12
14 ЗДАНИЯ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ Осень 2012 ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕй Юрий андрееВич ТабунщикоВ Высокие технологии – инженерная деятельность по созданию новых изделий и технологий, если она основана на сильных ноу-хау, на правилах сильного мышления. В отличие от энергоэффективных зданий, главная цель создания которых состоит в обеспечении экономии энергии на климатизацию, в зданиях высоких технологий приоритет отдается повышению качества микроклимата помещений и экологической безопасности при одновременном снижении энергопотребления. СЛОВО ЭКСПЕРТА

ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕйzvt.abok.ru/upload/pdf_articles/22.pdfтехнологии», безусловно, является относительным, т

  • Upload
    others

  • View
    25

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕйzvt.abok.ru/upload/pdf_articles/22.pdfтехнологии», безусловно, является относительным, т

1 4 З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И Й Осень 2012

ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕй

Юрий андрееВич ТабунщикоВ

Высокие технологии – инженерная деятельность по созданию новых изделий и технологий, если она основана на сильных ноу-хау, на правилах сильного мышления. В отличие от энергоэффективных зданий, главная цель создания которых состоит в обеспечении экономии энергии на климатизацию, в зданиях высоких технологий приоритет отдается повышению качества микроклимата помещений и экологической безопасности при одновременном снижении энергопотребления.

С Л О В О Э К С П Е Р Т А

Page 2: ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕйzvt.abok.ru/upload/pdf_articles/22.pdfтехнологии», безусловно, является относительным, т

1 5З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И ЙОсень 2012

Идея проектирования и строительства зда-ний высоких техно-логий появилась вме-

сте с необходимостью выполнить требование мирового энергети-ческого кризиса 1974 года: суще-ственно снизить теплоэнергопо-требление зданий без нарушения качества микроклимата поме-щений. Конечно, решить эту за-дачу на основе использования традиционного для того вре-мени инженерного оборудования и общеизвестных технологий не представлялось возможным.

Начался процесс накопления опыта строительства различных типов энергосберегающих зда-ний, который можно было оха-рактеризовать как процесс проб и ошибок. В мировом строитель-стве появилось большое коли-чество зданий, микрорайонов и даже архитектурно-строитель-ных зон, которые были запроек-тированы и построены на основе различных концепций энергети-чески эффективных и экологиче-ски чистых технологий.

Эти концепции определялись собственными наименования-ми. Наибольшую известность по-лучили следующие из них: энер-гоэффективное здание (energy efficient building), здание с низ-ким энергопотреблением (low-energy building), здание с уль-транизким энергопотреблением (ultralow-energy building), здание с нулевым использованием энер-гии (zero-energy building), пас-сивное здание (passive building), биоклиматическая архитектура (bioclimatic architecture), здоро-вое здание (healthy building), ум-ный дом (smart building), интел-лектуальное здание (intelligent building), экологически ней-

тральное здание (environmentally neutral building), устойчивое зда-ние (sustainable building), продви-нутое здание (advanced building). Здания высоких технологий явля-ются неотъемлемой частью зеле-ного строительства.

При проектировании и строи-тельстве таких зданий, как прави-ло, были использованы:• компьютерное математическое моде-

лирование здания как единой энерге-тической системы с последующим ис-пользованием разработанных моделей энергопотребления здания при его экс-плуатации;

• оригинальные и уникальные инженер-ные решения типа вентилируемых фаса-дов, совмещенных с системой воздухо-обмена здания;

• решения в области энергоснабжения с использованием солнечной радиации, тепла верхних слоев Земли, энергии ве-тра и т. д.;

• объемно-планировочные решения с максимальным использованием есте-ственного света.Перечисленные выше техноло-

гии являются только частью совре-менной мировой практики, и их принято называть высокими тех-нологиями.

