Содержание
ФОТОАЛЬБОМ
ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА
СОСТАВ ЖИЛИЩНОГО КОМПЛЕКСА
Первая очередь застройки
Вторая очередь застройки
Третья очередь застройки
Четвертая очередь застройки
Пятая очередь застройки
ОБЗОР ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ.
Окна
Крыша
Коммуникации
Обустройство зеленого сектора
Энергосберегающие электроприборы
Повторное использование строительного мусора
Примеры использования энергосберегающих технологий
БИЗНЕС-ПЛАН
|
|
Жилой комплекс "Сити-Чесс II" .
3.3.6 Примеры использования энергосберегающих технологий
Штаб-квартира Института Рокки Маунтин
В Скалистых горах Западного Колорадо, в 25 км к западу от Аспе-на, на высоте 2200 м над уровнем моря расположена банановая ферма с пассивным солнечным освещением. Это не совсем подходящее место для выращивания, сильные морозы длятся до 52 дней, а заморозки случаются в любой день. Однажды они наступили 4 июля, нарушив тем самым привычное правило, что есть два времени года — зима и июль. Часто бывает солнечно, но солнечная погода неустойчива — в середине зимы насчитывается до 39 облачных дней, а иногда за декабрь и январь бывает не более семи солнечных дней. Бывает, что столбик термометра опускается здесь до -44°С.
Тем не менее в январе, в метель и буран, прекрасно созревают бананы на трех кустах, один из которых пустил побеги во время зимнего солнцестояния. Две большие зеленые игуаны дают студентам возможность изучить передовой опыт в разведении ящериц. Поспевают апельсины, шумит водопад, резвится полосатая зубатка, и начинаешь думать, что очень похожие на настоящих обезьян куклы-орангутанги на книжных полках ночью оживают — как иначе объяснить нехватку бананов? По мере того, как дни в марте и апреле становятся длиннее, джунгли покрываются буйной растительностью — появляются авокадо, манго, виноград, папайя, японская мушмула, съедобный страстоцвет. Заходишь с улицы, где воет вьюга, и сразу ощущаешь аромат жасмина и бу-гонвиля (см. илл. 1 на вкладке).
И все же здесь нет традиционной системы отопления, поскольку таковой и не требуется и потому, что она неэкономична. Две небольшие дровяные печки, используемые время от времени для обогрева или просто чтобы доставить удовольствие обитателям, дают 1% от того тепла, которое требуется обычному дому в этом районе, тогда как остальные 99% являются «пассивным солнечным теплом». Даже в пасмурные дни солнечное тепло улавливается через «суперокна» (см. раздел 1.5), которые обеспечивают теплоизоляцию, равноценную 6 или, в последних моделях, 12 листам стекла: прозрачные бесцветные окна пропускают три четверти видимого света и половину всей солнечной энергии, но практически не позволяют теплу улетучиваться. Изоляция из пенопласта внутри каменных стен толщиной в 40 см, а также в крыше по крайней мере вдвое уменьшает тепловые потери. Свежего воздуха сколько угодно — он предварительно подогревается теплообменниками, возвращающими три четверти тепла, которое обычно уносится спертым воздухом, выходящим из дома.
Сколько же дополнительно стоила вся эта теплоизоляция? Дополнительные затраты на нее были меньше, чем экономия при строительстве, связанная с отсутствием печи и воздуховода. Оставшиеся деньги, плюс еще немного (16 долларов за квадратный метр), истрачены для сбережения 50% расходуемой воды, 99% энергии на нагревание воды и 90% бытовой электроэнергии. При тарифе в 0,07 доллара за киловатт-час счет за бытовую электроэнергию составляет примерно 5 долларов в месяц.
Дневной свет, поступая со всех сторон, обеспечивает 95% необходимого освещения; сверхэкономичные лампы сберегают три четверти энергии, требуемой для дополнительного освещения. Яркость накала ламп регулируется в зависимости от присутствия дневного света, а когда в комнате никого нет, они просто выключаются. Холодильник потребляет только 8%, а морозильная камера — 15% обычного количества электроэнергии, так как они снабжены сверхизоляцией и охлаждаются в течение полугода пассивной «тепловой трубой», подсоединенной к находящемуся на открытом воздухе металлическому ребру. Сушилка получает свое тепло от солнечного «фонаря» или световой шахты. Стиральная машина представляет собой новую горизонтально-осевую конструкцию с загрузкой сверху, которая экономит около двух третей воды и энергии и три четверти мыла, лучше стирает одежду и продлевает срок ее носки. Даже традиционная кухонная газовая плита сберегает энергию благодаря использованию швейцарских горшков с двойной стенкой и британского чайника, теплоизоляция которых позволяет сэкономить треть пропана и уменьшить время, необходимое для кипячения воды. Вне помещения суперизолированный пассивно-солнечный фотоэлектрический «загон» помогает поросятам набирать вес, а курам нести яйца, поскольку им не приходится затрачивать слишком много энергии на поддержание температуры собственного тела.
