Статьи по видам промышленности
Тэги
озоноразрушающие вещества озоновый слой киотский протокол ХФУ озоновые дыры проекты ЮНИДО профессиональное образование энергоэффективность конференции энергосбережение энергоменеджмент законопроекты экология рыболовство промышленное развитие ГХФУ монреальский протокол передача технологий промышленность технологии переработка мусора ГЭФ обращение с ПХБ международное сотрудничество сертификация энергоаудит социальная ответственность тепловые насосы аммиак промышленная интеграция стран ЕврАзЭс инвестиции парниковый эффект возобновляемые источники энергии зарубежный опыт альтернативные источники энергии цифровизация природоподобные технологии химический лизинг устойчивое развитие инновационные технологии углерод интервью очистка воды стойкие органические загрязнители зеленые стандарты обращение с отходами качество жизни биоэнергетика зеленое строительство биоразнообразие R22 биотопливо гидропоника общественное обсуждение глобальное потепление сточные воды ветроэнергетика гидроэнергетика водородная энергетика саморегулируемые организации нормативы и правила природный газ частное партнерство гранты землепользование мировой океан налоговые льготы морские перевозки уран ядерная энергетика автоматизация зданий АЭС благотворительность
SurPLUShome — чемпион солнечного десятиборья
Solar Decathlon («Гелиоэнергетическое десятиборье») — это очень популярный профессиональный архитектурный конкурс, который проводится министерством энергетики США. В нем принимают участие несколько десятков команд ученых из 20 университетов США, Канады, Германии и Испании. Перед участниками стоит задача — спроектировать и построить наиболее привлекательный, функциональный и энергосберегающий жилой дом с энергообеспечением от солнечных батарей.
Десять категорий, из которых и состоит конкурс Solar Decathlon, отражают основные аспекты, связанные с функциональностью и внешним обликом дома. Максимальная сумма при победе во всех десяти этапах конкурса составляет 1200 очков. Наибольшее количество очков, до 200, присуждается за победу в архитектурном этапе. Максимум по 150 очков можно набрать в категориях «Инженерное решение» и «Конкурентоспособность». За победу в остальных семи категориях («Освещение», «Средства коммуникации», «Уровень комфортности», «Техническое оснащение», «Подогрев воды», «Энергетический баланс», «Прилегающая территория») начисляется максимум 100 очков.
Эта статья посвящена проекту уникального «пассивного» дома surPLUShome, который и стал победителем солнечного десятиборья. Проект был разработан и реализован командой ученых-инноваторов из Технического университета Дармштадта (Германия) во главе с известным немецким архитектором Манфредом Хеггером. Примечательно, что этот авторский коллектив единственный за всю историю проведения конкурса становился его победителем дважды.
Концепция surPLUShome
Университет Дармштадта — один из ведущих технических вузов Германии. С университетом и его успехами связана большая часть жизни города, в котором он расположен. Поэтому неудивительно, что немецкий проект — победитель солнечного десятиборья гордо выставлен на обозрение в самом центре тихого университетского кампуса. Этот дом вполне пригоден для жилья, но в нем никто не живет — по идее архитекторов, они проектировали дом будущего. Сегодня он служит образовательным целям и открыт для показа. Во время посещения этого дома становится понятно, каким архитекторы видят жилье молодой европейской пары уже через несколько лет.
Концепция дома создавалась в расчете на 2015 год. Примерно к этому времени тарифы на энергоносители в ЕС вырастут, а стоимость инновационных строительных решений упадет, и проектирование и строительство настоящего «зеленого» дома не будет обходиться заказчику дороже обычного. При этом проект позволяет понять уровень строительных технологий и уровень комфорта, которые доступны уже сегодня. Проектная команда хотела показать не столько, каким жилье должно быть, сколько, каким оно может быть. Большую часть воплощенных в здании решений уже сегодня можно найти на рынке.
Архитектура и дизайн
Архитектура является важным инструментом в устойчивом проектировании — зачастую именно архитектурные решения позволяют без каких-либо дополнительных затрат сделать помещение более комфортным и энергосберегающим.
В основу концепции surPLUShome положен принцип «одной комнаты». Интерьер представляет собой единое многофункциональное пространство (элементы которого мягко и незаметно перетекают один в другой, предполагая возможность трансформации) и при небольшой общей площади в 70 квадратных метров включает в себя гостиную, две спальни (!), столовую, кухню, кабинет и ванную — все это в одном пространстве без перегородок. В таком доме почувствует себя абсолютно комфортно молодая семейная пара.