Содержание понятия «высокие технологии», безусловно, является относительным, т. к. со временем эти технологии будут отнесены к традиционным, не имеющим инновационного содержания. Так, например, управляющие электронные вычислительные машины в середине ХХ века явля-лись уникальными технологиями и занимали своими устройства-ми площадь, равную площади спортивного зала, а сегодня эти машины представляют собой по-существу «карманные» устрой-ства, обладающие несравненно более высокими возможностями.

По нашему мнению, среднее время, когда та или другая при-меняемая технология может представлять «высокую техноло-гию» не превышает 20 лет. Если эффективность ее использования подтверждается временем, то эта высокая технология становится традиционной.

Рассмотрим некоторые приме-ры использования высоких техно-логий в современном строитель-стве.

Климат и архитектураОптимальный вариант архи-тектурной формы, ориентации и размеров здания может быть найден после решения следую-щей задачи: среди всех зданий заданного объема или заданной общей площади выбрать здание

Юрий Андреевич Табунщиков – российский ученый, педагог, доктор технических наук, член­корреспондент РААСН, профессор, президент НП «АВОК», заведующий кафедрой МАрхИ.

О Б а в т О р е

• Гармонизация формы здания и окружающей среды.

• Использование нетрадиционных источников энергии.

• Комбинированная система клима­тизации.

• Механическая и (или) естествен­ная вентиляция (отсутствие или минимизация системы кондицио­нирования).

• Элементы биоклиматической архитектуры.

• Интеллектуализация здания.

• Естественное освещение.

• Использование ресурсосберегаю­щих технологий и оборудования.

О с н О в н ы е х а р а К т е р и с т и К и з д а н и я в ы с О К и х т е х н О л О г и й

Page 3: ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕйzvt.abok.ru/upload/pdf_articles/22.pdfтехнологии», безусловно, является относительным, т

1 6 З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И Й Осень 2012

с такой архитектурной формой, размерами и ориентацией, что расход энергии на его отопление в холодный период и (или) на ох-лаждение в теплый период будет минимален при прочих равных условиях (степени остекления, тепло- и солнцезащите и т. д.).

Точное решение этой зада-чи впервые в мире на практике было получено Марианной Бро-дач и изложено в работах «Тепло-энергетическая оптимизация ориентации и размеров здания» (Научные труды НИИСф. Тепловой режим и долговечность зданий. – М., 1987) и «Математическое мо-делирование и оптимизация

теп ловой эффективности зда-ний» (Табунщиков Ю. А., Бро-дач М. М.). В этих работах даны следующие принципы выбо-ра формы и ориентации здания с учетом теплоэнергетического воздействия наружного клима-та. Известно, что интенсивность солнечной радиации, скорость и направление ветра, темпера-тура наружного воздуха изменя-ются в весьма широких пределах в зависимости от географическо-го положения, рельефа местно-сти и времени года. Воздействие солнечной радиации и ветра на здание есть теплоэнергети-ческое воздействие наружного климата. В зависимости от поло-жения и ориентации наружной поверхности здания она подвер-гается различному теплоэнерге-тическому воздействию наруж-ного климата.

Теплоэнергетическое воздей-ствие наружного климата на по-верхность здания может ока-зывать положительное или отрицательное влияние на его тепловой баланс и, следователь-но, теплоэнергетическую на-грузку на систему отопления и кондиционирования воздуха. Например, воздействие солнеч-ной радиации на здание в хо-лодное время снижает нагрузку на систему отопления. Тепло-энергетическое воздействие на-ружного климата на тепловой баланс здания можно оптимизи-ровать за счет выбора при проек-тировании формы и ориентации здания.

Оптимизация теплоэнергети-ческого воздействия наружного климата на тепловой баланс зда-ния может быть проведена для различных характерных расчет-ных периодов. Этими периодами

могут быть, например, наиболее холодная пятидневка, отопи-тельный период, самый жаркий месяц, период охлаждения, рас-четный год.

