Теплая кровля

В условиях плотной городской застройки мансарда, находясь как правило вне зоны затенения соседних домов, является перспективным объектом внедрения солнечных технологий.

Проектирование и строительство мансард с автономным теплоснабжением

Признано, что одним из перспективных направлений реконструкции застройки является надстройка мансардных этажей существующих зданий. Подобная реконструкция экономически выгодна, поскольку обеспечивая город дополнительной жилой и офисной площадью, не нуждается в отводе новых участков под строительство, в инженерной подготовке территории, в прокладке сетей тепло- и водоснабжения и т.д. Надстройка мансардных этажей может стать еще более эффективной именно в условиях Владивостока, в силу его своеобразных природно-климатических условий, уникальных для крупных городов России. Отличаясь достаточно суровой зимой, город буквально залит солнечным теплом. За год на юге Приморья поступает 1681,3 кВт/ч солнечной радиации на квадратный метр, и большая ее часть приходится на зимний период. В перспективе внедрение энергоэффективной архитектуры мансард способно полностью исключить дополнительные нагрузки на городские сети теплоснабжения при уплотнении фонда существующей застройки. А в условиях плотной городской застройки именно кровля здания, как правило находясь вне зоны затенения соседних домов, является перспективным объектом внедрения солнечных технологий. Более того, надстройка мансард практически не повлияет на уже сложившийся комфорт дворов и квартир. Новые нормы инсоляции учитывают более низкое солнце в октябре (ранее в сентябре) и поэтому более жестко контролируют рост этажности существующих зданий. Тогда как одновременное снижение продолжительности инсоляции квартир на час сузило инсоляционный сектор окна в плане. Что и позволило сейчас вписывать в существующие дворы многоэтажные дома - башни, закрывая вид из окон жильцам, но не нарушая норм. Используя уже освоенные архитектурно-строительным комплексом города технологии можно решить следующие задачи:

1. Обеспечить круглогодичное автономное горячее водоснабжение надстраиваемых мансард на 80%. (20% электроподогрев по ночному тарифу в пасмурные погоды). Для горячего водоснабжения семьи из 3-4 человек необходимо порядка 5 кв. метров кровли, занятой коллекторами. Поэтому скатная кровля достаточно большой площади при ее ориентации на юг может обеспечить горячей водой круглый год не только новоселов, но и жильцов верхних квартир.
2. Покрыть на 30% (до 50%) потребности в отоплении мансард, используя те же солнечные коллекторы водяного теплоснабжения, расположенные в плоскости скатной кровли.
3. Закладывая в архитектуру мансард только принцип непосредственного (прямого) солнечного отопления пространств через мансардные окна и зенитные фонари, дополнительно обеспечить от 30% и более потребности в тепле зимой.

Технология прямого солнечного обогрева основана на парниковом эффекте стеклопакета с теплоизолирующей пленкой. Накопленное за день термальным массивом (каменная стена за стеклом, пол — керамогранит по ж/б плите — или массивный камин под зенитным фонарем) солнечное тепло обеспечивает сохранение комфортных температур в помещении в ночное время. Эффективность технологии зависит от площади, ориентации и угла наклона проемов, материала и объема термального массива, планировочного решения мансарды и теплоизоляции кровельного пирога. Практически эту технологию можно назвать технологией грамотного архитектурного проектирования. Сам процесс строительства мансарды обойдется дороже. Но увеличение затрат на строительство от общей стоимости в среднем на 10% в сравнении с традиционной архитектурой (витражи, термальные массивы, коллекторы) по статистическим данным (США) окупается за 5-10 лет в зависимости от цены на энергоносители. Основные элементы солнечных установок водяного теплоснабжения — встраиваемые в плоскость кровли коллекторы, обеспечивающие разогрев теплоносителя, теплообменник и бак — аккумулятор горячей воды. Технология производства, монтажа и эксплуатации отечественных установок отработана в нашем городе на практике Лабораторией нетрадиционной энергетики ИПМТ ДВО РАН с 1990 г. На рынке города с 2002 г. также представлены коллекторы германских фирм ESTEC и SCHUCO — мировых лидеров солнечных технологий. Готовая система COMFORT на базе 6 коллекторов (рабочая поверхность порядка 9 кв.м.), обеспечивающая 80% затрат на горячее водоснабжение и до 50% затрат на отопление семьи из 2-5 человек, стоит 9020 евро. (статистика по системе за 1 год). Программа внедрения энергоэффективной архитектуры мансард может быть реализована в следующей последовательности:

• переход на автономное бытовое горячее водоснабжение и использование технологии прямого обогрева как дополнительного источника теплоснабжения в архитектуре мансард;
• выполнение и реализация пилотного (демонстрационного) проекта мансарды с полностью автономным теплоснабжением, использующего весь комплекс солнечных технологий;
• по результатам реализации пилотного проекта переход на проектирование мансард с полностью автономным теплоснабжением в реконструируемой застройке и новом строительстве.

Программа предложена администрации г.Владивостока. Павел Казанцев, кандидат архитектуры, доцент, Владивосток.