п’ятий — площею 30 % осно- вної забудови, де розміщена дослідницька кліматична камера реального клімату довкіл- ля. Перший цокольний поверх на 2/3 висоти (близько 2,0 м) заглиблено в ґрунт. Загальна опалювана площа становить 306 м2, тобто це аналог котеджу для середнього класу населен- ня. Будинок чітко зорієнтований по сторонах світу, має плоский односкатний дах на південь (рис. 3). Фасадні стіни на всіх поверхах вико- нано з різних комбінацій соціально доступних будівельних матеріалів (переважно екологіч- 66 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ но безпечних), вони мають товщину 38–40 см (аналог товщини несучої фасадної стіни в пів- тори рядової цеглини). Додатково на фасаді клейовим способом на- несено багатошарову теплоізоляцію з легких теплоізоляційних матеріалів загальною тов- щиною 33–34 см. Дах будинку утеплено шаром легкої базальтової вати загальною товщиною 50 см. Південний і північний фасади — глухі, без вікон. Вікна східного та західного фасадів подвійні, двокамерні, з формулою відповідно 4М1i-8-4М1i-8-4М1 і 4М1i-10-4М1i-10-4М1. Ві- конні профілі рам — п’ятикамерні. Така конструкція стінових фасадів дозво- лила отримати опір теплопередачі від 10,5 до 11,4 м2·К/Вт, що в 3,3 раза вище за вимоги чин- них ДБН В.2.6-33:2018. Опір теплопередачі світлопрозорих конструкцій зріс до 2,0 м2·К/ Вт, що в 2,7 раза перевищує чинний норматив. Розрахункове питоме річне теплоспоживан- ня такого пасивного будинку — 14,8 кВт·год/ (м2·рік) при –1,1 °С (нормативна середня тем- пература опалювального періоду для клімату м. Київ) та 21,8 кВт·год/(м2·рік) при –10,0 °С (нормативна середня температура найхолод- нішого місяця опалювального періоду (січня) для клімату м. Київ). Середня розрахункова потужність теплоспоживання опалювального періоду становить 2,6 кВт, тобто до 9–12 Вт на 1 м2 площі, реальне теплоспоживання будинку ще менше. Зазначимо, що в ЄС, незважаючи на значно сприятливіший клімат, пасивний будинок споживає 15 кВт·год/(м2·рік). Експе- риментальні питомі тепловтрати через фасади будинку за температури довкілля –10 °С ста- новлять лише 1,2–1,8 Вт/м2. Інноваційні інженерні системи енергоза- безпечення експериментального будинку. Теплозабезпечення. Для опалення та гарячого водопостачання застосовано базову теплона- сосну (потужність 6 кВт) акумуляційну низь- котемпературну систему. Як джерело низько- потенційної енергії використовується при- родна та/або закумульована теплота ґрунту чи води (у водозабірній свердловині). Для цього на території навколо будинку побудовано по- лігон ґрунтових теплообмінників різної гео- метрії (горизонтальні неглибокого залягання, вертикальні; трубні багатопетлеві, багатоходо- ві, свердловинні; об’ємні насипні; типу ґрунт- вода (рідина), ґрунт-вода-вода, ґрунт-повітря). Як додаткове джерело теплоти використано сонячні теплові колектори (плоскі, трубно-ва- куумні). Опалювальними приладами є теплі водяні підлоги різної геометрії укладки, в тому числі капілярна підлога [29], тепла стіна, те- плий простінок, настінні фанкойли. Як резерв- на або пікова система опалення застосовується класична система радіаторно-конвекторного опалення на основі твердопаливного котла Viadrus, дооснащеного оригінальним автома- тизованим пелетним пальником, та/або част- ково підлогове та настінне електроопалення. За отриманими експериментальними даними, перспективним є використання для теплопо- стачання енергоактивних вікон. Для аварійних Рис. 3. Загальний вигляд експериментального пасив- ного будинку «нуль-енергії» Інституту технічної те- плофізики НАН України ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 67 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ випадків (за повної відсутності електроенер- гії) використовується модернізована дерево- паливна піч «Мрія» з пасивною вільнокон- вективною системою канального повітряного опалення перших двох поверхів. Електрозабезпечення. Базове електропоста- чання реалізується сонячними BAPV-па не ля- ми (Building Applied Photovoltaics — накладе- ними на конструкцію) загальною площею 80 м2 і номінальною потужністю 10 кВт (фото- модулі на полікристалічному кремнії та на тонких плівках з телуриду кадмію). Фотоволь- таїка доповнена вітроагрегатом Fortis Montana номінальною потужністю 5 кВт та блоком свинцевокислотних акумуляторних батарей. Як резерв використовується бензинова порта- тивна електростанція Honda потужністю 2,6 кВт. Як додаткове електроджерело плану- ється використання