В этом случае оптимальный учет теплоэнергетического воз-действия наружного клима-та в тепловом балансе здания за счет выбора его формы и ори-ентации позволит снизить:• для наиболее холодной пятидневки –

установочную мощность системы отоп-ления;

• для отопительного периода – затраты энергии на отопление;

• для самого жаркого месяца – устано-вочную мощность системы кондициони-рования воздуха;

• для периода охлаждения – затраты энергии на охлаждение здания;

• для расчетного года – затраты энергии на отопление и охлаждение здания.В общем случае оптимальным

образом учесть теплоэнергетиче-ское воздействие наружного кли-мата в тепловом балансе здания можно для любого характерно-го периода времени. Важно от-метить следующее: изменение формы, размеров и ориентации здания с целью оптимального уче-та влияния наружного климата в его тепловом балансе не требует изменения площадей или объема здания – они сохраняются фикси-рованными.

Наиболее эффективное в те-пловом отношении здание в большинстве случаев не бу-дет реализовано из-за ограниче-ний, вытекающих из конкрет-ной строительной ситуации. Однако можно ввести коэф-фициент (показатель тепло-вой эффективности проектного решения), характеризующий от-личие принятого к проектиро-ванию здания от здания, наи-

солнечные коллекторы встроены в конструкцию крыши жилого дома под углом 47-60°, что соответствует наклону солнца осенью, зимой и весной, когда имеется наибольшая потребность в энергии (район виикки, хельсинки, финляндия)

Page 4: ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕйzvt.abok.ru/upload/pdf_articles/22.pdfтехнологии», безусловно, является относительным, т

1 7З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И ЙОсень 2012

более эффективного в тепловом отношении.

Показатель тепловой эффек-тивности проектного решения позволяет ответить на вопрос, насколько энергетически удачно запроектировано здание. Если величина показателя тепловой эффективности существенно от-личается от единицы, то про-ектируемое здание нуждается в корректировке в части опти-мизации учета теплоэнергети-ческого воздействия наружного климата.

Примером обоснованного выбо-ра архитектурной формы и ори-ентации здания с учетом направ-ленного воздействия солнечной радиации является здание Мэ-рии Лондона (Великобритания, архитектор сэр Норман фостер),

с учетом направленного воздей-ствия ветра – стадион Sapporo Dome (Япония, архитектор Хиро-ши Хара).

Энергия окружающей средыИспользование энергии окружаю-щей среды способствует уменьше-нию затрат на энергоснабжение здания, а также уменьшает вред-ное воздействие на природу. По-нятие «энергия окружающей сре-ды» включает в себя солнечную радиацию, тепло окружающе-го воздуха, верхних слоев Земли, энергию ветра и т. д.

Для получения электриче-ской энергии в зданиях, распо-ложенных в Нью-йорке, Condé Nast Building – Four Times Square (СшА, архитекторы Роберт фокс и Брюс фоул) и Twenty River

Terrace (СшА, архитектурное бюро Cesar Pelli & Associates) ис-пользуются, помимо городской энергосистемы, топливные эле-менты и фотоэлектрические па-нели.

Система тепло- и электроснаб-жения экспериментального жи-лого района Виикки, располо-женного в пригороде Хельсинки, помимо подключения к город-ским сетям централизованно-го тепло- и электроснабжения, включает в себя крупнейшую в финляндии установку по ис-пользованию солнечной энергии. Система солнечного теплоснаб-жения состоит из восьми установ-ленных на зданиях солнечных коллекторов общей площадью 1 248 м2. Эти солнечные нагрева-тельные системы обеспечивают

Система трансформации строй-площадки и светорегулирующих устройств: футбольного поля в бейсбольное – перемещение «ви­сячего стадиона». Процесс транс­формации занимает около 5 ч.

Открыто-замкнутый купол, обеспе­чивающий перемещение «висячего стадиона».

Футбольное поле с натуральным дер-новым покрытием, которое переме­щается на воздушной подушке со ско­ростью 4 м/мин при помощи 34 колес. Поле устанавливается вне стадиона на открытой площадке. Для лучшего роста травы оно разворачивается, ори­ентируясь на солнечное освещение.

