Пассивные здания

Energon имеет в плане треугольную форму с центральным атриумом, перекрытым сверху светопрозрачным покрытием. Толщина теплоизоляции для стен 350 мм, для нижнего перекрытия 200 мм, для покрытия 500 мм. Остекление трехслойное. Сопротивление теплопередаче непрозрачных ограждающих конструкций 8–9 м2·°C/Вт, окон 1,2 м2·°C/Вт, стеклянного покрытия атриума 0,6 м2·°C/Вт. Для уменьшения теплопотерь в ночные часы окна закрываются плотными рулонными шторами. Воздухопроницаемость оболочки здания по n50 составляет 0,2 ч–1.

На кровле здания вне зоны атриума установлены  фотоэлектрические панели общей  площадью 328 м2 и мощностью 15 кВт. Годовая выработка электроэнергии составляет 12 000 кВт·ч. Кроме того, на покрытии входящего в комплекс гаража расположены фотоэлектрические панели мощностью 135 кВт, общая годовая выработка электроэнергии составляет 125 000 кВт·ч.

В здании Energon применяются два типа грунтовых теплообменников. Один представляет собой 28-метровый подземный канал диаметром 1,8 м, в котором производится непосредственный подогрев или охлаждение наружного воздуха. Второй – грунтовый теплообменник для подогрева или охлаждения воды, которая затем используется как для подогрева (охлаждения) приточного воздуха, так и для разогрева или захолаживания конструкций здания. Грунтовый теплообменник представляет собой U-образную петлю, помещенную в скважину глубиной 100 м. Всего таких скважин 44. Скважины обеспечивают температуру воды как в летний, так и в зимний период равную 10 °C, тепловые насосы при этом не используются. Таким образом, грунтовый массив по сути представляет собой огромный теплоаккумулятор, который работает попеременно на отопление и охлаждение, что позволяет избежать проблем с замораживанием грунта, которые могут возникнуть когда грунтовые теплообменники используются только как источник низкопотенциальной теплоты для тепловых насосов.

В зимнее время наружный воздух, забираемый с улицы, проходит четыре ступени подогрева. Он поступает  сначала в грунтовый теплообменник  непосредственного охлаждения (рис. 3), затем, при необходимости, подогревается  водой из скважин. Следующая ступень  – подогрев приточного воздуха за счет утилизации теплоты воздуха  вытяжного. Эффективность теплоутилизации составляет 65 %, а с учетом использования теплоты грунта – около 80 %. Окончательный догрев приточного воздуха производится в калорифере, после чего воздух поступает в атриум, откуда распределяется по помещениям здания (похожую схема применил Норман Фостер в здании Commerzbank [2]).

С.8.

Той же подогретой водой, которая используется для подогрева  воздуха в калорифере, осуществляется и обогрев помещений посредством  змеевиков, замоноличенных в бетонные полы. Поскольку трансмиссионные теплопотери очень малы, а приточный воздух предварительно подогревается за счет теплоты грунта и теплоутилизации, теплоноситель, циркулирующий в змеевиках, подогревается до очень небольшой температуры, максимум до 22 °C.

В летнее время используется двухступенчатая обработка приточного воздуха. Приточный воздух сначала  охлаждается непосредственно в  грунтовом теплообменнике, а затем  окончательно охлаждается водой из грунтовых теплообменников (как уже отмечалось выше, температура воды из скважин составляет 10 °C).

Эта же охлажденная  в скважинах вода используется для  захолаживания конструкций здания. За счет подмеса минимальная температура в змеевиках не превышает 18 °C. Такая небольшая разница (всего 4 °C) между температурой тепло- и холодоносителя как раз и иллюстрирует особенность концепции «пассивного» здания.

При соответствующей  температуре наружного воздуха  может осуществляться естественное проветривание за счет открывания окон. Для уменьшения нагрузки от осветительных  приборов широко используется естественное освещение: часть помещений расположено  по периметру здания, а часть выходит  во внутренний атриум. Кроме упомянутых, в рассматриваемом здании реализован и целый ряд других энергосберегающих  мероприятий, которые позволили  создателям здания Energon обеспечить комфортную среду обитания при существенно низком энергопотреблении. Кроме этого, удалось достичь существенного снижения выбросов в атмосферу парниковых газов – по расчетам ежегодное сокращение выбросов CO2 составляет 172 т.