BІPV-вікон (Building In- tegrated Photovoltaics), органічно і структурно вмонтованих у конструкцію. Отже, в будинку послідовно впродовж бу- дівництва та експлуатації реалізовано ланцю- жок: базова будівля — енергоефективна будів- ля (фасадні стіни з термоізоляційних матеріа- лів) — пасивна будівля (оригінально термомо- дернізовані фасади) — будівля «нуль-енергії» (енергонезалежна) — «розумна» будівля (по- стійна діагностика стану системи і моніторинг експлуатації, широке використання автомати- зації процесів в інженерних системах) — енер- гоактивна будівля (це поки що в наших пла- нах — надлишок електроенергії в літній період спрямовуватиметься на потреби Інституту). Вентиляція. Базова система вентиляції є рекуперативною з додатковим догріванням вихідного з теплообмінника повітря та попе- реднім проходженням припливного повітря через об’ємний насипний ґрунтовий акуму- лятор. В іншому варіанті припливне повітря примусово проходить через трубний ґрунто- вий теплообмінник і прямо надходить у при- міщення. Експерименти показали, що взимку температура такого повітря не опускається нижче ніж 2 °С, а влітку не перевищує 18 °С, тобто система вентиляції частково виконує функцію кондиціонування приміщень. Базова рекуперативна вентиляція взимку сприяє ро- боті системи опалення пасивного будинку, за- безпечуючи до 30–35 % теплонадходжень. Для звичайних будинків ця частка в середньому становить близько 10 %. Кондиціонування. Базова система охоло- дження використовує холодний контур пасив- ного теплового насоса, систему теплих підлог і фанкойлів, а також окрему мініканалізаційну систему відведення конденсату. Крім того, до- датково використовується система ґрунтової вентиляції. Повітряно-тепловий захист. Розроблено систему пасивного теплового захисту всіх фа- садів та даху будинку завдяки організації віль- ного прошарку в системі фасадного і дахового утеплення, в який ззовні через насипні об’ємні ґрунтові акумулятори (північний та південний) вільноконвективно надходить повітря, нагрі- ваючись взимку (максимально на 8 °С) і охо- лоджуючись влітку (на 12 °С) при взаємодії із ґрунтом [30]. Назовні потік виходить у верхній частині будинку. Фактично це система обві- ювання майже всього будинку повітрям з більш сприятливими, ніж параметри довкілля, темпе- ратурними показниками, тобто створення спе- ціального зовнішньо-локального мікроклімату. Використання власних систем тепло- і елек- трозабезпечення впродовж року дозволяє від- нести наш експериментальний пасивний бу- динок до класу будівель типу «нуль-енергії», тобто енергоавтономних (і енергонезалежних) будівель, що не залучають енергію з центра- лізованих мереж, а виробляють її власне в са- мій будівлі або на прилеглій до неї території з відновлюваних джерел енергії. Загалом цей будинок є характерним прикладом вдалої реа- лізації енергоефективних рішень автономного енергозабезпечення пасивних будівель з ви- користанням виключно енергії довкілля, що відповідає сучасним трендам розвитку низь- ковуглецевої енергетики і сприяє зменшенню викидів парникових газів. Будинок є повномасштабним науково-до- слідним і діагностично-демонстраційним стен- дом для дослідження теплофізичних власти- востей перспективних теплоізоляційних буді- 68 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ вельних матеріалів у реальних умовах їх екс- плуатації; для створення надійних будівельних фасадних теплоізоляційних конструкцій з них та інноваційних систем енерго(ресурсо)забез- печення. Зазначимо, що будинок використову- ється також як навчально-методична і лабора- торна база для студентів теплоенергетичних спеціальностей таких закладів вищої освіти, як Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Іго- ря Сікорського», Київський національний уні- верситет будівництва і архітектури, Націо- нальний університет харчових технологій, На- ціональний університет біоресурсів і природо- користування. У більш загальному аспекті в Інституті тех- нічної теплофізики НАН України проведено детальні дослідження з енергоефективності всієї сфери теплопостачання населення [31, 32]. Розроблено пропозиції технологічних, організаційних і соціально-економічних ін- новацій, спрямованих на підвищення енерго- ефективності будівель, а також обладнання та інженерних систем їх енергозабезпечення, зокрема при спорудженні пасивних будинків типу «нуль-енергії». Результати цих дослі- джень, важливі для розроблення енергоефек- тивно-інноваційної стратегії енергозабезпе- чення