Перспективы развития систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха в Великобритании

Terry Wyatt, Haare lea&Partners

Организация производства: КАК МЫ РАБОТАЕМ

Взаимосвязь производства оборудования ОВК со строительным комплексом, архитектурой, а также с проектировщиками, заказчиками, монтажными организациями.

Индустрия средств ОВК (инженерного оборудования зданий) возникла в связи с потребностями строительства и архитектуры, и ее задачей являлось оснащение уже спроектированных (а часто - уже построенных) зданий системами микроклимата, сантехники, электрооборудованием и пр. За последние 40 лет существенно изменились как требования к инженерным системам, так и первоначальная позиция строителей и владельцев зданий, состоящая в том, что системы ОВК предназначены лишь для нейтрализации климатических воздействий. Сейчас уже стало очевидно, что со специалистами в области ОВК (инженерных систем, микроклимата - как бы мы себя не называли) следует консультироваться до того, как будет проведена первая линия на чертеже или эскизе.

Многие заказчики уже понимают это и обращаются к нам в первую очередь. Но вместе с тем еще бытуют старые представления о "нашем месте в строительном комплексе", и нам пока не хватает общественного признания и соответствующего имиджа. В ближайшее время необходимо срочно изменить эту ситуацию, тем более что наша отрасль недостаточно привлекает молодых специалистов и не входит в число рекомендуемых при выборе профессии. Выпускники колледжей строительных специальностей в Великобритании также отмечают наличие проблем во взаимоотношениях между строителями и изготовителями инженерного оборудования зданий. Целесообразность и эффективность партнерства здесь очевидна. Достижение такого партнерства станет ближайшей задачей отрасли, производящей оборудование ОВК, и здесь следует ожидать ощутимых результатов.

Стандартизация в пределах Европейского Сообщества

Промышленная продукция в настоящее время свободно перемещается среди стран Европейского Сообщества, при этом нормативные документы для стран ЕЭС стандартизированы. Однако для проектировщиков и их заказчиков международное сотрудничество до сих пор связано с дополнительными трудностями и издержками. Для начала выходом из положения может послужить создание временных ассоциаций, но здесь возможны более эффективные мероприятия. Решение этой проблемы должно стать актуальной задачей наших профессиональных объединений. При этом полезно было бы присмотреться к опыту наших коллег из США в части сотрудничества государственных, территориальных, городских и районных структур.

Имидж и место, занимаемое в обществе

Независимо от нашего имиджа существует необходимость утвердить значимость нашей отрасли в стройиндустрии, в государстве и обществе в целом. Необходимо, чтобы все осознавали влияние нашей работы на здоровье и благоденствие людей. Мы должны продемонстрировать связь наших систем с производительностью труда, самочувствием людей и эффективностью использования здания. В заявлениях, касающихся экологических проблем, мы должны подчеркнуть свою роль в энергосбережении и охране окружающей среды - жизненно важных для будущего всего человечества.

Ответственность за сохранение окружающей среды

До настоящего времени политические заявления, касающиеся охраны окружающей среды, только ставили вопросы, обозначали проблемы. Настало время перейти от слов к делу, в частности, в тех странах, где в наибольшей степени проявляется озабоченность этой проблемой. Изменение климата из-за выбросов в атмосферу уже имеет место, и оно будет усугубляться, призывы к сокращению выбросов углекислого газа зазвучат громче. У нас нет иного выхода, кроме объединения усилий в борьбе с "тепличным эффектом". Когда появится отрасль "противостояния углекислотным выбросам", наша промышленность сможет дать наилучшие практические рекомендации и разработать средства для их реализации. Они должны внедряться как на международном, так и на национальном уровне.