Естественная вентиляция. В теплое время наружный воздух поступа­ет с южной стороны через проем купола, удаление происходит из верхней зоны на северной стороне. Зимой – комфортабельный закры­тый ста дион с обогревом трибун; в зоне арены теплозащитой служат подземные технические помещения. Трибуны разделены на 12 зон с воз­можностью регулирования микро­климата отдельно для каждой зоны. В теп лое время к трибунам предус­мотрена подача кондиционирован­ного воздуха.

Естественное освещение через остекленную стену с южной сто-роны в сочетании с потолочными

светильниками с северной сторо-ны. Во время проведения бейсболь­ных матчей и концертов возможно перекрытие светового проема жа­люзи и использование искусствен­ного освещения.

Защита купола от снеговой на-грузки. Большая ось купола ориен­тирована вдоль господствующего направления ветра, а профиль кровли аэродинамически благоприя­тен для сдува снега. На западной стороне стадиона размещена груп па де ревьев, образующая снего­ и ве­трозащитную полосу. Все въезды в спорткомплекс во избежание снежных заносов выполнены под­земными.

в ы с О К и е т е х н О л О г и и , р е а л и з О в а н н ы е в з д а н и и с т а д и О н а S A P P O R O D O M E , с а п п О р О ( я п О н и я )

Page 5: ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕйzvt.abok.ru/upload/pdf_articles/22.pdfтехнологии», безусловно, является относительным, т

1 8 З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И Й Осень 2012

централизованное теплоснабже-ние и в некоторых случаях произ-водят также обогрев помещений при помощи систем подогрева пола. В жилом районе Виикки применяются солнечные комби-нированные системы, системы пассивного использования сол-нечной радиации, параллельная работа систем солнечного обо-грева и систем централизован-ного теплоснабжения, в солнеч-ных коллекторах используются модули большой площади (пло-щадь блока коллектора – 10 м 2). Солнечные коллекторы встроены в конструкцию крыши жилого дома. Эти коллекторы установле-ны под углом 47–60°. Такие углы оптимальны, поскольку они со-

ответствуют наклону Солнца осе-нью, зимой и весной, когда име-ется наибольшая потребность в энергии.

Низкопотенциальное тепло Земли используют для отопле-ния, горячего водоснабжения, кондиционирования (охлажде-ния) воздуха, обогрева дорожек в холодное время года, для пре-дотвращения обледенения, по-догрева полей на открытых ста-дионах и т. п. В настоящее время это одно из наиболее динамич-но развивающихся направлений использования нетрадицион-ных возобновляемых источни-ков энергии.

Тепло Земли использует-ся в здании Main Tower во франкфурте-на-Майне (Гер-мания, архитектурная студия Schweger und Partner). В системе горячего водоснабжения много-этажного жилого дома, распо-

ложенного в Москве в микро-районе Никулино-2, кроме тепла верхних слоев Земли исполь-зуется также тепло удаляемого воздуха.

Комбинированная система климатизацииКомбинированная система кли-матизации сочетает в себе си-стемы отопления, охлаждения и вентиляции, работающие со-вместно. Примером такой систе-мы является интегрированная система, состоящая из системы воздушного отопления, совме-щенного с механической венти-ляцией, и охлаждающих или гре-ющих перекрытий.

Энергопотребление здания с комбинированной системой климатизации на 70 % ниже энер-гопотребления здания, оборудо-ванного традиционной системой кондиционирования воздуха.