будівель і, як наслідок, зниження обся- гів використання первинних енергоресурсів і енергомісткості економіки України, наведено в [33, 34], зокрема: • обґрунтовано нові оригінальні підходи, принципи і методи стратегічного управління технологічною модернізацією енергопостачан- ня і підвищення енергоефективності теплоза- безпечення будівель і споруд із застосуванням технологічних і організаційно-економічних інновацій, з урахуванням тренду використан- ня відновлюваних джерел енергії та інтелекту- альних систем; • розроблено систему індикаторів та гаран- тій технологічної модернізації теплозабез- печення будівель та споруд, спрямованих на посилення безпеки, збереження і підвищення якості життєдіяльності людини при реалізації технологічних рішень; • сформульовано новий науковий на- прям — методологію організаційно-економіч- ного та інноваційного забезпечення модерні- зації систем енергопостачання і підвищення енергоефективності будівель та споруд з ура- хуванням їх термомодернізації і тренду вико- ристання низьковуглецевих технологій у трі- аді енергетика–економіка–екологія з метою збереження і підвищення якості життєдіяль- ності людини. Суспільна значущість проведених робіт полягала в науковому обґрунтуванні іннова- ційного розвитку сфери енергозабезпечення населених пунктів України в умовах зміни клімату (з урахуванням тренду використання відновлюваних джерел енергії і взаємозв’язку вимог до підвищення енергоефективності, економічності, екологічності), конкуренто- спроможність якої суттєво перевищуватиме нинішні показники комунальної теплоенерге- тики і енергозабезпечення будівель та споруд житлово-комунальної і громадської сфери. Зважаючи на отримані результати дослі- джень інфраструктури енергопостачання діа- гностично-демонстраційного пасивного бу- динку та з метою поглиблення й розширення теорії і практики підвищення енергоефектив- ності будівель, на найближчу перспективу визначено головні цілі наукових досліджень, предмети фундаментальних і прикладних до- сліджень, тематику, методи та інструментарій таких досліджень з урахуванням тренду змін клімату. Фундаментальні дослідження. Предмет до- сліджень — розвиток науково-технічних основ розроблення енергоефективних технологій енергопостачання будівель житлово-кому- нальної сфери. Тематика досліджень: 1) поглиблення та розширення теорії те- плообміну в пористих конструкціях будівель, зокрема з урахуванням у тепловому балансі будівель пасивного внеску енергії сонячного випромінювання; 2) поглиблення і розширення теорії тепло- обміну в ґрунтових масивах при використанні для енергопостачання будівель геотермальної енергії верхніх шарів ґрунту; ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 69 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ 3) системний і безперервний моніторинг упродовж року всіх проявів кліматичних чин- ників (сонячної радіації, швидкості й напряму вітру, температури зовнішнього повітря), ана- ліз їх впливу на теплопередачу через зовнішні елементи будівель. Прикладні дослідження. Предмет дослі- джень — розроблення технологій енергоефек- тивних систем енергопостачання будівель з урахуванням оптимізації архітектурно-плану- вальних рішень будівель. Тематика досліджень: 1) оцінка потенціалу і стану ринку паливно- ресурсної бази енергопостачання, в тому числі з урахуванням нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії; 2) експериментальні дослідження з розро- блення науково-конструктивних рішень при створенні енергоефективних технологій та обладнання енергопостачання будівель з ви- значенням вихідних даних і залежностей для інженерних розрахунків обладнання та кон- структивних елементів будівель; 3) розвиток методів поглибленого техні- ко-економічного аналізу енергоефективності енергопостачання будівлі; 4) розроблення організаційно-економічних і управлінських заходів та механізмів щодо під- вищення ефективності енергопостачання буді- вель. Європейський парламент 13 вересня 2016 р. прийняв Стратегію ЄС у сфері опалення та охолодження (EU Strategy on heating and cooling, СОМ(2016)), основними пріоритета- ми якої визначено підвищення енергоефектив- ності і декарбонізації наявних і новоспоруджу- ваних будівель у всіх галузях економіки [35]. Тому одним з основних напрямів діяльності Енергетичного союзу є розроблення та без- альтернативне впровадження середньо- і дов- гострокових програм щодо реформування не- ефективних систем опалення (охолодження), що сприятиме