Придорожный сервис в Италии
Алессандро СанделевскиТехнологии экологической устойчивости позволяют достигать высоких значений энергоэффективности здания и оказывать минимальное негативное воздействие на окружающую природную среду.
Компания Autogrill S.p.A., лидер европейского рынка в сфере придорожных ресторанов и текущий оператор ресторана Villoresi Ovest, решила построить на автостраде, соединяющей Милан и озёра северной Ломбардии, многофункциональный комплекс, где путешествующие могут отдохнуть от дороги и приобрести предметы первой необходимости. Для строительства Autogrill Villoresi Est компания выбрала участок напротив знакового придорожного ресторана Pavesi (архитектор Анжело Биянчетти, 1958), являющегося эмблемой итальянского архитектурного стиля 50-х. По задумке, новый комплекс должен был стать достопримечательностью третьего тысячелетия, такой же впечатляющей и представительной для этих лет, как когда-то в 50-х годах ХХ века был Pavesi (сейчас – Villoresi Ovest).
Здание Autogrill Villoresi Est высотой 27 м с кровлей в виде дымовой трубы или вулкана словно выросло из-под земли. Медная крыша опирается на конструкции из клеёной древесины, заготовленной из возобновляемых лесов. В нижней части крыши к медным листам прикреплены полимерные трубы, по которым циркулирует вода с антифризом. Сеть труб общей площадью 350 м2 выполняет функцию солнечного коллектора, используемого в системах отопления и ГВС. Конструкция полностью интегрирована и не отличается от остальной части крыши. Расчётная пиковая мощность солнечной крыши составляет около 100 кВт, а годовое производство энергии на отопление достигает 147 МВт•ч.
Внутри здание условно делится на две части. Основную площадь занимает ресторан со стойками островного типа, за которыми клиент может выбрать блюда. У посетителей есть возможность наблюдать за процессом приготовления: мясо и рыба на гриле готовятся на кухне со стеклянными перегородками. В этой же части также расположены два бара, в одном из которых продаются разнообразные закуски, и супермаркет, где можно купить всё необходимое, включая электронные аксессуары.
За основной зоной находятся санузлы, оборудованные безводными писсуарами и сантехникой с низким расходом воды, зона отдыха для водителей грузовиков с душевыми и прачечной, которая открывается при помощи карт доступа, а также офисы.
На первом этаже находятся два сдаваемых в аренду помещения для проведения деловых переговоров. Максимальное количество посетителей, рассчитанное исходя количества эвакуационных выходов, составило 400 человек. В качестве вводных данных для проектирования систем ОВК это значение было уменьшено до 250. Здание открыто круглосуточно в течение всего года. Максимальная заполняемость отмечается в обеденные и вечерние часы, а также в выходные.
Зелёные технологииКонцепция устойчивого строительства – ещё одна особенность придорожного комплекса. Использование геотермальной и солнечной энергии позволяет экономить примерно 45 % электроэнергии в сравнении с аналогичными зданиями. Выбросы СО2 зданием снижены на 59 %.
Сбор дождевой воды и водоснабжение посредством грунтовых источников уменьшают годовой расход питьевой воды приблизительно на 25 550 л – эквивалент среднего бытового потребления воды 128 итальянскими семьями.
Общая площадь земельного участка составляет 78 000 м2. Порядка 30 % от этой площади занимают зелёные насаждения, где элементы ландшафта смешиваются с типичной местной растительностью.
Система рассчитана на параметры, представленные в табл. 1–2. Кондиционирование воздуха осуществляет по зонам:
• Ресторан, бары и супермаркет обслуживаются двумя центральными системами кондиционирования с возможностью контроля качества воздуха и опцией работы в режиме фрикулинга. Ещё одна установка, под названием Aerofrullatore (воздушный смеситель), работает только зимой преимущественно для дестратификации тёплого воздуха, скапливающегося внутри трубчатой крыши.
• Кухня оборудована приточно-вытяжными зонтами.
• В офисах и раздевалках установлены местные доводчики (фэнкойлы) с подачей наружного воздуха и без неё.
Полная расчётная пиковая нагрузка на систему отопления составляет 307 кВт, а нагрузка по охлаждению – 419 кВт.