Таким образом, для сбережения 99% энергии, идущей на обогрев помещения и на нагревание воды, 90% бытовой электроэнергии и 50% воды общие дополнительные затраты составили 16 дол./кв. м х 372 кв. м, или около 6000 долларов, т. е. примерно 1 % от общей стоимости проекта в районе, где государственные средние затраты на строительство в два раз выше. По сравнению с обычными в этой местности домами такого же размера энергосбережение составляет по меньшей мере 7100 долларов в год. Следовательно, дополнительные затраты окупились за 10 месяцев, после чего сбережения накапливаются со скоростью, в среднем составляющей 19 долларов в день, что эквивалентно нефтяной скважине, дающей 1,3 барреля в день, или достаточно для содержания студента медицинского колледжа. Разумеется, 10 месяцев — это долгий период ожидания, но все это было сделано с использованием новейших для того времени технологий. Сегодня все можно сделать гораздо лучше. Например, окна сейчас дешевле, но тепло они сохраняют в 2 раза лучше.
Окупив себя за первые 10 месяцев, энергосбережения будут идти на оплату всего здания примерно в течение 40 лет. (Здание должно прослужить по крайней мере в 10 раз дольше; оно построено для будущих археологов, которые по его ориентации на юг и по необычной форме изогнутых каменных стен, несомненно, придут к выводу, что это храм первобытного поклонения Солнцу. Но чтобы работать, оно может иметь любую форму, быть адаптированным практически к любому климату и любой культуре и в то же время должно сберегать определенное количество энергии и денег.) В течение 40 лет одна лишь экономия электроэнергии позволит избежать сжигания на электростанции такого количества угля, которым можно было бы дважды засыпать здание. Только один холодильник каждый год экономит угля столько, сколько вмещается в него. А пиво остается таким же холодным.
Здание уже посетило более сорока тысяч гостей; оно получило большую рекламу в журналах и телевизионных передачах, показанных во всем мире. Некоторые приезжают для того, чтобы увидеть используемые технологии, другие — чтобы посмотреть, что представляет собой объединение под одной крышей фермы и научно-исследовательского центра с 20 рабочими местами. Приятно ежедневно ходить на работу через джунгли, протяженность которых не превышает 10 метров; кто-то предлагал нам посадить лианы и допрыгивать до работы, раскачавшись на ветке. Но большинство отмечают: самая важная особенность здания в том, что оно помогает его обитателям лучше себя чувствовать и лучше работать.
Почему люди, сидящие вокруг стола, весь день остаются бодрыми и пребывают в хорошем настроении, но если их поместить в обычный рабочий кабинет, то за полчаса они могут стать вялыми и раздражительными? На наш взгляд, это связано с царящей здесь атмосферой покоя, естественным освещением, здоровым воздухом внутри помещения, который не должен быть слишком горячим и сухим; звуком водопада (настроенным на альфа-ритм мозга и оказывающим успокаивающее воздействие); отсутствием механических шумов и электромагнитных полей, запахом, кислородом и ионами (а иногда и привкусом) зеленой растительности джунглей, которая видна отовсюду. Быть может, есть и другие вещи, которые мы еще не понимаем, но, кажется, для начала и этого достаточно.
В конечном счете, в здании должно быть удобно и красиво. Штаб-квартира ИРМ является одним из первых и пока одним из лучших по своей конструкции «зеленых» сооружений. Многие детали этого здания можно было бы значительно усовершенствовать, но основные принципы и совершенство его планировки продолжают волновать воображение.
Дармштадтский «Пассивный дом»
В 1983 г. Швеция ввела стандарт на тепловую изоляцию, сделав 50— 60 кВт-час/м2 в год максимально допустимыми тепловыми потерями для домов. В Германии же дома обычно в среднем теряют 200 кВт-час/м2 в год. Следовательно, «фактора четыре» в Германии можно было бы достичь простым принятием шведского строительного стандарта для всех зданий, в том числе и старых. Тем не менее вышедший с поправками германский стандарт 1995 г. требует сокращения тепловых потерь к 2000 г. для новых зданий лишь на 20%.