зменшенню використання ви- копних енергоносіїв та зниженню імпортоза- лежності країн Євросоюзу [28]. На міжнародному рівні пропонується обго- ворити та затвердити Кліматичну стратегію, яка б визначила основні напрями роботи щодо управління викидами парникових газів та ді- яльності у сфері адаптації до зміни клімату [36]. В Україні також потрібен більш систем- ний підхід до формування ефективної політи- ки протидії змінам клімату та адаптації до них. Висновки. З огляду на зазначене потрібно внести корективи в систему управління ба- гатьох галузей економіки України, зокрема комунальної енергетики, насамперед тепло- постачання будівель і кондиціонування при- міщень житлово-комунального сектору. Тому вкрай важливо розробити заходи щодо форму- вання політики адаптації комунальної енерге- тики — визначити і обґрунтувати основні на- прями вирішення ключових проблем адаптації муніципального енергозабезпечення (теплохо- лодозабезпечення) до глобального потепління з урахуванням норм і стандартів у сфері енер- гоефективності, громадського будівництва та реконструкції житлового фонду, муніципаль- ного енергозабезпечення з узгодженням нор- мативних документів з директивами Європей- ського Союзу щодо муніципального енергоза- безпечення та енергоефективності будівель. Потрібно також змінити прикладні темпе- ратурні характеристики, передусім кількість градусо-діб та терміни теплого і холодного періодів, удосконалити інженерні системи та обладнання енергопостачання будівель, опти- мізувати теплотехнічні характеристики огоро- джувальних будівельних конструкцій, зокрема при спорудженні пасивних будинків, будинків типу «нуль-енергії», «зелених» будинків, еко- логічних будинків, поліпшити архітектуру бу- дівель тощо. Слід сформувати політику адаптації до змі- ни клімату в умовах України, розробити від- повідний регуляторний документ — стратегію адаптації комунального енергозабезпечення до зміни клімату і контролю за її реалізацією. Основні принципи такої стратегії схематично наведено на рис. 4. Положення стратегії адаптації до зміни клі- мату муніципального енергопостачання мають містити: • цілі стратегії адаптації до глобального по- тепління; 70 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ • характеристики умов і визначення факто- рів-загроз глобального потепління для кому- нального енергопостачання (теплопостачання і кондиціонування); • визначення показників, індикаторів, їх порогових значень, вихід за межі яких ство- рює загрозу для комунального енергопоста- чання; Рис. 4. Блок-схема стратегії адаптації комунальної енергетики до зміни клімату ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 71 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ • принципи забезпечення адаптації до гло- бального потепління; • завдання з розроблення заходів і механіз- мів, які виключають або послаблюють вплив негативних умов і факторів, спричинених гло- бальним потеплінням; • вимоги до організації моніторингу як опе- ративно-аналітичної і діагностичної системи управління адаптаційними заходами і меха- нізмами для усунення можливих відхилень від порогових значень показників, що ство- рюють загрозу для муніципального енерго- постачання. При розробленні принципів і методів реалі- зації політики адаптації комунальної енерге- тики до змін клімату необхідно взяти до уваги пропозиції Національного інституту страте- гічних досліджень [37]. Реалізація стратегії адаптації комунальної енергетики до змін клімату сприятиме еко- номії та раціональному використанню па- ливно-енергетичних і матеріальних ресурсів, зниженню витрат на енергопостачання жит- лово-комунального сектору, впровадженню інноваційних архітектурних, інженерно-бу- дівельних рішень, підвищенню комфортності і рівня життя населення, а також зменшенню залежності країни від імпорту паливно-енерге- тичних ресурсів, а тому зміцнюватиме енерге- тичну безпеку країни. Перші кроки в напрямі створення рамкової стратегії адаптації всієї країни до глобально- го потепління вже заплановано [38]. Зокрема, 24 січня 2020 р. Кабінет Міністрів України створив міжвідомчу групу з подолання наслід- ків зміни клімату. Мета її діяльності — захист здоров’я та добробуту громадян від ризиків і наслідків зміни клімату. В рамках Паризької угоди разом з усім світом Україна напрацьову- ватиме заходи і механізми, спрямовані на зни- ження рівня викидів. Зазначимо також, що згадані вище заходи зі зменшення обсягів викидів парникових га- зів, що продукуються