Первый энергоэффективный дом в Ростовской области. Мониторинг энергосистем
Владимир Папин, Антон Рыжков, Илья Янченко
В рамках государственной программы по переселению граждан из ветхого и аварийного жилья сдан в эксплуатацию и успешно функционирует первый на территории Ростовской области энергоэффективный малоэтажный жилой дом. Опыт трех лет эксплуатации здания позволяет сделать некоторые выводы об экономичности внедренных инженерных систем.
| ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ |
| Наименование: энергоэффективный жилой дом. Расположение: хутор Апаринский, Усть-Донецкий район, Ростовская область (Россия). Заказчики: Министерство территориального развития, архитектуры и градостроительства Ростовской области; Фонд содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства России. Субподрядчик: ООО НПП «Донские технологии». Основное назначение: жилое здание. Типы помещений: жилые. Количество квартир – 2. Общая площадь – 180 м2. Завершение основных строительных работ: декабрь 2010 года. |
В конце 2010 года в хуторе Апаринский Усть-Донецкого района завершилось строительство нового малоэтажного жилого дома. На базе двухквартирного жилого коттеджа проектировщики и строители реализовали комплекс энергосберегающих мероприятий, коснувшийся систем отопления, горячего водоснабжения, кондиционирования воздуха и вентиляции помещений, а также включающий автоматическое регулирование технологических параметров здания.
Сохранение энергии за счет конструктивных особенностей дома является важнейшим условием проектирования и энергоэффективного строительства. Дом в Ростовской области построен по канадской технологии.
Стены дома обладают низкими теплопотерями за счет использования хорошо утепленных многослойных ограждающих конструкций. Ориентированно-стружечная плита (ОСП) и ветрозащита имеют по два слоя, а все остальные материалы – по одному. В конструкцию окон встроено низкоэмиссионное стекло со специальным покрытием, благодаря чему поверхность окон медленно теряет теплоту. Такое стекло обладает отличными теплоизолирующими свойствами и способно хорошо пропускать солнечный свет.
Фундамент дома – буронабивной, прочный и легкий, что позволяет сохранить ландшафт и компенсирует неровности почвы. Все материалы фундамента состоят из одного слоя. Для утепления строители применили теплоизоляционный материал.
 |
| Конструкция стен здания |
Кровельное покрытие состоит из мягкой битумной черепицы, а перекрытие кровли выполнено деревянной двутавровой балкой.
Отопление и горячее водоснабжение реализованы на базе теплового насоса мощностью 10 кВт, использующего энергию земли, и солнечного коллектора тепловой мощностью 2 кВт. Гелиоустановка преобразует теплоту солнца в энергию для горячего водоснабжения. Система отопления предусмотрена индивидуального типа (поквартирная) бивалентная, т. е. в качестве основного источника теплоты используется геотермальная система отопления, а для режимов пикового подогрева применяют газовое отопление.
Тепловой пункт
Система состоит из пяти контуров и обеспечивает четыре режима самостоятельной или комбинированной работы отопления, горячего водоснабжения и пассивного кондиционирования. Переключение между режимами работы осуществляется автоматически по сигналу от температурных датчиков путем переключения потоков трехходовых клапанов с помощью сервоприводов. Дополнительную теплоту здание получает посредством системы рекуперативной вентиляции.
 |
|
Солнечный коллектор |
| ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
| Категория теплоэнергетической эффективности здания: повышенная. Энергетическая эффективность: класс В. Максимальное энергопотребление – 1 914 кВт•ч/мес. Минимальное энергопотребление – 193 кВт•ч/мес. Среднегодовое потребление электроэнергии:
|
Вентиляция выполнена по двухуровневой схеме. В каждой квартире установлена приточно-вытяжная установка с теплообменником рекуперации теплоты. Производительность установки по воздуху регулируется и составляет внизу помещения 65 м3/ч с эффективностью 77 %, а вверху – 105 м3/ч с эффективностью 70 %. Установка обеспечивает подачу предварительно подогретого воздуха в квартиру и его очистку посредством тканевого воздушного фильтра.