И все же шведский стандарт может быть значительно улучшен. Один из наиболее известных примеров — "пассивный дом" построенный в Дармштадте, в 50 километрах южнее Франкфурта. На фото 2 на вкладке это обыкновенное, ничем не бросающееся в глаза здание. Оно получило свое название благодаря использованиию пассивной солнечной энергии и почти полному отсутствию активного обогрева.У «пассивного дома» потребность в дополнительном тепле составляет менее 15 кВт-час/м2 в год и достигается преимущественно за счет высокоэффективной изоляции стен и окон (Файст и Клин, 1994).
Дом выглядит солидным и надежным, как, впрочем, все немецкие дома. Но здесь равномерное распределение температуры создает ощущение комфорта, а отсутствие механических шумов (поскольку нет печи и почти никакого механического оборудования) и уличного шума (благодаря звукопоглощающим суперокнам и мощной изоляции) обеспечивает умиротворяющую тишину. Дом не мрачный и не затхлый, он полон света и свежего воздуха. Всякого, кто сюда входит, сразу же охватывает чувство покоя, надежной защиты от сурового внешнего мира и в то же время единения с природой, поскольку через большие окна открывается зеленый мир.
Этот дом потребляет только 10% от обычного количества энергии на отопление жилой площади и 25% от обычного количества электроэнергии. Действительно, общая потребляемая домом энергия едва ли превышает энергию, которая расходуется электрическими бытовыми приборами в обычном немецком доме. Потребность в энергии на отопление настолько мала, что она легко удовлетворяется сверхэффективным газовым водонагревателем, который необходим для получения горячей воды. Специальная печь для обогрева помещения не нужна.
В здании используются несколько устаревшие окна, теплоизоляция которых эквивалентна восьми листам обычного стекла. Лучшие современные окна обеспечивают примерно на 50% лучшую изоляцию, и в случае, если они были бы здесь использованы, это устранило бы последние 5% затрат на обогрев помещения. Кроме того, потребовалось бы еще одно важное техническое новшество, недавно впервые внедренное в дармштадтском «пассивном доме»: слой пеннщй изоляции, образующий шапку над всей оконной рамой и покрывающий на ширину 3 см кромки самого стекла как изнутри, так и снаружи. Этот вариант оконной коробки типа стеганого чехла для чайника устраняет обычные потери тепла, уходящего через оконную раму, причем кромки стекла изолированы столь же хорошо, как и центральная часть. Производство такой системы вполне может стать массовым, она пригодна для установки и в строящихся, и в существующих зданиях.
Другим важным новшеством является доведение до нужной кондиции входящего свежего воздуха путем пропускания его сначала через пластмассовую трубу, закопанную в земле на глубине 3— 4 метра. Даже в середине зимы земля на такой глубине достаточно теплая для того, чтобы холодный наружный воздух прогрелся по меньшей мере до 8°С. Предварительно согретый воздух поступает в теплообменник, где проходит остальные 70% пути и подогревается до температуры теплого, спертого воздуха, выходящего из дома. Таким образом, практически воздухонепроницаемый дом все время получает большое количество свежего воздуха, почти не теряя энергии. Воздушный поток можно разделять, направляя его в различные части дома, и чем больше людей находятся в том или ином месте, тем больше свежего воздуха будет туда поступать, поскольку при дыхании срабатывает датчик углекислого газа, увеличивая скорость бесшумного вентилятора.
Циркулирующий в доме и выходящий из него поток тепла точно измерен и тщательно изучен. Необходимо было учесть слагаемые, которые обычно слишком малы, чтобы о них беспокоиться: размещение датчиков в стенах с точностью до доли миллиметра; отвод тепла холодной водой, которая поступает в дом, находится в туалетных бачках и затем спускается при сливе; и даже то, что штукатурка имеет тенденцию «дышать», поглощая и повторно испаряя водяной пар, — эффект, отвечающий примерно за одну десятую нагрузки по обогреву помещения.