технологіями паливно- енергетичного комплексу, підтримує більшість представників науково-технічної спільноти і політикуму. Однак не всі вважають продук- тивним такий підхід до вирішення кліматич- ної проблеми, коли все зводиться тільки до скорочення викидів парникових газів. Більш того, його характеризують як вузький і контр- продуктивний [39]. У пошуку шляхів змен- шення антропогенного впливу на навколишнє середовище вказують на «необхідність і ефек- тивність системного підходу, що передбачає пріоритет інституційних, структурних і тех- нологічних перетворень у суспільстві та еко- номіці. Аналізується проблема взаємозв’язку природничо-наукового та соціогуманітарного знання і методів вивчення проблеми глобаль- них і регіональних змін клімату та їх соціаль- но-економічних наслідків» [39]. Як методоло- гічну та інструментальну основу досліджень пропонується використовувати теорію ризику і моделювання. Сьогодні фізичні і геополітичні аспекти глобального потепління стали однією з най- актуальніших трансдисциплінарних проблем сучасного світу [40]. Вкрай необхідно розви- вати і вдосконалювати наукові, технологічні та організаційні (наприклад, стратегічний енер- гоменеджмент) основи адаптації життєдіяль- ності до наявних та очікуваних змін клімату. Стаття написана в рамках виконання цільо- вої програми наукових досліджень НАН України «Інтелектуальна екологічно безпечна енерге- тика з традиційними та відновлюваними дже- релами енергії» та цільового міждисциплінар- ного проєкту НАН України «Науково-технічні та економіко-екологічні засади низьковуглеце- вого розвитку України». 72 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ REFERENCES [СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ] 1. WMO Provisional Statement of the State of the Climate 2019. https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_ id=10108 2. Lyalko V.I., Elistratova L.O., Apostolov O.A. Changes of parameters of the heating period on the territory of Ukraine as a result of global warming. Dopov. Nac. Akad. Nauk Ukr. 2016. (11): 61–69. DOI: https://doi.org/10.15407/dopo- vidi2016.11.061 [Лялько В.І., Єлістратова Л.О., Апостолов О.А. Зміна параметрів опалювального періоду на території України в результаті глобального потепління. Доповіді НАН України. 2016. № 11. С. 61–69.] 3. Increasing the climate resilience of the agricultural sector of the South of Ukraine. Hungary, Szentendre. Regional environmental center, 2015 (in Ukrainian). http://documents.rec.org/publications/ClimateResilienceUkraine.pdf [Підвищення стійкості до зміни клімату сільськогосподарського сектору Півдня України. Угорщина, Сентендре. Regional environmental center. 2015. 73 с.] 4. Shestopalov V.M., Lukin A.E., Zgonnik V.A., Makarenko A.N., Larin N.V., Boguslavsky V.M. Essays on the degassing of the Earth (Narysy dehazatsii Zemli). Kyiv, 2018. (in Ukrainian). [Шестопалов В.М., Лукін А.Е., Згонник В.А., Макаренко А.Н., Ларін М.В., Богуславський В.М. Нариси дега- зації Землі. Київ, 2018. 632 с.] 5. Nikolaev A.V. Problems of geotomography. In: Problems of Geotomography (Problemy geotomografii). Moscow: Nau- ka, 1997. P. 4-38 (in Russian). [Николаев А.В. Проблемы геотомографии. В кн.: Проблемы геотомографии. Москва: Наука, 1997. С. 4–38.] 6. Sergienko V.I. Speech at the general meeting of the RAS (transcript). Herald of the Russian Academy of Sciences. 2011. 81(5): 476. DOI: https://doi.org/10.1134/S1019331611050212 [Сергиенко В.И. Выступления участников Общего собрания Российской академии наук. Вестник РАН. 2011. Т. 81, № 10. С. 893.] 7. An underwater methane leak is taking place near Antarctica. Gismeteo. 27.07.2020. (in Russian). https://www.gisme- teo.ua/news/klimat/33935-vozle-antarktidy-proishodit-podvodnaya-utechka-metana/ [Возле Антарктиды происходит подводная утечка метана. Gismeteo.Новости. 27.07.2020.] 8. Isotopes confirm the dominant role of fossil fuel combustion in increasing levels of atmospheric carbon dioxide. WMO Greenhouse Gas Bulletin. 2019. No. 15, November 25. [Бюллетень ВМО по парниковым газам. 2019. №15/25 ноября.] 9. Emissions Gap Report 2020. UN Environment Programme. https://www.unep.org/emissions-gap-report-2020 10. Global Energy Outlook: CO2 Emissions in 2020. Paris: IEA, 2021. https://www.iea.org/articles/global-energy-re- view-co2-emissions-in-2020 11. Trends in Atmospheric Carbon Dioxide. https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/ 12. McGrath M. Climate change: Covid pandemic has little impact on rise in CO2. BBC News. 23 November 2020. https://www.bbc.com/news/science-environment-55018581 13. Anisimov O.A. Impact of anthropogenic climate change on heating and air conditioning of buildings. Meteorologiya i Gidrologiya. 