Обзор статьи «Энергоэффективные посёлки и жилые районы»

В последнем номере журнала «Здания высоких технологий» (зима 2014) представлена статья Ю.А. Табунщикова «Энергоэффективные посёлки и жилые районы», в которой описаны примеры строительства энергоэффективных зданий и поселков.

Здание правления Верховной власти Лондона. Форма здания была выбрана в результате научного анализа с целью уменьшения потерь и притока теплоты через облицовку здания и тем самым для снижения затрат энергии. Максимальная экономия энергии достигается при минимизации площади внешней поверхности здания, поэтому при выборе формы здания за основу была взята сфера, т. к. она имеет площадь поверхности на 25 % меньше площади поверхности куба такого же объема. Проведенные затем преобразования этой чистой формы позволили выявить наиболее оптимальные параметры, в особенности касающиеся поверхности, подвергаемой воздействию прямых солнечных лучей.

Большую часть года в здании действует система естественной вентиляции, во всех офисных помещениях имеются открываемые окна; теплота, вырабатываемая компьютерами, осветительными приборами и людьми, может повторно использоваться внутри здания; для охлаждения здания имеются скважины, по которым могут закачиваться холодные грунтовые воды. Комбинация этих энергосберегающих систем обеспечивает тепловой режим, при котором в течение большей части года для здания правления не требуется дополнительного обогрева, при этом количество потребляемой энергии составляет только четверть от энергии, потребляемой типичным офисным зданием.

Здание лондонского правления Swiss Re в Сити. Профиль этой высокой башни можно сравнить с сигарой – цилиндр, вначале утолщающийся с высотой, а затем сходящий на конус на самом верху. Такая форма отвечает специфическим требованиям малого пространства, на котором расположено здание. Двойной изгиб башни уменьшает отражения и улучшает светопроницаемость; тонкий профиль здания максимально увеличивает пространство и степень проникновения дневного света на уровне земли.

Стратегия взаимодействия здания с окружающей средой основана на размещении небесных садов в шести треугольных врезках в краях каждой круглой плиты настила. Сады образуют часть системы естественной вентиляции здания, в них высажены растения, интенсивно насыщающие воздух кислородом.

 

Строительство энергоэффективных районов или поселков по сравнению со строительством отдельных демонстрационных энергоэффективных зданий позволяет на принципиально более высоком уровне изучить в реальных условиях энергосберегающие технологии, а также их взаимосвязь с экологическими и социальными аспектами. Мировой опыт строительства различных энергоэффективных зданий показал, что нелегко убедить клиента в необходимости сохранения энергии, поскольку внедрение энергосберегающих мероприятий обычно требует дополнительных затрат. Даже если эти затраты окупятся в 10-летний период, клиенту это кажется слишком долго. Поэтому при строительстве энергоэффективных поселков и жилых районов применяется такой подход, когда речь идет не только об экономии энергии, но и об экологическом и социальном аспектах, о долговременности строительства, его влиянии на окружающую среду, другими словами, о так называемом жизнеподдерживающем (sustainable) строительстве.

Жилой район Viikki в Финляндии. Пример интересен тем, что охватывает практически все основные аспекты, посредством которых обеспечиваются энергетическая эффективность, экологическая безопасность и высокое качество среды обитания: это и использование инновационных инженерных систем, и альтернативная энергетика, и водосбережение, и гармонизация формы здания с окружающей средой:

  • Ориентация здания выбрана так, чтобы максимально использовать теплоту и свет солнечной радиации (ориентация фасадов и большой площади остекления на юг), а также улучшить защиту от ветра.
  • Ограждающие конструкции выполнены из энергосберегающих материалов с эффективной теплоизоляцией.
  • Система отопления. Используются низкотемпературные отопительные системы. Для напольного отопления применяется теплота обратной воды системы теплоснабжения. Счетчики теплоты установлены в каждом помещении. Производится индивидуальный контроль температуры.
  • Система вентиляции. Индивидуальная механическая вентиляция с рекуперацией теплоты организована раздельно для каждой квартиры. Производится предварительный подогрев наружного воздуха, подаваемого через окна специальной конструкции или остекленные балконы. Осуществляется утилизация теплоты удаляемого воздуха. Системы естественной вентиляции имеют повышенную эффективность за счет специальной конструкции дефлекторов.
  • Система водоснабжения и водоотведения. Жилища оборудованы устройствами экономии воды и раздельными водосчетчиками. Осуществляется сбор дождевой воды для полива. Сточные воды очищаются и повторно используются.
  • Альтернативная энергетика. Солнечные коллекторы подключены к магистралям горячей воды. На балконах некоторых многоэтажных зданий установлены фотоэлектрические панели.

Проект малоэтажного жилого микрорайона вблизи деревни Дудкино в Подмосковье отличается тем, что проектировщикам удалось совместить преимущества комфортного проживания в городском квартале с достоинствами проживания в отдельно стоящем загородном здании, сохранив при этом стоимость жилья на приемлемом уровне (сопоставимую со стоимостью обычной квартиры) и обеспечив высокое качество среды обитания при минимизации энергопотребления, водосбережении и повышении экологической безопасности.

  • Все здания спроектированы и ориентированы по сторонам света с учетом максимальной естественной инсоляции.
  • Альтернативная энергетика. В качестве основного источника теплоты в системе горячего водоснабжения служат солнечные коллекторы. Для наружного освещения и аварийного электроснабжения всех домов использованы солнечные батареи.
  • Система вентиляции. Для нагрева и охлаждения воздуха в системе приточно-вытяжной вентиляции использован тепловой насос.
  • Система водоотведения. Ливневые стоки собираются и используются.
  • Система автоматизации. Создана единая система диспетчеризации с возможностью дистанционного управления инженерными системами.
  • Система освещения. Общее освещение осуществляется от светодиодных светильников.
  • Продуманная схема пешеходного движения и централизованная утилизация мусора в поселке.

Коттеджный поселок Первомайское в Подмосковье. Главной особенностью является его система теплоснабжения, выполненная на базе использования теплоты грунта посредством теплонасосных установок. Опыт реализации коттеджного поселка особенно любопытен еще и благодаря тому обстоятельству, что здания изначально создавались не как демонстрационные, а как коммерческие проекты – анализ и сравнение альтернативных вариантов энергоснабжения объекта показали, что вариант с тепловыми насосами по капитальным затратам, даже без учета стоимости самого газа, экономически более выгоден, чем вариант с газовыми водонагревателями, что было обусловлено главным образом высокой стоимостью подключения к газовым сетям.

  • Система отопления. Реализована система отопления на базе теплонасосных установок, использующих низкопотенциальную тепловую энергию земли. Установлены напольные отопительные панели (теплые полы). В качестве отопительных приборов применяются низкотемпературные системы на основе замоноличенных в стяжку змеевиков из термостойких труб и сшитого полиэтилена (PEX).
  • Система вентиляции – по преимуществу естественная.
  • Ограждающие конструкции. Несъемная опалубка одновременно выполняет функцию тепло- и звукоизоляции.