10226

Рисунок 7. The Burj al-Taqa (Бурж Аль-Таква), Дубай.

Источник: http://ctoday.ru/burj_al_taqa/.

Рисунок 8. The Lighthouse Tower (Маяк), Дубай. Источник: http://arch-future.com/news/1/2010-09-25-47.

Рисунок 9. The Pearl River Tower (Жемчужная Река), Китай.

Источник: http://old.ecoteco.ru/?id=9&full&newsid=3994.

Около 20 лет назад сформулировано понятие «аркология» – оно состоит из слов «архитектура» и «экология», при доминирующей роли первой. Сегодня проектирование и строительство зданий «двигается» в сторону дальнейшего изучения возможностей использования экологически чистых, возобновляемых

11

источников энергии, сохранения водных ресурсов, применения строительных материалов повторного использования, улучшения качества среды обитания человека. Поэтому необходимо введение термина «архитектурной энергетики», рассматривающей два эти понятия в единстве. Такой подход, позволит в дальнейшем создавать здания, в которые будут органично с начального этапа проектирования, интегрированы альтернативные источники энергии, как часть архитектурно-пространственного решения объекта.

Логическим завершением этапов развития энергоэффективных зданий явилась практика строительства «Sustainable buildings», которая сегодня вызывает большой интерес у специалистов всех стран. Буквальный перевод «Sustainable buildings» означает «поддерживающие здания», но по своему смыслу это выражение означает «жизнеудерживающие здания», «жизнесохраняющие здания», т. е. здания, которые находятся в равновесии с природой и человеком (табл. 1).

Схематично жизнеудерживающие здания можно представить состоящими из трех взаимосвязанных понятий:

-комфортного микроклимата помещений;

-максимального использования энергии природы;

-оптимизированных энергетических элементов здания как единого целого. Поиски взаимодействия и компромисса между этими элементами послужат

созданию экологически элитного здания, и это является главной задачей наших специалистов, по крайней мере, в первой половине XXI века.

«Sustainable buildings» – это обширная дисциплина, рожденная как альтернатива стремлению человека «покорить» природу, что, к несчастью, осуществлялось путем ее разрушения и истощения, и желанием создать искусственную среду своего обитания. Эта дисциплина включает в себя изучение возможности использования экологически чистых возобновляемых источников энергии, оптимального использования затребованной энергии, сохранения водных ресурсов, применения строительных материалов повторного использования, улучшения качества среды обитания человека.

Таблица 1 Схема жизнеудерживающего здания - «Sustainable buildings»

12

Жизнеудерживающее здание «Sustainable buildings»

Но изучение отдельных аспектов этой проблемы оказывается недостаточным – необходимо в комплексе изучить здание и окружающую среду – их экологическое и энергетическое состояние как единого целого. Очевидно, что это является главной целью теории и практики строительства жизнеудерживающих зданий.

Предполагается, что в результате этого изучения будут выявлены некоторые «предельные состояния», нарушать которые строительная отрасль не должна ни при каких условиях. Эти «предельные состояния» будут включать в себя выделение газов, приводящих к «парниковому эффекту», потребление и загрязнение водных ресурсов, строительный и бытовой мусор и т. д. Эти показатели были определяющими при оценке экологической и энергетической эффективности проектов жилого района VIIKKI, Хельсинки, Финляндия (рис. 10).

13

Рисунок 10. Проектов жилого района VIIKKI, Хельсинки, Финляндия.

Источник: http://www.alfar.ru/smart/3/1096/.

Знание этих «предельных состояний» должно явиться основой для корпоративных соглашений – международных стандартов, которые позволят народам, живущим в разных природных условиях, обладающих различными экономическими, политическими и социальными системами, объединить усилия для преодоления общих трудностей.

Реализация комплекса энергосберегающих мероприятий в полной мере может быть осуществлена при комплексном подходе к проблеме экономии топливоэнергетических ресурсов.

Основные мероприятия и инженерные решения, обеспечивающие заданные условия в помещениях здания:

-Архитектурно-планировочные решения здания (градостроительные, объемнопланировочные, ограждающие конструкции, светопрозрачные ограждения);

-Инженерные системы (отопление, вентиляция, кондиционирование, утилизация, регулирование, автоматизация и управление);

По этому подходу к исследованию энергетических показателей зданий и поиск правильных решений оптимизации их энергоэффективности определяет решение сложных взаимосвязанных задач, которые составляют три основные направления:

-Организация микроклимата помещений;

-Минимализация энергетических затрат, рациональное расходование материальных ресурсов;

14

-Экономичность здания.