Реорганизация производства

Основные задачи и сфера деятельности в нашей отрасли должны быть пересмотрены в соответствии с реальными требованиями времени и перспективами на будущее. Примерные направления реорганизации:

• Использование бригадного метода работы с соответствующим разделением ответственности и вознаграждения.
• Постоянные контакты с заказчиком и текущее обновление проекта и спецификаций; при этом размещение производственной бригады непосредственно на территории стройплощадки способствует повышению эффективности работы.
• Принятие решений на основе тщательного анализа. Критерий для принятия решений - наибольшая эффективность при минимальных затратах. Рассмотрение и утверждение каждого этапа работы, связанного с очередными капиталовложениями.
• Пересмотр методов поставки оборудования и сборка на стройплощадке как обычный этап в производстве работ - необходимость этого давно уже стала очевидной.
• Демонстрация работы оборудования и инструктаж персонала при завершении монтажных работ должны перейти из категории "нереальных" (как сейчас) в повседневную практику.
• Техническая поддержка после сдачи оборудования в эксплуатацию должна быть обусловлена контрактом.
• Партнерские соглашения между фирмами остаются полезными, так как приучают нас к сотрудничеству и взаимопониманию.

Технология производства: ЧТО МЫ ДЕЛАЕМ

Цель - "Здания без выбросов"

На самом деле, указанная цель подразумевает выбросы без возмущающих воздействий на окружающую среду, что может быть достигнуто путем использования только возобновляемых источников энергии для нужд здания и его обитателей. В соответствии с существующими методами экономических расчетов, такие системы являются более дорогими, они применяются, если ставится условие создания "энергоэкономичного здания".

В этом случае технология создания систем микроклимата должна предусматривать:

• Использование средств "строительной теплофизики".

• Повышенные требования к системе автоматики - отслеживание состояния воздушной среды и оперативное управление системой микроклимата в соответствии с потребностями пользователей. При этом уже давно ощущается необходимость беспроводных датчиков.

• Теплоутилизирующее оборудование в комплексе с расширением использования низкопотенциальных энергоресурсов.

Обычные теплоутилизаторы являются весьма полезными устройствами, а добавление функции влагообмена приведет к конструктивному упрощению системы, сведет к минимуму или вообще устранит необходимость СКВ в зимнем режиме нагрева с увлажнением и снизит продолжительность работы в летнем режиме с охлаждением и осушением. Энтальпийные теплообменники, использующие цеолит как "молекулярное сито", могут служить примером такой технологии; они обладают дополнительным преимуществом - не переносят в приточный воздух бактериологические загрязнения и CO₂.

Использование низкопотенциальных энергоресурсов для нагрева или охлаждения обычно связано с необходимостью большой поверхности теплообмена. Целесообразная область применения этого - здания со встроенными в стены греющими трубами или панелями. При этом стена здания является естественным аккумулятором теплоты, и это свойство может быть усилено путем использования соответствующих материалов или встраивания панелей с газожидкостным наполнением (аккумуляция теплоты происходит при изменении агрегатного состояния наполнителя).

• Применение устройств "статического нагрева и охлаждения", таких как "охлаждаемые потолки и балки" и "охлаждающие/греющие панели".

В этом случае имеет место лучистый обогрев или охлаждение, способствующий повышению комфорта, так как в теплообмене человека с окружающей средой преобладает лучистая составляющая. Такие системы в наибольшей степени приспособлены для использования низкопотенциальных энергоресурсов и природных источников тепла и холода, их перспективность не вызывает сомнений.

• Развитие систем с применением природных ресурсов теплоты и холода, которое приведет к активной разработке этих ресурсов.

Задачей специалистов нашей отрасли становится обоснование применения таких ресурсов с экологической точки зрения, мы должны показать их надежность и отсутствие побочных эффектов.

Примером указанной технологии может служить система охлаждения и обогрева здания с использованием теплоты грунта, успешно применяемая в Европе и США.

• Учет фактора качества воздуха (как наружного, так и внутреннего); его влияние на здоровье людей и связанные с этим затраты иллюстрируются таблицей.

Системы вентиляции зданий могут быть усовершенствованы различными способами. Улучшить качество воздуха можно за счет повышения "эффективности" вентиляции. Подача свежего воздуха непосредственно в зону дыхания человека и удаление отработанного воздуха аналогичным образом могут обеспечить "бесконечно большую" эффективность вентиляции (*v), в то время как обычная вентиляция, основанная на разбавлении вредностей, позволяет достигать значения *v не более 1. Таким образом, резервы усовершенствования систем вентиляции очень велики и не требуют больших затрат энергии. Здесь также имеется перспектива для применения энтальпийных теплообменников и средств регулирования "по требованию пользователей".