на балконах одного из зданий района виикки установлены фотоэлектрические панели, вырабатывающие электрическую энергию для каждой квартиры

Page 6: ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕйzvt.abok.ru/upload/pdf_articles/22.pdfтехнологии», безусловно, является относительным, т

СТАДИОНЫ ОТЕЛИ АЭРОПОРТЫ ОФИСЫ ЧАСТНЫЕ ДОМА

Лучшие архитектурные проекты мира используют технологии REHAU

Marina Bay Sands Hotel, Сингапур

ИННОВАЦИИ ДЛЯ ИНТЕРЬЕРНОГО ДИЗАЙНА И СТРОИТЕЛЬСТВА

Энергоэффективные системы обогрева и охлаждения поверхностей

Энергосберегающие оконные системы

Системы оптимизации водных ресурсов

Мебельный дизайн и интерьерные решения

Индустриальные решенияwww.rehau.com

www.rehau.ru

Рекл

ама

Page 7: ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕйzvt.abok.ru/upload/pdf_articles/22.pdfтехнологии», безусловно, является относительным, т

2 0 З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И Й Осень 2012

Комбинированная система климатизации высотного здания Commerzbank во франкфурте-на-Майне (Германия, архитектор сэр Норман фостер) включает в себя систему механической вентиля-ции с утилизацией тепла уда-ляемого воздуха, охлаждающие теплоемкие перекрытия с замо-ноличенными трубопроводами, конвекторы для обогрева поме-щений офисов и обогреваемые металлические конструкции све-топроемов ограждений атриума.

Для охлаждения воздуха в офисных помещениях Мэрии Лондона в теплое время использу-ются охлаждающие потолки. Хо-лодная вода циркулирует по пу-стотелым балкам в конструкциях потолка. Металлические части потолка охлаждаются и охлаж-дают воздух, который поступает в нижнюю часть помещения под действием гравитационных сил. Теплый воздух от находящихся в помещении людей, от компью-теров, принтеров, осветительных приборов и другого оборудования поднимается вверх, где остывает и вновь очень медленно опускает-ся. Таким образом обеспечивает-ся практически одинаковая тем-пература воздуха по всей высоте помещения. В качестве источ-ника холодоснаб жения исполь-зуются грунтовые воды с отно-сительно низкой температурой, составляющей 12–14 °C. Преиму-ществом такой схемы является повышенный тепловой комфорт в обслуживаемом помещении: отсутствие сквозняков, низкая скорость воздушных потоков в по-мещении, равномерность тем-пературы воздуха по высоте по-мещения. Кроме этого, такие системы отличаются бесшумно-стью, низкими эксплуатацион-

ными затратами, компактно-стью.

механическая вентиляцияСегодня основными строитель-ными проблемами в мире явля-ются плохая вентиляция и, как следствие, неблагоприят ный ми-кроклимат в помещениях. Требо-вания энергосбережения и сни-жения инфильтрационных теплопотерь обусловили приме-нение герметичных окон, кото-рые нарушают основной принцип работы естественной вентиля-ции – воздух в квартиры прони-кает через неплотности оконных заполнений. Выходом из создав-шейся ситуации являются устрой-ство регулируемых приточных клапанов и использование меха-нической вентиляции.

Использование системы ме-ханической вентиляции обе-спечивает комфорт и качество микроклимата, повышает про-изводительность труда на 20 % и существенно снижает риск за-болеваний. Система механи-ческой вентиляции, в отличие от естественной, обеспечивает гарантированный воздухообмен в помещениях при любых по-годных условиях. Повышенные энергозатраты, связанные с ра-ботой вентиляторов, могут быть компенсированы за счет утили-зации тепла удаляемого воздуха (например, на подогрев приточ-ного воздуха или на горячее во-доснабжение посредством тепло-вых насосов).

вентилируемый фасад и естественное освещениеОгромную роль в создании ми-кроклимата играет естественная вентиляция, ставшая возможной в высотном здании Commerzbank

Собственная электростанция на топливных элементах для электроснабжения. Побочный продукт химической реакции (горячая вода) используется для теплоснабжения и горячего водо­снабжения.

Использование фотоэлектриче-ства для электроснабжения.

Абсорбционные чиллеры/на-греватели с прямым использова­нием природного газа.

Освещение главным образом естественное.

Окна с повышенными тепло­ и солнцезащитными характери­стиками.

