Энергоэффективный дом в Хабаровске

С. Н. Канев, канд. техн. наук, член-корр. РАИНЭС, Хабаровский центр энергоресурсосбережения (ХЦЭ)

Экспериментальный энергоэффективный дом (г. Хабаровск)

В Хабаровске построен экспериментальный дом, который является не только энергоэффективным, но и позволяет обеспечивать высококомфортное и безопасное проживание благодаря современным энергосберегающим технологиям. В доме установлены тепловые насосы, использующие низкопотенциальную теплоту земли для нужд кондиционирования, гелиоустановки для горячего водоснабжения, а также предусмотрена рекуперация теплоты сбросного воздуха в системах вентиляции.

Первая очередь дома (общая площадь 1 500 м²) , состоящая из 8 ми квартир, сдана в эксплуатацию в 2007 году, вторая (500 м² ) – в конце 2010 года. С начала эксплуатации здания применяемые в нем инновационные технологии проходят «обкатку» и уже получены некоторые результаты, позволяющие оценить их эффективность (табл. 1).

Энергоэффективность

Энергопотребление экспериментального дома значительно ниже, чем у аналогичных по площади домов, эксплуатируемых в Хабаровске даже при условии поддержания в квартирах комфортной температуры внутреннего воздуха на уровне 23–25 °C (согласно нормативу достаточно 20–22 °C). Так, например, в 2009 году жильцы данного дома заплатили за отопление на 60 % меньше, чем жильцы в аналогичной по площади квартире типового дома, не оснащенного общедомовым прибором учета тепловой энергии (табл. 2).

Таблица 2 (подробнее) Сравнительный анализ эксплуатационных расходов за I квартал 2011 года

Уменьшение энергопотребления произошло благодаря использованию:

• современных энергосберегающих ограждающих конструкций типа «сэндвич». Толщина 0,8 м такой конструкции (облицовочный кирпич – 0,12 м, вспученный базальт – 0,18 м, и высокообжиговый кирпич – 0,5 м) эквивалентна по термическому сопротивлению кирпичной стенке толщиной около 2,2 м;
• энергоэффективных деревянных окон со стеклопакетом и встроенными между пакетами жалюзи, позволяющими регулировать поступление солнечной энергии в помещение;
• современных систем отопления на базе медных труб и со стальными радиаторами, оборудованными термостатическими клапанами;
• автоматизированного индивидуального теплового пункта с погодным регулированием, что позволяет сэкономить около 20 % тепловой энергии;
• теплоты вентиляционных выбросов (рекуперация тепловой энергии дает около 30 % экономии тепла);
• общедомового и поквартирного учета всех энергоресурсов (вода, тепло, электроэнергия). Общедомовые приборы учета и оборудование, регулирующее подачу энергоресурсов, расположены в специально предусмотренном техническом помещении, расположенном на лестничной площадке. Это позволяет, в случае необходимости, отключить одну квартиру от энергоресурса, что актуально в свете действия новых правил оказания коммунальных услуг.

В подземной части дома предусмотрена автостоянка, рассчитанная на два парковочных места для каждой квартиры. Отметим, что даже зимой температура на подземной автостоянке не опускается ниже 12 °C за счет тепла, сбрасываемого в летний период от системы кондиционирования в землю.

Если присваивать зданию класс энергоэффективности, то, согласно современной классификации, это скорее всего будет класс «А+».

Этажное техпомещение (коммутационный шкаф, вентустановка, система кондиционирования)

Встроенный пылесос

Комфортность

Хабаровский экспериментальный дом предлагает поистине беспрецедентные по комфортности условия проживания. Многие параметры (температура, воздухообмен, влажность) устанавливаются и поддерживаются в соответствии с пожеланиями жильцов. Заданные параметры регулируются во времени не только в каждой отдельной квартире, но и в каждой из жилых комнат.

Помимо этого, все квартиры снащены встроенным пылесосом. Это современная технология очистки помещения позволяет избежать мелкодисперсного загрязнения внутреннего воздуха в процессе уборки квартиры. Опасные для здоровья мельчайшие частицы пыли с огромной скоростью засасываются шлангом и выбрасываются по системе воздуховодов за пределы дома. Поскольку воздух выбрасывается наружу, в помещении создается разрежение и усиливается приток свежего воздуха. Встроенный пылесос потребляет на 10 % больше энергии, чем обычный. Но в данном случае вопрос идет не об экономичности, а о качес-тве внутреннего воздуха.