Из-за высокой стоимости новейших материалов и нестандартных технологий затраты здесь были выше, чем на обычные здания. Следующий шаг состоял в адаптации этой концепции к стандартизованным и экономичным методам строительства. Уже в 1996 г. проект ратуши дармштадтского архитектора Фолькмера Раша получил награду Шулера за эффективное использование ресурсов. Ко времени проведения в Ганновере Международной выставки «Экспо-2000» должен быть построен целый город Кронсберг Зидлунг, где энергетическая эффективность будет повьппена в четые раза без каких-либо дополнительных затрат.
Дома для жаркого климата в Калифорнии
В двух предыдущих примерах речь шла о зданиях, требующих лишь от 1 до 10% от обычного отопления жилых площадей в условиях холодного климата и пасмурной погоды. А как сделать более прохладными помещения в жарком климате?
Крупнейшее частное американское предприятие коммунального хозяйства «Пасифик гэс энд электрик» проводит эксперимент под названием «Испытание передовых потребительских технологий на максимальную энергоэффективность» (сокращенно ACT). Цель эксперимента заключается в том, чтобы с помощью тщательных измерений определить наибольшее количество энергии, которое можно сберечь с выгодой для предприятия и его клиентов путем внедрения самых современных комплексов и технологий. Экспериментом руководит комитет, в него входят представители «Пасифик гэс энд электрик», ИРМ, Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (ведущий научно-исследовательский центр по энергоэкономичным зданиям) и Совета по охране природных ресурсов (ведущая национальная группа по сохранению естественных богатств).
По проекту стоимостью 18 миллионов долларов, учрежденному в 1989 г. руководителем исследований из «Пасифик гэс энд электрик» Карлом Вайнбергом и научным руководителем ИРМ Эймори Ловинсом, сейчас уже построены или модернизированы все 12 экспериментальных зданий. Данные подтверждают первоначальную гипотезу о том, что примерно три четверти потребляемой в большинстве случаев электроэнергии можно сэкономить без каких-либо дополнительных затрат и при обеспечении тех же или даже лучших условий.
Новый дом в Дэвисе (Калифорния, рядом с Сакраменто) стал первой проверкой того, как далеко могут зайти проектировщики, бросив вызов климату*. «Расчетная температура» здесь составляет 40°С, но в самые жаркие дни она может достигать 45°С. Широко проводимое летом орошение находящихся на этой территории сельскохозяйственных ферм и угодий существенно повышает влажность. Хотя летние ночи часто прохладны, здесь бывают и многодневные «горячие бури» с незначительным спадом температуры в ночное время.
Задача состояла в проектировании стандартного дома со всеми удобствами общей площадью в 255 квадратных метров, который потреблял бы как можно меньше энергии. Еще до внесения усовершенствований «базовый» дом удовлетворял самым строгим в США энергетическим стандартам — нормам Документа 24, принятого в Калифорнии в 1993 г. Согласно этим нормам, конструкция должна была быть примерно на треть экономичнее, чем средний американский дом. Цена дома составляла 249 500 долларов и также была типичной для Калифорнии.
Сначала команда архитекторов из Энергетической группы Дэви-са за счет улучшения планировки уменьшила на 11% (семь метров) периметр пола, на который впустую тратится энергия, а затем занялась аналогичной работой над контуром крыши. Проектировщики расположили окна в нужных местах, усовершенствовали оконные рамы, разработали стену, которая экономила дерево (см. «Использование дерева при постройке дома», раздел 2.20), сокращала строительные затраты и удваивала изоляцию. В результате энергосбережение составляет 17%, затраты меньше обычных почти на 3 500 долларов;
57% этой суммы сэкономлено за счет уменьшения периметра пола.
Проектировщики внесли также целый ряд мелких новшеств в корпус, освещение, бытовые приборы, систему горячего водоснабжения и окна. В результате общее энергосбережение увеличилось до 60%, что соответствует сумме примерно в 1900 долларов. Единственным необычным мероприятием стало использование отработанного тепла холодильника для подогрева воды, что повышает эффективность его работы и экономит энергию в системе горячего водоснабжения. Кроме того, надо упомянуть вытяжные вентиляторы, тщательный выбор которых при покупке дал экономию в 80% без каких-либо дополнительных затрат. Обычный коэффициент полезного действия вентиляторов в североамериканских домах составляет лишь 1—3%; они, в сущности, являются небольшими электрическими нагревателями, которые, используют крошечную долю своей энергии для движения воздуха. Двойная стенная и кровельная изоляция и более совершенные окна устранили необходимость в печи, вытяжках и другом оборудовании, что сэкономило 2050 долларов. Вместо этого в самые холодные ночи можно через радиатор в виде плоской спирали стоимостью в 2400 долларов пропускать немного горячей воды из газового водонагревателя с коэффициентом полезного действия 94%.
