Это на вид обычное здание имеет ультранизкое энергопотребление, оснащено пассивной системами солнечного обогрева и отбора тепла земли (построено в пос. Бричмулла Ташкентской области 2009г.)
В связи с резким обострением проблемы отопления зданий, нами создана специальная творческая группа (СТК) “SOLARON” по разработке энергоэкономичных зданий с солнечным отоплением. В своих разработках СТК базируется на положительные результаты теоретических и экспериментальных работ по повышению теплоустойчивости зданий и использованию солнечной энергии для обогрева помещений в климатических условиях Узбекистана. Эти результаты применимы и для других регионов Центральной Азии.
Нами экспериментально доказано, что в условиях центральноазиатского региона вполне возможно сокращение расходов топлива на отопление в 8…10 раз, А, в перспективе, создание домов полностью отапливаемых за счет энергии солнечного излучения.
Для отопления здания расходуется огромное количество тепловой энергии. Ее доля достигает до 60-80% от общей энергии потребляемой зданием, (для сравнения, потребление электрической энергии на бытовые нужды составляет всего 5-7%) остальная часть энергии тратится для горячего водоснабжения.
Известные системы солнечного отопления разделяются на активные и пассивные системы. Многолетняя мировая практика строительства солнечных домов показала на явные преимущества пассивных систем солнечного отопления по сравнению с дорогостоящими и сложными в эксплуатации активными системами.
Выявлены три принципиально важных преимущества пассивной системы:
- пассивная система при равных условиях в два раза эффективнее активной системы, так как она работает при относительно низкой температуре, превышающей температуру помещения всего на 5…15°C;
- преимущества пассивной системы выявляются и в использовании прерывисто поступающей солнечной энергии при полу ясной погоде. В этих случаях из-за инерционности теплоприемника солнечного водонагревателя, активная система не способна выработать полезного тепла;
- тепловой баланс пассивных систем положителен даже в некоторых случаях полной облачности.
Эти преимущества следует считать значимыми для нашего региона, так как в зимний период полуясная и облачная погоды составляют 60% от общего числа дней отопительного периода.
Проведен ряд экспериментальных исследований на реальных объектах по практическому использованию солнечного отопления по разработанной нами технологии.
Построенное в 2008г. дачное жилье в Бручмулле в пос. Янгикурган Ташкентской области является первым реальным объектом отвечающим современным требованиям архитектуры и строительства и обеспечивающим необходимые условия микроклимата жилых зданий.
Основная цель и стратегия от реализации данного проекта является создание систем солнечное отопление простыми и дешевыми средствами. Все узлы и конструкции можно было изготовить местными строителями из доступных материалов без применения дорогостоящего гелиотехнического оборудования. Снабдить дом большой встроенной остекленной верандой для инсоляции, отдыха и т.д. (использование ее для выращивания растений - второстепенно); Для удобства строительства и эксплуатации спроектировать дом в целом так, чтобы он имел обычную крышу (никакого остекления или панелей солнечных коллекторов на крыше).
Использование непосредственно в качестве коллектора достаточно высокотемпературной теплоты с одновременным поддержанием температуры ниже 24°C, комфортной для нахождения людей стало возможным благодаря использованию регулируемых вертикальных жалюзи с высоким значением поглощения солнечных лучей.
Жилое помещение в которой обычные отопительные приборы отсутствуют.
Техническое подполье с оборудованиями для солнечного отопления и отбора тепла земли.
К настоящему времени выполнены все строительные и отделочные работы. С 2009г проводятся экспериментальные исследования по выявлению заложенных в проект преимуществ экономии энергии.
Посетив зимой 2009г. международный консультант, эксперт по энергосбережению Всемирного Банка, ПРООН Марк Белланжер определил этот объект как первое реальное энергоэкономичное здание с солнечным отоплением в Узбекистане, который не имеет аналога и в Центральноазиатском регионе. По его мнению это здание может служить демонстрационным образцом и его ценные результаты могут в дальнейшем использоваться в разработке новых поколений энергоэкономичных зданий.
Вот некоторые предварительные результаты натурных исследований экспериментального энергоэффективного здания в пос. Бручмулла Ташкентской области с системами солнечного отопления и отбора тепла с поверхностных слоев земли:
| Общая площадь помещений | 267,6 м2 |
| Площадь помещений зимнего сада | 64,8 м2 |
| Жилая площадь 1 и 2 го этажей | 110,4 м2 |
| Площадь мансардного этажа | 60,2 м2 |
| Площадь застройки | 207,4 м2 |
| Строительный объем | 1650 м3 |
Общая площадь остекления зимнего сада используемый как коллектор солнечного тепла --76,0 м2 (4 х 19=76м2). В качестве аккумулятора солнечного тепла используется галечная насадка.