1999. (6): 10–17. (in Russian). [Анисимов О.А. Влияние антропогенного изменения климата на обогрев и кондиционирование зданий. Метеорология и гидрология. 1999. № 6. С. 10–17.] 14. Degterev A.Kh., Degtereva L.N. Assessment of changes in energy consumption for heat supply in connection with interannual temperature variability in the south of Ukraine. Meteorologiya i Gidrologiya. 2008. (11): 53–56 (in Rus- sian). [Дегтерев А.Х., Дегтерева Л.Н. Оценка изменения энергозатрат на теплоснабжение в связи с межгодовой изменчивостью температур на юге Украины. Метеорология и гидрология. 2008. № 11. С. 53–56.] 15. Degterev A.Kh., Degtereva L.N. Assessment of the influence of seasonal temperature changes on energy consumption in Ukraine during the heating season. Meteorologiya i Gidrologiya. 2002. (12): 58–61 (in Russian). [Дегтерев А.Х., Дегтерева Л.Н. Оценка влияния сезонных изменений температуры на энергопотребление Украины в отопительный период. Метеорология и гидрология. 2002. № 12. С. 58–61.] 16. Lyalko V.I. (ed) Greenhouse effect and climate change in Ukraine: assessments and consequences. Kyiv: Naukova Dum- ka, 2015. (in Ukrainian). [Парниковий ефект і зміни клімату в Україні: оцінки та наслідки. За ред. В.І. Лялька. Київ: Наук. думка, 2015. 284 с.] ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 73 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ 17. Khodakov V.E., Sokolova O.N. Natural and climatic factors and socio-economic systems (Prirodno-klimaticheskiye fak- tory i sotsial’no-ekonomicheskiye sistemy). Kherson, 2016. P. 567–601 (in Russian). [Ходаков В.Е., Соколова Н.А. Природно-климатические факторы и социально-экономические системы. Херсон, 2016. С. 567–601.] 18. Stepanenko S.M., Pol’ovyi A.M., Loboda N.S., Khokhlov V.M., Ermolenko N.S. On climate change and its impact on the economy of Ukraine (Pro klimatychni zminy ta yikh vplyv na sfery ekonomiky Ukrainy). Odesa, 2015. (in Ukrai- nian). [Степаненко С.М., Польовий А.М., Лобода Н.С., Хохлов В.М., Єрмоленко Н.С. Про кліматичні зміни та їх вплив на сфери економіки України. Одеса: ТЕС, 2015. 518 c.] 19. Degterev A.Kh. Climate change in Crimea over the past decades. Voprosy Bezopasnosti. 2020. (2): 1–6. DOI: https:// doi.org/10.25136/2409-7543.2020.2.32821. [Дегтерев А.Х. Изменение климата Крыма за последние десятилетия. Вопросы безопасности. 2020. № 2. С. 1–6.] 20. Boychenko S. Semi-empirical models and scenarios of global and regional climate change (Napivempirychni modeli ta stsenarii hlobalnykh i rehionalnykh zmin klimatu). Kyiv: Naukova Dumka, 2008. (in Ukrainian) [Бойченко С.Г. Напівемпіричні моделі та сценарії глобальних і регіональних змін клімату. Київ: Наук. думка, 2008. 310 с.] 21. What Ukraine should do about climate change: summary of the Energy of Change forum-2018. Mistosite. 14.09.2018. https://mistosite.org.ua/articles/shcho-robyty-ukraini-zi-zminamy-klimatu-konspekt-forumu-enerhiia-zmin-2018 [Що робити Україні зі змінами клімату: конспект форуму «Енергія Змін - 2018». Mistosite. 14.09.2018.] 22. Priorities of Ukraine’s policy to prevent global warming in the post-Kyoto period. Analytical report. The National Institute for Strategic Studies. 04.10.2011. (in Ukrainian) https://niss.gov.ua/doslidzhennya/nacionalna-bezpeka/ prioriteti-politiki-ukraini-schodo-poperedzhennya-globalnogo [Пріоритети політики України щодо попередження глобального потепління у посткіотський період. Аналітична записка Національного інституту стратегічних досліджень. 2011.] 23. Ukraine and the policy of combating climate change: the economic aspect. Analytical report. Kyiv, 2016. (in Ukrai- nian) [Україна і політика протидії зміні клімату: економічний аспект. Аналітична доповідь. За заг. ред. В.Р. Сіденка i О.О. Веклич. Київ: Заповіт, 2016. 208 с.] 24. Kyrylenko O.V., Basok B.I., Bazeyev Ye.T., Blinov I.V. Power industry of Ukraine and realities of the global warming. Tekhnichna Elektrodynamika. 2020. (3): 52-61. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2020.03.052 [Кириленко О.В., Басок Б.І., Базєєв Є.Т., Блінов І.В. Енергетика України та реалії глобального потепління. Технічна електродинаміка. 2020. № 3. С. 52–61.] 