Ограждающие конструкции с сопротивлением теплопередаче 3,52 м2•°С/Вт.

Автоматическое управление освещением с датчиками присут­ствия (в подсобных помещениях и на лестничных клетках).

Осветительные приборы с ма­лым энергопотреблением и све­товые указатели на светодиодах.

Насосы и вентиляторы с регули­руемым электроприводом.

в ы с О К и е т е х н О л О г и и , р е а л и з О в а н н ы е в з д а н и и C O n D E n A S t B u I l D I n g – F O u R t I M E S S q u A R E , н ь ю - й О р К ( с Ш а )

Page 8: ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕйzvt.abok.ru/upload/pdf_articles/22.pdfтехнологии», безусловно, является относительным, т

2 1З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И ЙОсень 2012

благодаря специальной конструк-ции окон и использованию зим-них садов – «зеленых легких» зда-ния. В этом здании применяется комбинация естественной и ме-ханической вентиляции и не ис-пользуется традиционная систе-ма кондиционирования воздуха. Все механические системы и окна управляются интеллектуальной системой, которая обеспечивает оптимальный режим работы вен-тиляции, отопления и охлажде-ния, а также позволяет сотрудни-кам индивидуально регулировать параметры микроклимата непо-средственно в рабочей зоне.

В здании Мэрии Лондона ис-пользована концепция двух-слойного вентилируемого фаса-да. Внутренняя оболочка фасада представляет собой стеклопакет, заполненный инертным газом. Наружная оболочка играет роль ветрозащитного экрана и снижа-ет конвективный тепловой по-ток между поверхностью окна и наружным воздухом. Меж-ду этими двумя слоями имеется воздушный промежуток, а так-же размещены солнцезащитные устройства в виде штор-жалюзи. В нижней части внешнего слоя остекления сделаны отверстия

(ниже вентиляционных щеле-вых отверстий). При естествен-ном проветривании наружный воздух, прежде чем оказаться в здании, попадает в промежу-ток между слоями, где нагрева-ется под воздействием солнечной радиации. Затем приточный воз-

дух попадает в помещение через щелевое отверстие, расположен-ное в нижней части окна. Эти

Поквартирная система отопления.

Нормализация притока и вытяжки посредством авторегулируемых клапанов.

Использование низкопотенциаль-ного тепла Земли.

Утилизация теплоты удаляемого воздуха для горячего водоснаб­жения посредством теплонасосных установок. Установка включает в себя следующие основные эле­менты:

• парокомпрессионные тепло­насосные установки;

• баки­аккумуляторы горячей воды;

• системы сбора низкопотенци­альной тепловой энергии грунта и низкопотенциального тепла удаляемого воздуха;

• циркуляционные насосы;

• контрольно­измерительную аппаратуру.

в ы с О К и е т е х н О л О г и и , р е а л и з О в а н н ы е в Ж и л О м з д а н и и в н и К у л и н О - 2 , м О с К в а ( р О с с и я )

зимние сады в здании Commerzbank во фанкфурте-на-майне (германия) обеспечивают визуальный комфорт и играют важную роль в создании микроклимата

Page 9: ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕйzvt.abok.ru/upload/pdf_articles/22.pdfтехнологии», безусловно, является относительным, т

2 2 З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И Й Осень 2012

щелевые отверстия открывают-ся вручную людьми, находящи-мися в данном помещении. Уда-ление воздуха происходит через щелевое отверстие в верхней ча-сти помещения. На наружном слое и в воздушном промежутке также происходит первоначаль-ное ослабление солнечной радиа-ции. Дальнейшее резкое умень-шение солнечной радиации происходит посредством солнце-защитных устройств.