И все же оставалась необходимость в кондиционере, хотя и менее мощном, чем исходный трехтонный. Самые дорогостоящие усовершенствования уже достигли предела экономичности: ни одно мероприятие не должно было стоить больше, чем ожидаемая, рассчитанная на длительное время цена сэкономленной электроэнергии (6 центов на киловатт-час). Что же можно было сделать еще?
К счастью, проектировщики имели наготове так называемый потенциальный комплексный план по устранению охлаждения. В него входили все энергосберегающие мероприятия, ранее отвергнутые из-за того, что каждое из них в отдельности не сберегало достаточно энергии, чтобы окупить себя. Эти меры снижали потребности в охлаждении, но нуждались в экономическом обосновании. Когда в проект было добавлено семь таких усовершенствований, стоящих 2600 долларов, они сделали ненужными кондиционер стоимостью 1500 долларов и систему вентиляционных труб (плюс 800 долларов будущих расходов на их содержание), т.е. оказались экономичными. Таким образом, большая экономия оказалась дешевле, чем малая.
Проектировщики ожидали, и первое же лето подтвердило это, что никакого дополнительного охлаждения не потребуется. Изоляция и обычные суперокна не пропускали снаружи нежелательное тепло; экономичные лампы и бытовые приборы внутри помещения испускали мало тепла; тепловая масса (двойная стена сухой кладки и пол из керамической плитки в центральной части) сохраняла прохладу в самые жаркие дни. При необходимости дополнительное радиационное охлаждение можно обеспечить прохладной водопроводной водой, пропускаемой через плоский змеевик. Этот способ применить не удалось, поскольку водопроводная магистраль была закопана на слишком малой глубине и водопроводная вода оказалась неожиданно теплой; к счастью, расчеты были правильными, так что водяное охлаждение не потребовалось.
Компьютерное моделирование показало, что дом будет потреблять на 53% меньше электроэнергии, на 71% меньше электроэнергии в часы пиковой нагрузки и на 69% меньше природного газа, чем достаточно экономичный «базовый» дом. Но это не предполагает каких-либо усовершенствований в небольших бытовых приборах, которые потребляли одну треть первоначальной электроэнергии. Если учесть их, энергосбережение возрастает в среднем до 80% для всей энергии или до 79% для электроэнергии, 78% экономятся на обогреве помещений, 79% на нагревании воды, 80% на холодильниках, 66% на освещении, 100% на охлаждении и 92% на охлаждении и вентиляции вместе взятых. На рынке готовых сооружений дом в Дэвисе при условии применения всех 20 видов энергосберегающих мероприятий стоил бы примерно на 1800 долларов меньше, чем обычный, а его эксплуатация обходилась бы на 1600 долларов дешевле.
Судя по первым результатам проверки, дом ведет себя лучше, чем предусмотрено проектом. (Фактические сбережения несколько уменьшились благодаря внесенным в последний момент изменениям: например, жильцы пожелали иметь другой тип холодильника. Но и с учетом этих изменений реальная экономия хорошо согласуется с прогнозом.) Жильцы, въехавшие в дом в декабре 1993 г., комфортно чувствуют себя здесь даже в сильную жару. Поскольку предполагается, что раздел 24 Калифорнийского энергетического стандарта должен включать в себя все, что является практичным и экономичным, дом в Дэвисе может потребовать принципиального пересмотра этого стандарта.
В соответствии с другим проектом ACT, завершенным несколько месяцев спустя, похожий дом построен на земельном участке, расположенном в еще более жарком месте — Стэнфорд Ранч (Калифорния). Этот дом сберегает еще больше энергии. Теплоизоляция, окна, светлые стены и крыша, а также двойная стена сухой кладки понижают затраты на охлаждение на 44%о. В нем также используется включаемый только ночью испаритель-охладитель, который служит в качестве вентилятора для всего дома и охлаждает воду, циркулирующую по размещенной под полом системе труб; здесь экономия энергии на охлаждение возрастает до 86%о. Дом в Стэнфорд Ранч стоит примерно на 1000 долларов, или на 0,4%о, дороже, чем постройка обычного дома, но экономия на оборудовании и эксплуатации перекрывает незначительное превышение затрат на строительство, поэтому чистая стоимость приблизительно четырехкратного увеличения эффективности всех основных потребителей энергии равна нулю.