25. Basok B.I., Bazeyev Ye.T. On the problem of adaptation of communal energy to global warming (review). Thermo- physics and Thermal Power Engineering. 2020. 42(2): 48–59. DOI: https://doi.org/10.31472/ttpe.2.2020.5 [Басок Б.І., Базєєв Є.Т. Про проблему адаптації комунальної енергетики до глобального потепління (огляд). Теплофізика та теплоенергетика. 2020. Т. 42, № 2. С. 48–59.] 26. Trubetskoi K.N., Zakharov V.N., Galchenko Y.P. Naturelike and Convergent Technologies for Developing Litho- sphere Mineral Resources. Herald of the Russian Academy of Sciences. 2020. 90(3): 332–337. DOI: https://doi. org/10.1134/S1019331620030065 [Трубецкой К.Н., Захаров В.М., Гальченко Ю.П. Природоподобные и конвергентные технологии при освоении минеральных ресурсов литосферы. Вестник РАН. 2020. Т. 90. № 6. С. 560–566.] 27. Lebedev Yu.S., Rabinovich V.I., Polozhai E.D. et al. Architectural bionics (Arkhitekturnaya bionika). Moscow: Stroy- izdat, 1990. (in Russian). [Лебедев Ю.С. и др. Архитектурная бионика. Москва: Стройиздат, 1990. 269 с.] 28. Aldersey-Willams H. Zoomorphic: New Animal Architecture. Collins Design, 2003. 29. Patent of Ukraine No. 104468. Dolinsky A.A., Basok B.I., Nedbaylo O.M., Bozhko I.K., Tkachenko M.V., Zasetsky I.G. Heat exchanger of type capillary heated floor. [Патент України на корисну модель № 104468. Долінський А.А., Басок Б.І., Недбайло О.М., Божко І.К., Ткаченко М.В., Засецький І.Г. Теплообмінник типу капілярна тепла підлога.] 30. Patent of Ukraine No. 88791. Basok B.I., Novitska M.P., Kuzhel L.M., Bozhko I.K., Nedbaylo O.M., Tkachenko M.V., Goncharuk S.M. Method of providing an air-thermal curtain with ground warmth. [Патент України на корисну модель № 88791. Басок Б.І., Новіцька М.П., Кужель Л.М., Божко І.К., Недбай- ло О.М., Ткаченко М.В., Гончарук С.М. Спосіб забезпечення повітряно-теплової завіси теплотою ґрунту.] 74 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ 31. Paton B.E., Dolinsky A.A., Heyets V.M., Kukhar V.P., Basok B.I., Bazyeev E.T., Podolets R.Z. Target reference points of the National Strategy for Heating Supplies of Settlements of Ukraine. Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr. 2014. (9): 29–47. DOI: https://doi.org/10.15407/visn2014.09.029 [Патон Б.Є., Долінський А.А., Геєць В.М., Кухар В.П., Басок Б.І., Базєєв Є.Т., Подолець Р.З. Пріоритети національної стратегії теплозабезпечення населених пунктів України. Вісник НАН України. 2014. № 9. С. 29– 47.] 32. Basok B.I., Novoseltsev O.V., Dubovsky S.V., Baseyev E.T. Modernization of district heating systems of settlements of Ukraine. Thermal Physics. Energy. Efficiency. Energy Economy. Ecology. Kyiv: Kalita, 2018. (in Ukrainian). [Басок Б.І., Новосельцев О.В., Дубовський С.В., Базєєв Є.Т. Модернізація систем теплозабезпечення населених пунктів України. Теплофізика. Енергоефективність. Енергоекономіка. Екологія. Київ: Калита, 2018. 406 с.] 33. Basok B.I. (ed) Organizational and economic mechanisms of modernization of heat energy of Ukraine (Orhanizatsiino- ekonomichni mekhanizmy modernizatsii teploenerhetyky Ukrainy). Kyiv: Kalita, 2015. (in Ukrainian). [Організаційно-економічні механізми модернізації теплоенергетики України. За ред. Б.І. Баска. Київ: Калита, 2015.] 34. Basok B.I., Bazeyev E.T. Priority of Increase of Energy Efficiency in Ukraine. Thermophysics and Thermal Power Engineering. 2017. 39(4): 61-67. DOI: https://doi.org/10.31472/ihe.4.2017.09 [Басок Б.И., Базеев Е.Т. Инновационные технологии для зданий — приоритет повышения энергоэффективности в Украине. Пром. теплотехніка. 2017. Т. 39. № 4. С. 61–67.] 35. EU strategy on heating and cooling. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:52016DC0051 36. The main provisions of energy strategies and programs of the European Union for the development of energy in the formation of a pan-European electricity market. Ministry of Energy and Coal of Ukraine. Kyiv, 2017. (in Ukrainian). [Основні положення енергетичних стратегій та програм Європейського Союзу щодо розвитку енергетичної сфери в умовах формування загальноєвропейського ринку електроенергії. Міненерговугілля України. Київ. 2017. 93 с.] 37. Adaptation to climate change in Ukraine: problems and prospects. Analytical report. The National Institute for Stra- tegic Studies. 2016. (in Ukrainian) http://old2.niss.gov.ua/articles/2223/ [Адаптація до змін клімату в Україні: проблеми і перспективи. Аналітична записка Національного інституту стратегічних досліджень. 