Проблема ресурсосбережения в строительстве. Энергоактивные здания, страница 3

- разработка методов расчетов и изучения данных для технико-экономической оценки энергетических опытных установок.

Научно-технические ресурсы были мобилизованы на достижение важных целей:

1) проектирование и изготовление солнечных компонентов, которые стали бы составной частью строительных  конструкций. Это означает использование солнечных активных и пассивных элементов в качестве структурных частей здания, что приведет к значительному сокращению стоимости;

2) проверка экспериментально возможности применения солнечных активных компонентов наряду с традиционными системами использования и распределения воздуха;

3) проверка энергетических показателей пассивных солнечных компонентов, состоящих из стен с эффектом камина и соответствующих систем распределения и накопления энергии.

Производство тепла от солнечного источника осуществляется в здании лаборатории посредством применения различных активных и пассивных технологий. Одна часть южного фасада здания занята солнечной активной системой, улавливающая поверхность которой 290м² и наклонена под углом 60° относительно горизонтальной плоскости для максимального захвата солнечной энергии зимой. Она снабжает эту часть здания 50% энергией для обогрева. Другая часть южной стены состоит из «солнечных каминов», которые преобразовывают солнечные лучи в тепло. В центре здания солнечная энергия улавливается непосредственно теплицей: 150м² застекленной поверхности зимой пропускают солнечные лучи, летом растения создают под ней тень.

Накопление тепла осуществляется различными способами. В помещениях, предназначенных администрации, дирекции и конференц-залу, кирпичное основание объемом в 62м³ обеспечивает первичное накопление солнечной теплоты. Вторичное гарантируется железобетонными перекрытиями и заполнением – кирпичной кладкой по периметру здания.

На крыше установлены «навесы» под углом 45°, которые на южной стороне образуют единый коллектор площадью 300м², являющийся системой межсезонного накопления.

Распределение тепла происходит тремя способами: для первого этажа предусмотрен подвесной излучающий потолок. Накопление тепла для второго этажа осуществляется посредством термоперекрытий со встроенными каналами из листового металла для распределения теплого воздуха, выработанного солнечными каминами. Для третьего этажа используется излучающий трубопровод.

Расположенный в земле, вне здания, бетонный бассейн представляет собой систему межсезонного накопления. Тепло, собранное во время летнего сезона, может быть использовано зимой с помощью системы тепловых насосов.

Элементы здания выполняют как функцию улавливания солнечной энергии, так и наружного стенового ограждения. Стеновая панель размерами 3×1м изготовляется из цемента и стекловолокна. Она снабжена черным поглотителем и закаленным стеклом. Вес 1м² – 80 кг.

Использование элементов с интегрированными функциями позволяет упростить транспортирование, монтаж, снизить стоимость строительства. В случае, рассмотренном выше, стоимость стены из интегральных компонентов на 30% ниже по сравнению со стоимостью стены с наложенными на нее традиционным солнечным коллектором.

Рядом научно-исследовательских и проектных институтов России и ближнего зарубежья были разработаны и утверждены экспериментальные проекты малоэтажных жилых домов с гелиосистемами отопления и горячего водоснабжения. В проектах применены архитектурно-планировочные решения с целью экономии энергопотребления зданий, определены места элементов гелиосистем в объемно-планировочной структуре дома, взаимное расположение и ориентация по сторонам света функциональных зон жилища, интегрированы аккумулирующие системы и конструкции дома.

Предложены варианты устройства и блокировки гелиодомов усадебной застройки с парниками и надворными постройками. Необходимость южной ориентации средств сбора солнечной энергии определяет строгие условия расположения дома на приусадебном участке. Здесь уменьшены площади ограждающих конструкций за счет улучшения компактности и увеличена площадь южного фасада. Парники выполняют роль буферной тепловой зоны.