НАЦИОНАЛЬНАЯ ПРЕМИЯ В ОБЛАСТИ
ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬСТВА

facebook Vkontakte LiveJournal e-mail
ПОДПИШИСЬ НА НОВОСТИ:


 

Проект

21 октября 2016 |
RAINBOW HOUSE: ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ В СОЧЕТАНИИ С ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫМ ФАСАДОМ

Rainbow House2

Дергунова Татьяна Юрьевна, Командой архитекторов компании ООО «АЛЮР» (Татьяна Дергунова, Екатерина Авдеева, Вячеслав Лобков) разработан проект индивидуального жилого дома «Rainbow house». При проектировании были учтены климатические условия данной территории, особенности рельефа и планировочных отметок. Основной задачей проекта стало повышение энергоэффективности и экологичности проектируемого здания. Руководствуясь основными принципами стандарта BREEM, а также программы GREEN ZOOM, разработанной специалистами РГУД на основе последней четвертой версии системы LEED, в проект были максимально внедрены принципы рационального и безвредного использования природных энергоисточников, а также системы сохранения тепла и вторичного использования воды.

Оценка жюри конкурса «Экотектоника» 85 баллов.

Представленный проект индивидуального жилого дома «Rainbow house» разработан для строительства на территории Ленинградской области, с учетом климатических условий данной территории, особенностей рельефа и планировочных отметок области (Tra 01-03, Le 01-03).

Индивидуальный жилой дом предназначен для проживания семьи из четырех человек. Планировочные решения дома приняты из условия комфортного и рационального размещения различных функциональных зон. План дома разделен на две части: правая часть отведена под зону гостевых комнат и спален и предназначена для уединения каждого из членов семьи, отдыха, занятий спортом и хобби. Левая часть дома – зона совместного времяпровождения всех членов семьи и гостей. Гостиная и кухня организованы в помещениях с высоким потолком, который фактически является конструкцией покрытия. Большие окна и высокие потолки создают приятную атмосферу как для семейных ужинов, так и для проведения шумных вечеринок. (Hea 01; Hea 05; Hea 06; Man 02, 03, 05).

Rainbow House1

Материалы, используемые для ограждающих конструкций

Для того, чтобы дом был действительно энергоэффективен, необходимо тщательно подбирать материалы для возведения ограждающих конструкций. Проанализировав и сравнив преимущества и недостатки десятков традиционных и новаторских конструктивных решений стен малоэтажного строительства, было отдано предпочтение системе «Дюрисол» (Mat 01-05, Pol 05). Дюрисол – технология монолитного строительства с применением блоков несъемной опалубки. К основным преимуществам этой системы относятся: экологическая чистота, пожаробезопасность, звукоизоляция, устойчивость к образованию плесени, экономичность. Фасадный отделочный материал – деревянные фасадные панели. Кровля запроектирована из объемной битумной черепицы. Проект предусматривает значительную площадь кровли, что означает возможность размещения на кровле большого количества солнечных модулей. Также проектом предлагается организованный сток дождевой воды с кровли, дальнейшая ее очистка и использование с помощью системы водопровода для хозяйственных нужд.

Система энергоэффективности

В качестве системы производства электроэнергии предлагается использование солнечных модулей (п. 4.6 GREEN ZOOM). Фотоэлементы преобразуют излучаемую солнечную энергию непосредственно в электричество. Принцип действия основывается на фотоэлектрическом эффекте, который также называется внутренним фотоэлектрическим эффектом.

Солнечные элементы и состоящие из них модули производят только постоянный ток, который не используется для бытовых приборов. Постоянный ток с помощью инвертора преобразуется в переменный ток с напряжением 230 В и частотой 50 Гц, благодаря чему становится возможным подключение к электросети. Солнечным модулем называют блок из нескольких солнечных элементов, соединённых последовательно и/или параллельно, которые обычно устанавливаются между двумя стеклянными панелями или между стеклянной и пластиковой панелью. Элементы соединяются таким образом, чтобы рабочее напряжение составляло 12 В, 24 В или 48 В. Один модуль мощностью 100 Ватт вырабатывает в день от 50 Вт•ч до 700 Вт•ч.