На первом этаже, на небольшом возвышении расположена гостиная, одна сторона которой одновременно является кабинетом, а другая плавно переходит в столовую и кухню. Здесь же, под подиумом, — гостевая спальня-трансформер. Когда кровать не используется, она убирается в нишу, скрытую под полом. Когда же приходит время ее вынимать, можно выдвинуть спальное место для одного или для двух человек. Под ступеньками имеются полости для хранения спальных принадлежностей и белья. За кухней расположена ванная, которая в зависимости от нужд обитателей дома с помощью двух дверей превращается то в два отдельных помещения — уборную и коридор, то в полноценное пространство для душа.
Первый этаж хорошо просматривается из всех остальных частей дома. Высокий потолок создает наполненное светом и воздухом единое пространство, снижая потребность в естественной и механической вентиляции, а большие стеклянные двери выводят на открытую террасу с южной стороны дома и увеличивают естественную освещенность, снижая потребность в системах искусственного света.
Конструкция
В основе конструкции этого «дома ближайшего будущего» лежит деревянный каркас. Вообще специфика дерева делает его основным материалом для строительства «зеленых» зданий. Дерево отличает малый «энергетический след» — оно без проблем утилизируется, для производства древесины не требуется много энергии, и она является возобновляемым ресурсом.
Кроме того, дерево мало весит, конструкции из него легко собираются и разбираются, что очень важно с точки зрения стоимости и сложности работ на строительной площадке. В идеале такой дом можно возвести самостоятельно, используя минимум техники и не привлекая квалифицированных строителей.
Одна из самых больших проблем для проектной команды — транспортировка целого здания из Германии к месту проведения конкурса в США — обернулась рядом эффективных решений с точки зрения удешевления строительства. Для быстрой сборки на месте экспонирования было решено разделить дом на 4 готовых модуля, в которых уже были собраны окна и двери. Оставалось только поставить перекрытия, соединить модули «ласточкиным хвостом» и стянуть их стальными профилями. Удивительно, но при такой конструкции дом удалось сделать полностью герметичным!
Теплоизоляция и остекление
С точки зрения энергосбережения surPLUShome — это «пассивный» дом с практически нулевыми затратами на отопление. Для максимального снижения теплопотерь через стены в качестве теплоизолирующего наполнителя каркаса используются тонкие панели вакуумной теплоизоляции толщиной 0,05 м, которые равны по эффективности стандартной изоляции толщиной 0,4 м. Это позволяет добиться коэффициента теплопередачи 0,077 Вт/м2∙°С, что в несколько раз лучше стандартных для Германии показателей. Для уменьшения тепловых мостов, слой теплоизоляции монтируется непрерывно по всей оболочке здания. Энергоэффективные окна с тройным остеклением имеют теплопередачи U 0,8 Вт/м2∙°С.
В ходе строительства дома герметичность всей конструкции была проверена с помощью blower-door-теста. По результатам мониторинга уже собранного дома вычислены затраты энергии на отопление — 14,9 кВт/м2 в год, что соответствует определению «пассивного» дома.
Климатическое оборудование
Важную роль в снижении потребления энергии в surPLUShome играют инновационное инженерное оборудование и энергоэффективная бытовая техника, управление которой полностью автоматизировано. Проектировщики смогли отказаться от использования традиционного кондиционера, который потребляет большое количество энергии и выбрасывает тепло в атмосферу, никак его не утилизируя.
Климат в surPLUShome регулируют рекуператор и тепловой насос. В центре системы вентиляции находится тепловой насос, способный нагревать и охлаждать пространство как единое целое. Рекуперация тепла осуществляется с коэффициентом более 80 %. Тепловой насос обеспечивает осушение воздуха при охлаждении. Тепло, выделяющееся при работе в режиме охлаждения, нагревает воду в резервуаре, которая может использоваться для нужд ГВС. Если поступающего тепла недостаточно, вода догревается встроенным электронагревателем.
В качестве дополнительной системы охлаждения воздуха в этом доме используются инновационные потолочные панели. Теплый воздух поднимается к потолку, где отдает тепло, расплавляя особое вещество PCM (phase changing material) — плавкую соль. Охладившись, воздух опускается в обитаемую зону. Ночью открываются заслонки системы вентиляции, и холодный воздух с улицы возвращает PCM в твердое состояние.
Такой кондиционер не потребляет энергии, не требует ремонта, обслуживания и у правления и в данном конкретном случае позволяет обеспечить эффективное охлаждение дома в т 1,5ечение 1,5 дней без перезарядки панелей.
Технологии производства энергии
Важно отметить, что surPLUShome не просто не потребляет энергию извне. Он производит в два раза больше энергии, чем ему необходимо. В здании для этого сделано многое: на крыше смонтированы эффективные монокристаллические фотоэлектрические панели с КПД 18 %, а на фасаде — тонкопленочные модули. Эти элементы обеспечивают исключительную возможность интеграции в архитектуру здания, которая, как было сказано выше, является одним из важных элементов энергетической концепции.