Третий проект ACT — модификация обыкновенного одноэтажного дома, находившегося в эксплуатации 15 лет, — реализован весной 1994 г. Дом расположен в жарком районе Стоктон (Калифорния), где люди обычно пользуются кондиционерами с июня по сентябрь. Планировка здания и особые требования жильцов ограничили масштаб выполненных работ. Тем не менее модернизация дома даст возможность сэкономить 64% от общего потребления электроэнергии и 60% природного газа (не считая экономии на небольших электроприборах), что позволяет сэкономить 5500 долларов на амортизационных расходах, включая будущие затраты на замену оборудования и эксплуатацию. Простые усовершенствования кондиционера — более эффективные вентиляторы и двигатели, а также первичный охладитель испарительного типа — вносят вклад в ожидаемое 76-процентное сокращение затрат энергии на охлаждение. Кроме того, по прогнозам, затраты энергии на обогрев уменьшатся на 59%, расход на основные бытовые приборы — на 63%, освещение и небольшие приборы — на 76%, подачу насосом воды для бассейна и из родника— на 76%. Если бы жильцы этого дома придерживались модели потребления, более характерной для американских семей, то некоторые из приведенных цифр могли бы быть еще выше.
Все три дома находятся в зоне жаркого, но не сырого и теплого тропического климата. Однако сравнительно высокая экономия может быть достигнута и там. Ни жара, ни влажность не являются препятствием для четырехкратного энергосбережения при отличном комфорте и рентабельности.
«Здание Королевы»
Новый инженерный корпус Университета Де Монфора, Лестер, Соединенное Королевство
Официально открытое в декабре 1993 г. королевой Елизаветой II, это британское учебное здание, спроектированное Аланом Шортом и Брайеном Фордом из компании «Пик, Шорт и партнеры», пребывает во впечатляющей гармонии с природой (см. илл. 3 на вкладке). Архитекторы были готовы взять на себя в одном и том же проекте решение как экологической, так и архитектурной задачи, а не пренебрегать одной ради другой. Ответственность за окружающую среду — это не декорация.
Будущие машиностроители изучают здесь нарисованные мелом на доске схемы холодильников, которых нет в этом здании, а студенты электротехнических специальностей овладевают премудростями проектирования электроосвещения, находясь в помещениях, освещаемых естественным дневным светом. «Нам казалось, — говорили проектировщики, — что ощущение естественного ритма внешнего мира помогает достичь спокойной сосредоточенности и что школа для инженеров, которая добивается значительной экономии энергии, сама может быть инструментом обучения и орудием для проведения исследований».
Место для нового корпуса тщательно выбиралось — он расположен вдоль дороги, идущей на северо-восток. Большая часть участка оставлена открытой и естественно сочетается с территорией университета, благодаря парку, разбитому с южной стороны. Первоначальный проект здания включал три основных принципа:
- использование традиционных трудоемких методов строительства
с тем, чтобы обеспечить занятость местных рабочих;
- демонстрация инновационных концепций, создающих отличную среду
для обучения и бросающих вызов традиционной архитектурной
практике;
- использование более чистой и более «зеленой» технологии.
Проект сделан под явным впечатлением от Тринити лейн — средневековой улицы в Кембридже. Здания дополнены рядом внутренних дворов, которые также используются как классы для занятий на открытом воздухе, поэтому территория площадью 10223 квадратных метра не подавляет своими размерами. Это очаровательное сооружение считается первым удачным примером возрождения готической архитектуры за последние 100 лет. Жившие здесь каменщики, многим из которых нужна была работа в округе, создали прекрасную многоцветную кирпичную кладку, замечательную разнообразием традиционных фрагментов и деталей из кирпича.
«Здание Королевы» — самое большое в Великобритании строение с естественной вентиляцией. Дневной свет глубоко проникает в него с двух сторон, обеспечивая естественное освещение. Практически целиком пассивное перемещение воздуха происходит как за счет поперечной вентиляции, так и благодаря подъему теплого воздуха по восьми большим декоративным дымоходам, которые увенчаны украшенными орнаментом металлическими башенками. Частично поддержанные правительством проектировочные работы, включавшие картографирование потоков, физические макеты и компьютерное моделирование, обеспечили схему пассивной вентиляции для аудиторий, в которых можно открывать или закрывать окна с тем, чтобы добиться наиболее комфортных условий. Для этого используется 60% площади стен. Автоматическая система управляет заслонками, вытяжными отверстиями и регуляторами обогрева.