Устройство использует теплоту комнатного воздуха перед его выведением наружу для нагрева свежего воздуха, поступающего с улицы. В летний период происходит обратный процесс – установки охлаждают поступающий с улицы воздух посредством прохладного воздуха из помещений.
| ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ |
| Тепловой насос: Thoren 9, Thor. Солнечный коллектор: Vitosol 300T, Viessmann. Рекуперативная вентиляционная система: VL-100U-E, Mitsubishi Electric. Система автоматизации: оборудование концерна ABB. |
Коэффициент общего пропускания солнечной энергии остеклением составляет 47 %. Для освещения используются светодиодные лампы, которые работают совместно с датчиками движения. Дополнительно здание оснащено автоматизированной системой учета и архивации потребления электрической и тепловой энергии, холодной и горячей воды.
Система автоматизации включает в себя управление освещением, вентиляторами в санузлах и приводами теплого пола и соответствует международному стандарту автоматизации KNX/EIB. Система автоматизации является децентрализованной (при выходе из строя любого устройства, кроме блока питания, остальные приборы остаются работоспособными).
 |
| Буронабивной фундамент |
Электроснабжение и автоматическое управление в жилом здании осуществляются по следующим принципам:
 |
| Кровля здания покрыта мягкой битумной черепицей (слева), а в качестве перекрытия использованы деревянные двутавровые балки (справа) |
С момента сдачи в эксплуатацию первого энергоэффективного дома в Ростовской области осуществлен двухлетний мониторинг системы автономного теплоснабжения пилотного проекта. Анализ полученных результатов дал возможность оценить недостатки проектирования как конструкций, так и ряда узлов технологического комплекса, позволил в полной мере отладить инженерные системы, оценить рентабельность подобных проектов. Результаты мониторинга приведены на рис. 1–4.
 |
 |
В течение третьего года эксплуатации мониторинг работы теплофикационной системы и системы автоматизации не проводился, но осуществлялась проверка исправности их функционирования. За это время администрация района пыталась ввести для жителей высокие тарифы электроснабжения, противоречащие существующему законодательству. Спорная ситуация была решена при помощи сотрудников ООО НПП «Донские технологии», сумевших доказать неправомерность завышенной тарификации электроснабжения энергоэффективного дома и тем самым отстоять интересы жильцов.
|
ПОКАЗАТЕЛИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ |
||
| Материал | Толщина слоя, мм |
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м2•К) |
| Сосновый брус | 100 | 0,15 |
| Гипсокартон | 12,5 | 0,15 |
| Пенофол | 5 | 0,038 |
| ОСП | 20 | 0,13 |
| Ветрозащита | 0,6 | 0,04 |
| Минеральный утеплитель | 100 | 0,038 |
| Кирпич | 120 | 0,41 |
|
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ БУРОНАБИВНОГО ФУНДАМЕНТА |
||||
|
Материал |
Толщина, мм |
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м2·К) |
Суммарное сопротивление теплопередаче, м2·К/Вт |
Суммарные теплопотери, Вт |
|
Слой песка |
500 |
0,97 |
8,15 |
620 |
|
Цементная стяжка |
40 |
1,2 |
||
|
Пенофол |
5 |
0,038 |
||
|
Цементная стяжка |
50 |
1,2 |
||
|
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КРОВЛИ |
||||
|
Материал |
Толщина, мм |
Коэффициент |
Суммарное |
Суммарные |
|
Битумная черепица |
3,4 |
0,037 |
10,7 |
1 400 |
|
ОСП |
10 |
1,2 |
||
|
Слой воздуха |
200 |
0,038 |
||
|
Ветро- и парозащита |
0,3 |
1,2 |
||
|
Гипсокартон |
12,5 |
0,15 |
||
На начало 2014 года система работает без сбоев, исправно снабжая квартиры горячей водой и тепловой энергией. На случай особо низких температур зимнего периода система в своем составе имеет водогрейный отопительный котел.