Для обеспечения более выигрышного вида фасада были использованы тонкопленочные модули с КПД 11 %, более эффективные в улавливании рассеянных непрямых солнечных лучей, закрепленные на узких ламелях. Фасад при этом играет роль жалюзи, регулируя поступление солнечного излучения внутрь дома.
При разработке концепции проектная команда провела анализ жизненного цикла surPLUShome и спроектировала его таким образом, чтобы за 11 лет полностью компенсировать объем потраченной на производство здания энергии. Инновационный подход заключается в комплексном проектировании и интеграции различных элементов здания, многие из которых одновременно выполняют несколько функций.
Глобальное значение такого устойчивого проектирования заключается в том, чтобы обеспечить максимальный уровень ресурсосбережения и экологичности и одновременно предоставить жильцам высокий уровень комфорта в соответствии с представлениями и потребностями людей XXI века. Пользователь должен осознавать, что, приобретая такой дом, он не просто получает современное и комфортное жилье, но и вносит значимый вклад в устойчивое будущее.
Активное затенение
Для уменьшения нагрева в surPLUShome активно используется затенение. Для современного архитектора очень важно использовать конструкцию здания для решения разных функциональных задач. Поэтому здесь архитекторы применили два типа затенения. Первый — это внешние жалюзи с интегрированными тонкопленочными фотоэлектрическими модулями. Жалюзи второго типа находятся между листами стекла в большом витражном окне, обеспечивая доступ к окнам в случае экстренной ситуации.
Обе системы управляются автоматически в соответствии с необходимостью затенения или использования солнечного света. На солнечной стороне здания жалюзи интегрированы в трехслойное стекло. На сторонах здания, на которые попадает меньше солнечных лучей, используются системы жалюзи с равномерным распределением по всему фасаду.
Освещение
Концепция освещения подчеркивает многофункциональность внутреннего пространства и включает в себя окна, обеспечивающие повышенное естественное освещение интерьера с двумя разными системами затенения, и три искусственные системы освещения — основную, декоративную «атмосферную», а также декоративную акцентную подсветку.
В качестве основного освещения использованы LED-системы. Мощные LED-полоски, излучающие теплый белый свет, при мощности всего в 16,8 вата создают световой поток в 800–900 люмен — столько же, сколько и 75-ваттная лампа накаливания. Световые полосы заглублены в потолок и малозаметны, когда не используются. LED-подсветка используется в спальне, кухне и ванной.
«Атмосферное» освещение обеспечивают цветные светодиоды, которые создают определенное настроение и позволяют свету взаимодействовать с пространством. Управление освещением осуществляется с тачскринпанели на стене или с мобильной панели из любого места. Подсветка осуществляется в основном с помощью напольных ламп. Светодиодные панели трех разных цветов, встроенные в мебель, позволяют создавать атмосферу для различных ситуаций.
Крыша
По замыслу архитекторов, крыша этого необычного дома работает как пятая стена фасада. Она защищает дом от непогоды и перегрева и при этом производит энергию. Фотоэлектрические модули на крыше вырабатывают 12 кВт энергии. При этом архитекторы отказались от использования солнечных водонагревателей.
Ландшафт
Демонстрационные площадки — важнейший инструмент для повышения квалификации специалистов архитектурно-строительного рынка и, следовательно повышения качества объектов недвижимости. Именно на создание полноценной демозоны была ориентирована команда архитектора Хеггера при создании проекта, ведь сегодня в полностью жилом доме surPLUShome, как уже упоминалось, никто не живет.
Идея архитекторов состояла в том, что площадка, где выставлен этот удивительный дом, должна быть интересным и привлекательным местом. Это место должно будоражить фантазию проектировщика, демонстрировать и обучать самым новейшим строительным и инженерным технологиям, доказывать, что уже сегодня устойчивое проектирование — это реальность, которая должна входить в каждую мастерскую и становиться нормой современной архитектурно-строительной практики.
Поэтому пространство вокруг дома продумано до мелочей и в высшей степени комфортно для освоения новых знаний. Вдоль дорожек размещены образцы использованных строительных материалов, каждый из них снабжен подробным информационным стендом. Вокруг surPLUShome расположены элементы ландшафтного дизайна, в том числе и скамейки, на которых посетители могут отдохнуть и полюбоваться объектом снаружи. Дом выглядит настолько привлекательно, что любой профессионал, который посещает его, не может не задуматься о повторении этого эксперимента в своих краях. А мысль, как известно, материальна.
Светлана Дувинг,
Национальное агентство устойчивого развития
© 2010 - 2024, Вестник «ЮНИДО в России». Все права защищены.