Выступы крыши и массивные кирпичные стены сводят охлаждение к минимуму, а вся конструкция здания значительно ограничивает потребность в тепле и кондиционировании. Тепло обеспечивается главным образом пассивным солнечным обогревом, внутренним накоплением тепла от работы значительного количества приборов и от присутствия тысячи сотрудников и студентов. Эти тепловые нагрузки могут быть достаточно высокими — от 84 ватт на квадратный метр для оборудования в электротехнической лаборатории до 100 ватт на квадратный метр в механической лаборатории. В типичных административных зданиях Великобритании оборудование и работники создают тепловые нагрузки не более 25—32 ватт на квадратный метр. Дополнительное тепло дает природный газ.
Все эти подходы минимизируют потребление электроэнергии, что уменьшает размеры оборудования или даже устраняет необходимость в нем, давая экономию как энергии, так и капитальных затрат. По сравнению с типичными капитальными затратами в 34—40%, объем капитальных затрат на механические и электрические системы в «Здании Королевы» составил лишь 24%. Здесь используется только 25—30% топлива, необходимого для эквивалентного здания. Общие затраты на здание с отделкой и полным оборудованием составили всего 12 миллионов долларов, или 1980 долларов за квадратный метр, а без отделки — 1184 доллара за квадратный метр. В любом случае это чрезвычайно низкая цена.
Штаб-квартира Банка ИНГ
В 1978 г. банк «Недерландше Мидденстандсбанк» (НМБ) был в Голландии банком номер четыре. Сейчас он переименован в «ИНГБанк» и занимает второе место, неуклонно расширяя свою деятельность. Что же произошло? Это долгая история, похожая на сказку, но все в ней правда, и многое связано с эффективностью использования ресурсов.
В прежние дни НМБ был, как признался один из его управляющих, «неповоротливым и консервативным». Нуждаясь в равной степени и в новом имидже, и в новой штаб-квартире, служащие банка проголосовали за выбор участка в растущем районе к югу от Амстердама. Совет директоров банка хотел иметь здание из природных материалов, органично вписанное в ландшафт, в котором много солнечного света, зеленой растительности и воды, здание, отличавшееся энергетической эффективностью и низким уровнем шума.
Банк сформировал команду проектировщиков и строителей. По словам управляющего недвижимостью банка Тие Либе, кроме архитекторов и дизайнеров в нее входили представители и других специальностей. Она работала над проектом три года, регулярно консультируясь с будущими арендаторами. Строительство началось в 1983 г. и завершилось в 1987 г. Результатом явилась крайне необычная конструкция: архитектор Антон Албертс описывает этот стиль как «антропософский», исходя из основанной Рудольфом Штейнером «Науки о духе». Посмотрите на это сооружение, и вы увидите, что у него нет прямых углов (см. илл. 4 на вкладке).
Здание, в котором размещается 2400 служащих на площади примерно в 50 тысяч квадратных метров, разбито на 10 скошенных облицованных кирпичом башен из сборного железобетона. В плане участок представляет собой неправильную S-образную кривую. Тут над площадкой в 30 тысяч квадратных метров, отведенной для стоянки машин и зон обслуживания, разбросаны парки и внутренние дворы. Вдоль внутренней улицы, соединяющей все башни, тянутся рестораны и конференц-залы. Историк архитектуры Чарльз Дженкс (1990) охарактеризовал здание как «землескреб», с «волнообразно изгибающимся телом, крепко обнимающим землю». Густонаселенные жилые кварталы, офисы и предприятия розничной торговли вокруг банка усиливают образ средневекового замка с окружающей его деревней.
Как в большинстве учреждений в северной части Европы, в этом комплексе используются плиты настила, которые уже, чем в США. Рабочий стол поэтому находится от окна на расстоянии, не превышающем 7 метров, что обеспечивает отличное естественное освещение. Внутренние жалюзи отбрасывают естественный свет, проникающий через верхнюю треть каждого внешнего окна, на потолки помещений. Наряду с внутренними застекленными атриумами, проходящими через башни к внутренней улице на уровне антресоли, это поэтажное боковое освещение дает значительную часть общего освещения здания, дополняемого настольными лампами, декоративными настенными бра и ограниченным количеством подвесной арматуры.