В холодное время тепло уда-ляемого воздуха, включая бы-товые теплопоступления (глав-ным образом тепловыделения от компью теров, офисной тех-ники и осветительных прибо-ров), а также его влагосодержа-ние могут быть использованы для подогрева и увлажнения приточного воздуха. Для это-го воздух, удаляемый из поме-щений здания Мэрии, собира-ется в вертикальном сборном вентиляционном канале, рас-положенном в центре здания, и пропускается через гигроско-пические роторные рекуперато-

ры, подогревая и увлажняя при-точный воздух.

В теплое время охлажден-ный удаляемый воздух исполь-зуется для предварительного ох-лаждения приточного воздуха. Комбинация устройств утили-зации тепла (холода), использо-вания грунтовых вод в качестве источника холодоснабжения, а также выбор формы, ориента-ции здания и солнцезащитных устройств позволили отказаться от каких-либо традиционных хо-лодильных установок.

Большая площадь светопроз-рачных наружных ограждающих конструкций позволяет использо-вать в помещениях здания преи-мущества естественного освеще-ния – создание комфортной среды обитания людей и снижение за-трат электрической энергии на искусственное освещение. форма здания Мэрии способ-ствует увеличению естествен-ного освещения в помещениях с северной стороны здания, а на-клон ограждающих конструкций на южную сторону и использова-ние элементов фасада в качестве солнцезащитных устройств по-зволяют минимизировать теп-лопоступления от солнечной радиации в теплое время и ми-нимизируют воздействие прямо-го солнечного освещения, которое может вызвать дискомфорт. Кроме этого, в качестве солнцезащитных элементов использованы шторы-жалюзи, расположенные внутри двойного фасада здания.

интеллектуализация зданияПроцесс управления зданием тре-бует вовлечения большого ко-личества работников, которые следят за системами здания.

Main tower во франкфурте-на-майне (германия) – одно из первых высот - ных зданий с низким энергопотреб-лением

Page 10: ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕйzvt.abok.ru/upload/pdf_articles/22.pdfтехнологии», безусловно, является относительным, т

2 3З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И ЙОсень 2012

В интеллектуальном здании система управления самостоя-тельно контролирует множество параметров: телефонно-компью-терную сеть, доступ в помеще-ния, антитеррористическую за-щиту, пожарную безопасность здания, системы отопления, кон-диционирования воздуха и вен-тиляции, видеонаблюдения в це-лях безопасности, проведения видеоконференций.

Интеллектуальное здание пред-ставляет собой совокупность ин-женерно-технических решений и организационных мероприя-тий, направленных на созда-ние высокоэффективной сис-темы управления зданием, максимально отвечающей по-требностям пользователей и вла-дельцев. Один из основных ком-

понентов интеллектуального здания – единая система управ-ления, представляющая собой комплекс программно-аппарат-ных средств, основной задачей которого является обеспечение надежного и гарантированного управления всеми подсистема-ми здания при его эксплуатации. Система способна за счет анализа полной неразобщенной информа-ции, получаемой от всех эксплу-атируемых подсистем (напри-мер, пожарная сигнализация, система теленаблюдения, теле-фонная сеть, система климатиза-ции и т. д.), принять правильное решение и выполнить соответ-ствующее действие или проин-формировать о событии соответ-ствующую службу. Современные системы управления зданием

не имеют ограничений на рас-ширение и модернизацию и по-строены в соответствии с прин-ципом открытой архитектуры, т. е. все компоненты системы, как программные, так и аппаратные, не привязаны к какому-либо од-ному производителю.

Каждая из подсистем интел-лектуального здания работает в оптимальном (наилучшем) ре-жиме за счет взаимного обмена данными с другими подсисте-мами здания, что в итоге позво-ляет добиться максимально эф-фективной работы как каждой из подсистем, так и всей системы в целом. Кроме этого, при созда-нии системы управления можно уменьшить число ее компонен-тов, исключив дублирующие эле-менты.

Форма здания обеспечивает мини­мальные теплопотери в холодный период года и минимальные тепло­поступления в теплый.

Элементы наружных ограждающих конструкций используются в качестве солнцезащитных устройств для сни­жения теплопоступлений от солнеч­ной радиации в теплый период года.