1.2Современный отечественный опыт проектирования и строительства

энергоэффективных многоэтажных и средней этажности жилых зданий

До 90-годов XX века ввиду дешевизны энергии, реализация концепций экологичного жилья заканчивалась отдельными разработками в области гелиоархитектуры для южных районов СССР (с 70-х годов XX века) и, как уже было выше рассмотрено, совершенствованием решений, касающихся длины, ширины и этажности здания. Вопросам формообразования энергоэффективных зданий, отвечающих совокупности требований экологичности, экономичности и комфортности, внимание не уделялось.

В современной отечественной практике строительства имеются отдельные примеры зданий, воплотившихся в реальные постройки, которые чаще всего имеют какой-либо характерный признак, способствующий экономии энергии. Как правило, это чаще всего энергоэффективные и энергосберегающие технологии в системе теплоснабжения. Рассмотрим подобные примеры.

Экспериментальный жилой район Куркино, Московская обл.

Экспериментальный жилой район Куркино расположен на северо-западе Москвы и уже признан уникальным строительным и управленческим экспериментом. Район состоит из 18-ти микрорайонов разноэтажной застройки по индивидуальным проектам, в которых проживают 35-40 тыс. человек. Комплексное строительство и освоение территории осуществляется с 2000г [109].

Одной из приоритетных задач комплексного строительства Куркино явилось решение вопросов энергоэффективности как составляющей части экологически достаточного строительства, а также разработка и внедрение инновационных энергосберегающих технологий. В Куркино действуют 17 локальных котельных, 16 крышных котельных и 1 каталитическая котельная.

15

Рисунок 11. Пример многоэтажного жилого дома в экспериментальном жилом районе Куркино.

Источник: http://stroyprofile.com/archive/990.

Новой разработкой являются экологически чистые каталитические теплогенераторы (КТГ), разработанные на основе использования процессов каталитического окисления газообразного топлива для производства горячей воды. Еще одной экспериментальной разработкой является энергоэкономичный («теплый») дом с улучшенными теплотехническими характеристиками наружных ограждений и с коэффициентом теплового сопротивления около 6 квт/час на кв.м (в обычных жилых домах он составляет 2,5 квт/час на кв.м). Каждая квартира в таком доме снабжена вентилятором с теплообменником (рекуператором), что позволяет утилизировать тепло вентилируемого воздуха, достичь европейских норм по воздухообмену (в обычном строительстве этот параметр не контролируется).

Район Куркино реализован как инвестиционный проект, с учетом основных принципов экореконструкции. Одной из основных целей строительства Куркино являлось создание экологически комфортной и благоустроенной городской среды Часть микрорайонов в основном застраивается многоэтажными жилыми домами, в другой части идет сочетание многоэтажной и коттеджной застройки. Район был оторван от инженерной инфраструктуры города. Суммарная расчетная тепловая

нагрузка Куркино составила 142,2 МВт.

Сегодняшнее состояние и дальнейшее развитие централизованного теплоснабжения, занимающего одно из главных мест в инфраструктуре и

16

жизнеобеспечении городского хозяйства, с каждым годом будет требовать все больше и больше капитальных затрат.

Использование в проекте теплоснабжения экспериментального жилого района Куркино энергосберегающих технологий и эффективных технических решений позволило:

1. Снизить:

- суммарную установленную мощность источников тепла на 20%; - годовую выработку тепла и, соответственно, годовой расход топлива на 41%; - годовой расход электроэнергии в 2,5 раза; - количество воды на подпитку тепловой сети более чем в 5 раз.

2. Сократить:

-протяженность тепловых сетей на 40,3 км (наиболее трудоемкую и капиталлоемкую ее часть – магистральные);

-капитальные вложения на строительство на 53%, в т. ч. на источники тепла на 39,6%, а на тепловые сети почти в 2,8 раза.

3. Уменьшить стоимость потребляемого тепла более чем в 1,5 раза.

Однако автономное теплоснабжение – это не просто строительство миникотельных, приближенных к потребителю. При плюсах энергоэффективности сооружение автономного источника тепла в непосредственной близости от жилого здания создает проблемы по экологии: эмиссию вредных выбросов и шум. Кроме того, наличие здания промышленного типа, отдельно стоящая дымовая труба не красят жилой район, не гармонируют с его архитектурным ансамблем и могут снижать стоимость квартир. Все эти вопросы были учтены при проектировании.

Проблема экологической безопасности по снижению вредных выбросов в атмосферу была решена путем применения экологически чистых горелок финской фирмы «Ойлож». Проблемы шума устранены путем применения малошумных насосов, вентиляторов, устройством противошумных экранов и звукопоглощающих стен.