Становятся вполне очевидными преимущества глубокой очистки воздуха, позволяющей добиться удаления мельчайших взвешенных частиц, бактерий, вирусов и запахов. По стандартам IAQ наиболее важным показателем, по-видимому, останется норма подачи свежего наружного воздуха.

• Термически адаптируемые материалы для наружных стен и кровли.

Это уже вторжение в традиционную сферу деятельности архитекторов, однако, прогресс в этой области становится нашей задачей. В настоящее время уже известен материал с такими свойствами: "Остекление с заливкой" - прозрачная (или, если желательно, окрашенная) жидкость, обладающая свойствами поглощения инфракрасного (и, возможно, ультрафиолетового) излучения, заполняет пространство между слоями остекления. Дневной свет проходит свободно, а тепловое излучение поглощается и аккумулируется жидкостью и впоследствии может быть утилизировано.

Солнцезащитные устройства - слабое место в конструктивном оформлении зданий в Великобритании, постоянная причина дискомфорта, потерь энергии, снижения производительности труда. Это опять приоритетная область архитекторов, но мы должны взять ее под свой контроль, так как архитекторы до сих пор не добились существенного улучшения, хотя существует и разрабатывается много новых затеняющих устройств для зданий.

Энергоаккумулирующие материалы с изменением агрегатного состояния (PCM) - материалы, способные аккумулировать теплоту или холод в процессе фазового перехода в некотором рабочем диапазоне температур. Это позволяет системе приводить в соответствие текущие потребности пользователя и располагаемые возможности, что особенно важно для возобновляемых природных энергоресурсов. Например, материал с температурой фазового перехода 14-17°С позволил бы в климатических условиях Великобритании аккумулировать и затем использовать ночное охлаждение.

Материалы с переменным термическим сопротивлением - уже имеется ясное представление о том, какими они должны быть; их создание в ближайшем будущем не вызывает сомнений.

• Дальнейшее развитие и переход к преимущественному использованию возобновляемых источников энергии.

В настоящее время полное снабжение энергией от возобновляемых источников закладывается в проекты для крупных зданий или небольших населенных пунктов. Кроме того, некоторые энергетические компании, например, "Зеленая Энергия", также используют возобновляемые неядерные энергоресурсы. Они вкладывают дополнительные средства с целью более широкого распространения таких источников энергии. Каким бы способом не происходило внедрение возобновляемых энергоресурсов, дополнительные ассигнования на них окупаются за счет повышения энергоэффективности зданий.

Адаптируемые здания

Изменение образа жизни людей повлечет за собой изменение облика зданий. Поскольку возникают новые способы производственной деятельности, промышленные и офисные здания должны сильно отличаться от существующих. Перспективными представляются модульные конструкции, состоящие из защитного покрытия, внутри которого находятся мобильные рабочие места. Здесь возникает еще одно направление нашей деятельности; нам предстоит заниматься следующими проблемами:

• дизайн и меблировка рабочего места, которое может иметь, например, яйцеобразную форму (рис. 10);
• дизайн, адаптируемый к образу жизни;
• обеспечение более полной загрузки помещений. Существующий режим использования офисных зданий с 9 до 17 часов 5 дней в неделю в течение 50 недель явно неэффективен. Для многих зданий колледжей и библиотек сейчас найдены возможности их использования в нерабочее время.

Перспективная технология организации работ

• Бригадный метод работы с постоянным обменом информацией во избежание простоев и потери времени.
• Оценка качества работы с ориентацией на наилучшие достигнутые результаты.
• Использование физического и компьютерного моделирования.
• Детальное рассмотрение и утверждение проекта до начала строительства.
• Использование компьютерных средств визуализации для демонстрации проектных решений; здесь мы должны опередить архитекторов в использовании их традиционных методов представления проектов.
• Реальное обоснование стоимости снабжения и, в частности, энергоснабжения в процессе строительства.
• Использование модульных сборных конструкций заводского изготовления.
• Автоматизированная приемка и тестирование оборудования.
• Автоматизирование управления и контроль параметров при эксплуатации системы.

Таким образом, будущее систем ОВК всецело зависит от нас.

Перепечатано из журнала REHVA, third quarter, 1999.

Перевод с английского О.П. Булычевой.