2016.] 38. The Ministry of Environment forecasts climate change in Ukraine for 2030, 2050 and 2100. Dzerkalo tyzhnia. 04.08.2020. https://zn.ua/POLITICS/minprirody-sprohnoziruet-izmenenija-klimata-v-ukraine-na-2030-2050-i- 2100-hody.html [Мінприроди спрогнозує зміни клімату в Україні на 2030, 2050 і 2100 роки. Дзеркало тижня. 04.08.2020.] 39. Danilov-Danil’yan V.I., Kattsov V.M., Porfiriev B.N. The Problem of Climate Change: The Field of Convergence and Interaction between Natural Sciences and the Sociohumanities. Herald of the Russian Academy of Sciences. 2020. 90(5): 577-587. DOI: https://doi.org/10.1134/S1019331620050123 [Данилов-Данильян В.И., Катцов В.М., Порфирьев Б.Н. Проблема климатических изменений – поле сближе- ния и взаимодействия естественных и социогуманитарных наук. Вестник РАН. 2020. Т. 90, № 10. С. 914–925.] 40. Basok B.I., Baseyev Ye.T., Kurayeva I.V. Global Warming — physics and geopolitics (Review). 1. Anthropogenic and natural concepts of climate change Thermophysics and Thermal Power Engineering. 2021. 43 (1): 38–50. DOI: https:// doi.org/10.31472/ttpe.1.2021.5 [Басок Б.І., Базєєв Є.Т., Кураєва І.В. Глобальне потепління — фізика і геополітика (огляд). 1. Антропогенна та природна концепції змін клімату. Теплофізика та теплоенергетика. 2021. Т. 43, № 1. С. 38–50.] ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 75 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ Boris I. Basok ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8935-4248 Yevgeniy T. Bazyeev ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4292-1505 Institute of Engineering Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine Iryna V. Kuraieva ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3113-7782 Semenenko Institute of geochemistry, mineralogy and ore formation of the National Academy of sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine ADAPTATION OF MUNICIPAL HEAT ENERGY TO CLIMATE CHANGE The instrumentally recorded trend of global temperature growth since the middle of the twentieth century due to rising greenhouse gases in the Earth's atmosphere (mainly CO2, CH4, N2O) has exacerbated the problems of adaptation to climate change in various sectors of the economy and human life. Problems. Adaptation to global warming also applies to communal energy. Climate change necessitates a review of both heating and air conditioning in housing and communal services. It is necessary to develop measures and mechanisms, the implementation of which will guarantee economically justified comfortable and reliable heat and cold supply of buildings and structures during climate change. Purpose. De- velopment of measures and mechanisms adapted to climate change in the application of engineering systems for energy supply of energy efficient buildings, mainly with the use of renewable energy sources. Materials and methods. Analytical and experimental studies of heat transfer and monitoring of thermal regimes in the enclosing structures of buildings were carried out with the development of innovative energy-efficient engineering systems of energy supply demonstration, passive house type "zero-energy" (total area of four-storey building - 306 m2) using modern computers. means of diag- nostics of indicators of thermal characteristics of enclosing designs and engineering systems. Results. Experimental de- velopments of innovative energy-efficient technologies and equipment of energy supply systems of buildings were per- formed and their architectural and construction designs were optimized, which allowed to reduce energy use (taking into account their full production life cycle) and, as a result, reduce greenhouse gas emissions. In order to expand and deepen the theory and practice of improving the energy efficiency of buildings in the near future, the scientific priority and sub- ject of basic and applied research have been identified. Conclusions. Developed adaptive to climate change innovative energy efficient technologies and equipment of engineering systems of energy supply of buildings using renewable energy sources and modern architectural and construction solutions can be used in the practice of energy supply of buildings of housing and communal services. Keywords: global warming, municipal energy, innovations, adaptation, energy efficiency of buildings.

Адаптація комунальної теплоенергетики до змін клімату

Репозитарії

Схожі ресурси