Светопрозрачные наружные ограж-дающие конструкции способствуют использованию в здании преимуще­ственно естественного освещения.

Высокоэффективная теплоизоля-ция и светопрозрачные ограждаю-щие конструкции с повышенными теплозащитными характеристиками (сопротивление теплопередаче све­топрозрачных элементов наружных ограждающих конструкций составля­ет 0,83 м2•°C/Вт, непрозрачных ограж­дающих конструкций – 5,0 м2•°C/Вт).

Использование в теплый период года главным образом естественной вентиляции посредством двухслой­ных вентилируемых фасадов.

Утилизация тепла удаляемого воздуха для подогрева приточного воздуха.

Охлаждающие потолки вместо тра­диционной системы кондиционирова­ния воздуха.

Использование низкотемпературных грунтовых вод в качестве источника холодоснабжения.

Насосы с автоматически регулируе­мой скоростью вращения (применяют в системе водяного отопления) сни­жают затраты энергии и обеспечива­ют комфортную температуру воздуха в обслуживаемых помещениях.

Система автоматизации и управления зданием (Building Management System, BMS) поддерживает комфортные па­раметры микроклимата в помещениях и способствует энергосбережению.

в ы с О К и е т е х н О л О г и и , р е а л и з О в а н н ы е в з д а н и и м Э р и и , л О н д О н ( в е л и К О Б р и т а н и я )

Page 11: ВОПЛОщЕНИЕ ИНжЕНЕРНыХ ИДЕйzvt.abok.ru/upload/pdf_articles/22.pdfтехнологии», безусловно, является относительным, т

2 4 З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И Й Осень 2012

Интеллектуализация здания – это новый уровень удобства, без-опасности и комфорта, разумное использование электроэнергии, уменьшение расходов на ре-монт и эксплуатацию. Напри-мер, в бизнес-центре компании British Airways в Хармондсворте (Великобритания) использование объединенной системы управле-ния освещением, вентиля цией,

кондиционированием возду-ха и контроля доступа позволяет сэко номить до 24 млн долл. еже-годно за счет более эффективной работы всех подсистем комплек-са и повышения производитель-ности труда персонала на 20 %.

Сотрудники центра могут ра-ботать из любой точки бизнес-центра, других офисов компа-нии или даже из дома, при этом

в любой точке комплекса есть возможность выхода в основную сеть. Через интранет-сеть бизнес-центра обеспечиваются доступ к информационной библиотеке, проведение видеоконференций и организация учебных курсов для персонала. Есть даже вну-треннее телевещание. Телефон-ная сеть дает возможность соз-дать голосовые и факсимильные почтовые ящики, доступ к кото-рым возможен с любого телефона при вводе идентификационно-го номера. Перемещаясь по зда-ниям бизнес-центра, сотрудники могут поддерживать связь друг с другом при помощи сети бес-проводной телефонной связи.

В бизнес-центре объединены системы управления освещени-ем, вентиляцией и кондицио-нированием и система контро-ля доступа на базе протокола LonWorks. Использование общей коммуникационной шины де-лает возможным обмен инфор-мацией между различными управляющими системами, что позволит в будущем обеспечить полную интеграцию всех служб комплекса зданий.

Около 13 000 светильников ре-гулируются примерно 800 вось-миканальными управляющими модулями, получающими инфор-мацию от 2 000 комбинированных датчиков движения и освещен-ности. Эти же датчики исполь-зуются для управления система-ми кондиционирования воздуха и вентиляции. При появлении человека свет и вентиляция авто-матически включаются, а через некоторое время после освобожде-ния помещения – выключаются. В конференц-залах управление освещением и аудио- и видеообо-рудованием интегрировано. ●

система автоматизации и управления зданием бизнес-центра компании British Airways в хармондсворте (великобритания) экономит до 24 млн долл. ежегодно за счет более эффективной работы всех подсистем комплекса и повышения производительности труда персонала