За основу энергоэффективности экспериментального дачного жилья использованы четыре взаимосвязанные энергосберегающие технологии:
- Применение специальных архитектурно-конструктивных решений по снижению теплопотерь и увеличению теплоустойчивости здания. Специальным архитектурно-планировочным и конструктивным решением достигнуто значительное снижение теплопотерь способствующий снижению расхода тепловой энергии на отопление до 46,5 кВт ч/м2 в год. Тогда как в обычных малоэтажных зданиях на отопление расходуется 250-450кВт ч/м2 год, достигнуто сокращение расхода тепла на отопление 5-8 раз и по европейским стандартам приравнивается к домам ультранизкого энергопотребления.
- Применение технологии пассивной системы солнечного отопления с аккумулятором тепла. Согласно архитектурному замыслу ориентированный на юг зимний сад служит низкотемпературным гелиоприемником с поверхностью витражного остекления 19,0 м2 (на каждое жилое помещение). Полезное тепло уловленное в один ясный день в условиях января месяца по средним многолетним наблюдениям температур обеспечивает 67766,4Вт/ 8384,5Вт/сут=8 суточный запас тепловой энергии.
- Использование энергоэкономичной дублирующей системы отопления тепловым насосом с отбором тепла земли близлежащих территорий. При резких похолоданиях и затяжных днях с пасмурной погодой проектом предусмотрено энергосберегающая дублирующая система отопления (рис 2). Использование в качестве дублирующей системы отопления теплового насоса рассчитанного на отборе тепла земли близлежащих территорий обеспечивает оптимальный режим работы тепловых насосов при температуре земли 8-12°С на глубине 1,2-1,5м. Использование тепловых насосов в оптимальном режиме позволяет в 3-3,5 раза эффективнее использовать электрическую энергию на отопление. Например на каждый затраченный 1 киловатт час электрической энергии тепловым насосом производится 3-3,5 киловатта тепловой энергии.
- Проектом предусмотрено также использование солнечных водонагревательных установок для приготовления горячего водоснабжения.
Обобщив накопленный практический опыт можно сделать выводы по реальной эффективности использования в строительстве современных энергосберегающих технологий для условий Узбекистана:
- Строительством реального здания и проведением соответствующих экспериментальных исследований по температурному режиму помещений доказана техническая возможность и перспективность использования солнечной энергии для отопления зданий в условиях Узбекистана.
- Применением специальных архитектурно-конструктивных решений с использованием эффективных теплоизоляционных материалов достигнуто сокращение расхода тепла на отопление 5-8 раз и по европейским стандартам приравнивается к домам ультранизкого энергопотребления. Это высокий показатель.
- Применение технологии пассивной системы солнечного отопления с аккумулятором тепла полностью - на 100% покрывает потребности здания на отопление. Накопленное в аккумуляторе однодневное солнечное тепло покрывает пятидневное потребление здания на отопления.
- Применение тепловых насосов с отбором тепла земли как дублирующая система эффективна, в любых погодных условиях с низкими температурами окружающей среды, и позволяет в 3-3,5 раза экономит электрическую энергию.
- Строительство энергоэкономичных домов с пассивными системами экономически выгодно, дополнительные расходы на приобретение и монтаж оборудования солнечного отопления окупаются в течение 4-6 лет.
- Доступность и простота эксплуатации пассивных систем солнечного отопления способствует широкомасштабному их использованию в различных типах зданий, в первую очередь в сельских малоэтажных жилых зданиях.
- Практика реализации проекта показывает, что для строительства домов с пассивными системами солнечного отопления не требуются специалисты высокой квалификации. Это способствует их широкомасштабному внедрению.
Итак, экономическая целесообразность использования пассивных гелиотехнологий в малоэтажном жилищном строительстве очевидна. Полученные результаты применимы и для других центрально-азиатских республик и северных территорий Афганистана. Принципы проектирования гелиодомов и технические решения солнечного отопления могут использоваться на территориях, расположенных в пределах 35…45° северной географической широты.
Для накопления необходимого опыта и расширения масштабов применения мы готовы сотрудничать с юридическими и физическими лицами и предоставить свои проектные и консалтинговые услуги в разработке и строительстве энергоэкономичных зданий с солнечным отоплением, а также в повышении теплоустойчивости существующих зданий.
Руководитель творческой группы “SOLARON”, кандидат архитектуры , доцент Захидов Мансур Махмудович geliodom@rambler.ru
Комментарии