Напряжение и сила тока фотоэлектрических солнечных элементов зависит от интенсивности солнечного излучения и материала полупроводника. Солнечные элементы могут быть монокристаллическими, поликристаллическими, аморфными или тонкопленочными. Альтернативным вариантом являются тонкопленочные солнечные элементы. Их КПД сравним с коэффициентом полезного действия монокристаллических элементов, а для производства требуется меньше затрат и энергии. Данные солнечные элементы, как правило, состоят из полупроводников смешанного типа, изготовленных из серы, селена или теллура.

При воздействии солнечного света на кремниевый элемент возникает напряжение без нагрузки U = 0,6 В, для других материалов напряжение без нагрузки может иметь иные значения (в диапазоне от 0,8 В до 2,4 В) . Сила тока зависит от интенсивности солнечного излучения, она возрастает пропорционально интенсивности излучения.

В данном проекте применены тонкопленочные солнечные элементы, поскольку требуется постоянное электрическое питание. Также дополнительно устанавливается аккумуляторная батарея и регулятор зарядки, защищающий аккумуляторную батарею от глубокого разряда и перезарядки. Для обеспечения электропитания при слабом солнечном освещении и подзарядки аккумуляторной батареи предусмотрена установка гибридной системы с моторным генератором. Солнечные элементы работают без ограничений и никогда не разряжаются. Объём технического обслуживания минимален из-за отсутствия каких-либо изнашиваемых деталей.

Большинство производителей модулей предоставляют гарантию на 25 лет. Гарантия предусматривает сохранение минимальной мощности не ниже 80% от минимальной номинальной мощности, указанной в техническом паспорте.

Индивидуальный дом использует около 900 кВт/ч в месяц, или около 30 кВт/ч в день. Умножаем это количество на 0,25 и получаем 7,5, так что нам нужно 7,5 кВт от системы.

Типичная солнечная панель вырабатывает до 120 ватт, или 0,12 кВт в день. Для обеспечения 7,5 кВт, нужно около 62 панелей. Одна панель может быть примерно 142 на 64 сантиметров, так что 62-панели будет занимать примерно 65 квадратных метров.

Определяем полученную эффективность использования возобновляемых источников энергии

  • Eв = [(Эв / Эп) × 100% = x% — эффективность
  • Eв = [(6 480 / 10 800) × 100% = 60%
  • Эп’ — годовое потребление анализируемого типа ресурсов (к примеру, электроэнергии) по модели проектируемого здания (по нормативам на текущий год с учетом мероприятий по повышению энергоэффективности и экологичности)
  • Эв’ — годовое потребление анализируемого типа ресурсов, полученное от возобновляемых источников энергии

Проект предусматривает размещение указанного числа солнечных панелей на скате кровли, обращенном к югу. В этом случае, эффективность панелей будет наибольшей. Солнечные панели не требуют сложной системы очистки, в зимнее время очистка от снега предусмотрена с помощью лестницы, расположенной между рядами панелей.

В качестве решения по экономии расхода электроэнергии, вырабатываемой солнечными панелями, в проект закладывается использование энергосберегающих ламп. (Ene 02-03, 08-09).