Аналогичным уровнем комфорта отличается и проект тепловой схемы здания, обеспечивавший в основном пассивное накопление тепла в ненастную голландскую погоду. В то время в Европе суперокон еще не было, и проектировщики ограничились обыкновенным двойным остеклением. От конструкции из сборного железобетона кирпичную оболочку отделяет слой изоляции. Сама конструкция используется для сохранения тепла, получаемого благодаря пассивному накоплению солнечной энергии и внутренним источникам тепла — освещению, оборудованию и людям.
Дополнительное тепло подается через водяные радиаторы, соединенные с системой накопления горячей воды емкостью в 100 кубических метров в подвале. Вода нагревается размещенным внутри конструкции теплоизлучателем и регенерацией тепла от двигателей лифтов и компьютерных залов. В здании банка применяются также теплообменники типа воздух—воздух, которые используют тепло от выходящего отработанного воздуха для подогрева входящего воздуха. Как и многие здания в северной части Европы, банк не имеет системы кондиционирования; вместо нее используются тепловая емкость текстуры здания, механическая вентиляция, естественная вентиляция через регулируемые окна и дублирующая абсорбционная система охлаждения (главным образом для осушения), питаемая отработанным теплом от теплоизлучателя.
Этот уровень интеграции конструктивных элементов здания, естественного дневного освещения и энергетической системы дает впечатляющие результаты. Старое здание главного отделения банка потребляло 4,8 гигаджоулей на квадратный метр первичной энергии в год, новое потребляет 0,4 гигаджоуля на квадратный метр в год, что на 92% меньше. Для сравнения, соседний банк, построенный одновременно со зданием НМБ, расходует энергии на квадратный метр в пять раз больше, а затраты на его строительство были примерно такими же (Оливье, 1992). Дополнительные затраты на строительство, отнесенные к энергетическим системам НМБ, составляли порядка 700 тысяч долларов; однако годовое энергосбережение оценивается в 2,6 миллиона долларов, что окупает затраты за три месяца. Либе отмечает, что у НМБ «самые низкие затраты на энергию в голландских административных зданиях и одни из самых низких в Европе».
Наряду с простыми природными отделочными материалами в ансамбль включены произведения искусства, растения и вода. Коридоры в банке увешаны настоящими картинами, и видно, что при оформлении здания художественности исполнения придавалось большое значение. Например, поверхности из окрашенного металла в верхней части портиков башен отражают окрашенный свет на светлые скульптуры внизу, а от них свет переизлучается на оштукатуренные стены. Внимание к деталям распространяется даже на обработку температурных швов. Латунная пластинка, закрывающая такой шов в основном коридоре, поднимаясь вверх по стене, превращается в рельефную скульптуру, утопленную в стену и окруженную розеткой из мрамора различных оттенков со скрытой подсветкой. Верхние площадки на крыше, внутренние дворики, атриумы и другие внутренние помещения в различных стилях украшены зелеными насаждениями. Для фонтанов и полива растений используется собираемая в цистерну дождевая вода. Скульптурные фонтаны — они установлены даже в качестве ограждения площадок на верхних этажах — преобразуют постоянный поток воды в пульсирующую, журчащую струю. Кроме того, что они радуют глаз, водные потоки увлажняют воздух и создают акустический фон, что очень важно, поскольку в здании, которое пропускает мало внешних шумов и почти не создает собственных, тишина может быть гнетущей.
Затраты на приобретение земли, строительные работы, благоустройство, покупку произведений искусства, мебели и оборудования составили примерно 1500 долларов на квадратный метр. Другие административные здания в Голландии обошлись в такую же или даже в большую сумму. Сократилось количество случаев невыхода на работу банковских служащих, что Либе объясняет улучшением условий для работы (Ромм и Браунинг, 1994). И наконец, благодаря зданию, НМБ обрел в глазах общественного мнения привлекательный имидж. Сейчас он считается прогрессивным, творческим банком, а его здание — самое известное в стране после парламента. Деловые операции банка резко увеличились в объеме.
Материалы, представленные в данном разделе показывают все возможное многообразие существующих экспериментальных и уже используемых энергосберегающих технологий в реставрации. В дальнейшем при разработке рабочего проекта по восстановлению усадьбы «Молоди», целесообразно проработать практические рекомендации по использованию современных материалов и технологий.
|