Использовалась безреагентная водоподготовка – таким образом были полностью устранены сбросы реагентов в канализацию. Архитектурно-строительная часть

17

источников тепла проектировалась как органически неотделимая часть жилого здания.

Особо удачным решением являются встроенные в торцевую часть жилого дома бесшумные дымоотводы с двойной стенкой.

К сожалению, не во всех микрорайонах удалось пристроить автономные источники к жилым зданиям из-за позиций генпроектировщиков, в этих случаях дымоходы встроены в более высокие здания с подземной прокладкой газоходов на расстояние почти 35 м.

Контроль за работой всех автономных источников за исключением АИТ коммунальной зоны осуществляется из единого диспетчерского пункта района. Такое решение существенно сокращает эксплуатационные затраты.

Еще один существенный положительной аспект автономного теплоснабжения – это возможность ввода мощностей без замораживания огромных капитальных вложений в РТС и магистральные тепловые сети к сроку ввода жилья и соцкультбыта.

При всех положительных аспектах автономного теплоснабжения, при наличии возможности теплоснабжения на базе комбинированной выработки электрической и тепловой энергии выбор должен быть произведен на основании техникоэкономических расчетов.

Значительные трудности при внедрении новых энергоэффективных технологий возникают при согласовании с надзорными и согласующими органами.

В последние годы наблюдается тенденция спроектировать экодом автономный экологический жилой дом усадебного типа, для которого характерно использование НВИЭ, применение экологичных материалов, автономность систем теплоснабжения, утилизация отходов, с обязательным земледелием на приусадебном участке. Экологичный дом - широкое направление экологичной архитектуры, частным решением которого является энергоэффективный дом.

Многоэтажный жилой энергоэффективный экодом с пассивным и активным солнечным отоплением «Экодом Solar-8».

18

Разработана перспективная модель многоэтажного жилого энергоэффективного экодома с пассивным и активным солнечным отоплением для условий умеренно - холодной климатической зоны юга Дальнего Востока «Экодом Solar-8» [103].

Рисунок 12. г. Владивосток - «Экодом Solar-8».

Источник: http://pal-antvlad.narod2.ru/index/0-11.

Отличительной чертой архитектуры здания является подчинение его формы годовому движению солнца и сезонной смене ветров. Вклад пассивной солнечной системы отопления -58%(верхний порог), активной системы (коллекторы) нижний порог -23% за зимний отопительный период.

Положительным моментом в разработке проекта является его серийность, но неизбежна необходимость будущей корректировки в зависимости от места расположения, и здесь кроется большой риск потери энергоэффективности проекта в целом

Здание запроектировано с учетом максимального использования солнечной энергии для энергосберегающей эксплуатации в отопительный период. На югозападной ориентации скатной крыши здания установлены фотоэлектрические солнечные модули серии БС ЖЦПИ 564186.010, в соответствии с ГОСТ 515972000 «Нетрадиционная энергетика. Модули солнечные фотоэлектрические. Типы и основные параметры» [3]. При проектировании здания учитывали отрицательные ветровые характеристики преобладающих северо-восточных и северо-западных

19

ветров зимнего периода. Была спроектирована дополнительная защита от теплопотерь стен и дверей дома, ориентированных на наветренные стороны в виде застекленных лоджий, являющихся важным элементом теплового зонирования. В такой буферной зоне функцию теплоизолятора выполняет воздух, уменьшающий разность температуры наружной и внутренней среды. При расчете теплового баланса помещения учитывали эффективные конструктивные решения перекрытия над техническим подвалом, чердачного покрытия и стенового ограждения, позволяющие значительно уменьшить теплопотери здания в отопительный период. Система энергоснабжения позволяет обеспечить устойчивое обеспечение электроэнергией экспериментального жилого дома с использованием фотоэлектрических солнечных модулей современного промышленного изготовления и резервного бензогенератора [59, 60].

Жилой эко-комплексе «Триумф Парк» в Санкт-Петербурге.

Жилой эко-комплексе «Триумф Парк» в Санкт-Петербурге, первый в России жилой комплекс, сертифицированный по международной системе BREEAM [102].

«Триумф Парк» возводится по технологии монолитно-кирпичного домостроения: несущие монолитные стены и колонны, объединенные монолитными железобетонными плитами перекрытий, наружные стены – кирпич. Высота между перекрытиями составляет 3,1 м, высота потолков в чистоте – 2,7 м. Все используемые материалы – экологически чистые, имеют пожаробезопасные сертификаты и гарантии.

В центральном диспетчерском пункте размещается центр управления инженерными системами здания и единый центр контроля безопасности. Инженерное оснащение дома спроектировано с учетом европейских норм энергоэффективности и по ряду показателей превосходит принятые российские нормы.

20