Следует отметить, что при возникновении аварийных ситуации и отключении централизованных систем тепло-, водо- и электроснабжения дом может бесперебойно функционировать в автономном режиме в течение двух суток. Это становится возможным благодаря системе резервного электро- и водоснабжения. Другими словами, при возникновении нештатных ситуаций ритм жизнедеятельности жильцов не будет нарушен и они по-прежнему будут обеспечены комфортными условиями проживания, даже не заметив изменений.

Специальные трапы для удаления воды, которыми оснащены все квартиры дома, позволяют защитить жильцов нижних этажей от затопления при аварийных ситуациях. Сигнал об аварии поступает на пульт консьержа, имеющего возможность с пульта дистанционного управления отключить аварийную квартиру от общей системы водоснабжения.

Все узлы управления инженерными коммуникациями и оборудованием квартир размещены на лестничной клетке в специальном техническом помещении, поэтому обслуживающему персоналу не нужно заходить в квартиру к жильцам.

В каждой квартире установлен технический компьютер, на дисплей которого выводится следующая информация:

• показатели микроклимата (влажность, температура, СО₂) в каждом помещению квартиры;
• сведения об энерго- и ресурсопотреблении квартиры (расход горячей и холодной воды, тепловой и электрической энергии). Информация подается в режиме реального времени и сохраняется в архиве. Поэтому можно получить и проанализировать собранные результаты, указав точную дату (часы, сутки, месяцы). Длительность хранения архива – 3 года;
• данные об оплате за использованные энергоресурсы (в текущем и архивном режимах). Благодаря этой информации жильцы могут принимать решение об изменении параметров внутреннего воздуха в помещении (уровня комфорта) в целях экономии;
• записи видеокамер, установленных на лестничной клетке и придомовой территории и позволяющих не только наблюдать за посетителями дома, но также контролировать открытие/закрытие автомобильных ворот, ограничивающих въезд во двор, и подъездных дверей;
• информация о состоянии блока сигнализации, с помощью которого квартира ставится/снимается с сигнализации.

В каждой квартире имеются блоки управления системами вентиляции и теплового насоса, с помощью которых можно автоматически включать и выключать системы вентиляции и кондиционирования.

Автоматизированный тепловой пункт

Бак накопитель и 1-я ступень системы очистки воды

Первый опыт

Трехлетний опыт эксплуатации этого оборудования показал, что, к сожалению, при проектировании и монтаже систем не были учтены все нюансы их работы и в настоящее время приходится вносить коррективы. Приведем несколько примеров.

На крыше второй очереди дома установлена гелиосистема из девяти солнечных коллекторов, обеспечивающих в летний период горячее водоснабжение дома. Первоначально они были обвязаны по последовательной схеме, которая в процессе эксплуатации оказалась неэффективной. После того как их обвязали по параллельно-последовательной схеме, эффективность их работы увеличилась примерно на 30 %.

Теплообменный контур тепловых насосов расположен горизонтально под полом технического помещения на глубине 1 м, что составляет примерно 5 м от поверхности земли. Оказалось, что эта глубина недостаточна: в летний период сбрасывается большое количество тепловой энергии, которую грунт не в состоянии принять. Поэтому для утилизации сбросной теплоты решено было построить на общедомовой территории отдельный бассейн. Если бы теплообменный контур был расположен на глубине 3 м от пола технического помещения, то проблема сбрасываемой системой кондиционирования теплоты была бы решена и можно было бы использовать эту тепловую энергию для обогрева в осенне-весенний период.

В дальнейшем планируется данный экспериментальный объект оснастить солнечными фото-электрическими панелями и ветроустановкой, которые позволят частично обеспечить здание собственной электроэнергией. Это решит вопросы совместной работы системы централизованного электроснабжения дома от внешней электросети и системы электроснабжения от альтернативных источников (ветроустановки, солнечные фотоэлектрические панели), а также оценить эффективность работы альтернативных источников электроэнергии.

Дизель-генератор