Водоэффективность

Схема

Изучая вопрос о максимальном снижении потребления питьевой воды, авторы обратили внимание на то, что самым популярным решением этой задачи является использование системы накопления дождевой воды с возможностью ее последующего использования для хозяйственных нужд. Предполагая реализацию своего проекта на территории Ленинградской области, где за год выпадает значительное количество осадков именно в виде воды, тем не менее, было принято решение подобную систему в проект не внедрять. Фактически, учитывая качество дождевой воды вблизи мегаполиса, собираемую воду можно будет использовать только для полива территории, который и так осуществляется за счет прямого выпадения осадков. В связи с этим, для снижения количества потребляемой питьевой воды предлагаем в проекте:

  1. Применение водозаборной арматуры с расходом не менее, чем на 20% ниже приведенного в ГОСТ 19681-94, и ГОСТ 21485-94. ( п. 3.2 GREEN ZOOM)
  2. Использование сантехническое оборудование с низкими характеристиками расхода воды. (п. 3.2 GREEN ZOOM)
  3. Установку приборов учета расхода воды (п. 3.3 GREEN ZOOM)
  4. Сбор серой воды (от мытья рук и посуды) для последующего использования в системе смыва в унитазах (Неа 04, Wat 01, Wat 02, Wat 03, Wat 04).

Геотермальная система отопления

Для обогрева дома в холодное время года используется геотермальную систему отопления.

Геотермальная система отопления из недр земли, во многом напоминает работу кондиционера в режиме нагрева.

• В нижних слоях грунта устанавливают водяные коллекторы, по которым циркулирует антифриз. Коллекторы поглощают тепло и высвобождают холод.
• Нагретый антифриз с помощью насоса поднимается наверх.
• В буферном баке происходит теплообмен. Нагретый антифриз отдает тепловую энергию теплоносителю или нагревает воду.
• Остывший антифриз поступает обратно к коллекторам.

Эксперты обращают внимание на то, что именно такой вид энергии имеет удивительную способность к самовосстановлению, поэтому геотермальная система отопления не наносит абсолютно никакого вреда или ущерба энергетическому или же экологическому балансу окружающей среды и нашей планете. Система отопления имеет одно важное достоинство — она является абсолютно безопасной для использования. Геотермальная система отопления практична тем, что не выделяет вредных испарений, запахов и прочего, также стоит отметить отсутствие шума. Само оборудование является компактным, то есть экономит пространство.

Система вентиляции

Рекуперация тепла стала основой основ актуальной сегодня системы пассивного дома, плюс к этому она играет ключевую роль в создании эффективной системы воздушного отопления загородного дома.

Главным преимуществом приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией является экономия энергии. Если использовать систему вентиляции без рекуперации тепла, то расход электроэнергии на отопление составит от 6 до 10 кВт/ч, в случае же с рекуператором в разы меньше — всего 1-2 кВт/ч, ведь входящий свежий воздух уже подогрет и нагревать его не требуется. Экономия затрат на отопление дома составит внушительные 80%.

В каждом помещении дома устанавливаются приточно-вытяжные рекуператоры. Теплый использованный воздух отводится из помещения наружу в течение 70 секунд и нагревает при этом керамический элемент. После этого устройство меняет направление подачи воздуха: теперь в помещение поступает свежий воздух снаружи и при этом подогревается за счет тепла, аккумулированного в керамическом элементе.

Сбор мусора

На участке индивидуального жилого дома предполагается размещение площадки для сбора отходов (Wst 01-04). Предполагается сортировка мусора в зависимости от категории: макулатура, органические (пищевые) отходы, стекло, пластик и металл. Утилизация ртутных ламп или аккумуляторов предполагается в специализированных местах, за пределами участка. (п. 5.1 GREEN ZOOM).

Технико-экономические показатели

  • Общая площадь — 389.94 кв.м
  • Жилая площадь — 188.51 кв.м
  • Площадь застройки —350.8 кв.м
  • Строительный объем — 1 232.5 куб.м
  • Коэффициент теплопроводности стен и крыши — 0,11 Вт (м2К)
  • Коэффициент теплопроводности пола — 0,10 Вт (м2К)
  • Коэффициент теплопроводности окон — 0,8 Вт (м2К)
  • Эффективность вентиляторов с рекуперацией — 85%

Планы

План 1 этажа

План -1 этажа

План 2 этажа

[an error occurred while processing the directive]