Все клапаны теплообменников двухходовые. Циркуляционные насосы для основных потребителей (установки кондиционирования воздуха, местные доводчики, воздушный смеситель) оборудованы регуляторами частоты. Установки кондиционирования воздуха и доводчики управляются системой автоматики. Это даёт возможность работать с разными уставками – по фактической посещаемости.
|
АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА В ПЕРЕДНЕЙ ЗОНЕ |
|
Оптимизированный запуск (остановка) Контроль производительности системы отопления • Используемая зона, отопление – 20 °C, зона PID-регулирования – ±2 °C. • Неиспользуемая зона, отопление – 13 °C. • Предел минимальной температуры приточного воздуха – 20 °C (требуется отопление). • Предел минимальной температуры приточного воздуха – 13 °C (требуется охлаждение). • Предел максимальной температуры приточного воздуха – 34 °C, зона PID-регулирования – ± 6 °C. Фрикулинг • Температура внутреннего воздуха, отопление – 22,5 °C. • Нижний предел температуры приточного воздуха – 13 °C, PID-регулирования – ±3 °C. Контроль производительности системы охлаждения Производительность вытяжных систем • минимальное – при СО2 ≤ 8 00 ppm; • максимальное – при СО2 ≥ 1 000 ppm. Регулирование производительности вентиляции Защита от замерзания в ночное время
Защита от замерзания установок кондиционирования воздуха |
Система состоит из двух водно-водяных реверсивных тепловых насосов (рис. 1). Первый, мощностью 100 кВт, использует воду из собственной скважины системы водоснабжения в качестве источника теплоты и для её отвода; второй, мощностью 310 кВт, подключён к 420 геотермальным скважинам, уходящим вниз на глубину 25 м. Оба насоса рассчитаны на отвод 370 кВт теплоты в грунт, что соответствует сумме требуемой холодильной мощности в летнее время и эквивалентной мощности компрессора второго теплового насоса. Каждый геозонд представляет собой U-образную прочную полиэтиленовую трубу диаметром 25 мм, по которой подаётся вода с 25%-м раствором этиленгликоля. Скважины находятся и под зданием, и под прилегающей зелёной зоной.
 |
 |
Сезонная смена режима происходит у первой установки на внутреннем холодильном контуре, а у второй – на гидравлическом контуре при помощи двухходовых клапанов с электроприводом. Летом тепловые насосы позволяют охладить воду в системе холодоснабжения до температуры 7 °C.
Геотермальный тепловой насос работает в приоритетном режиме, а работающий на воде из собственной скважины используется для покрытия пиковых нагрузок. Охлаждённая вода поступает в два резервуара объёмом 2 000 л каждый, а из них посредством вспомогательных насосов подаётся в контуры системы кондиционирования воздуха. Солнечный коллектор не обменивается теплотой с этими резервуарами.
|
|
| Комплекс Autogrill Villoresi Est после ввода в эксплуатацию (2013 год) и зона его супермакета |
В зимнее время вода нагревается до температуры 45 °C. Как правило, отопительной мощности второй установки достаточно для покрытия нагрузок на систему отопления. Первая установка включается только при запуске или в очень холодные периоды. Солнечный коллектор может подавать теплоту в баки-резервуары, если температура внутри коллектора достаточно высока и нет потребности в ГВС.
Минимальная температура хранения внутри баков-резервуаров для горячей воды объёмом 1 500 л каждый составляет 46 °C. Производство горячей воды для бытовых нужд осуществляется в трёх режимах (в порядке снижения приоритета):
• отвод теплоты от холодильных установок, обслуживающих охлаждаемые витрины и отсеки для хранения продукции;
• солнечный коллектор;
• первый тепловой насос.
Баки-резервуары для горячей воды оборудованы резистивными электрическими нагревателями. Их используют для высокотемпературной обработки от бактерий рода легионелла, для этого температура в ёмкостях увеличивается до 65 °C как минимум на 30 мин. Обработка не требуется, если в течение дня температура внутри ёмкостей превышает 60 °C на протяжении хотя бы 1 ч.
 |
| Ресторан Pavesi (1958 год) |
Здание подключено к двум системам водоснабжения: скважине, используемой для технических целей (туалеты, противопожарные системы, ирригация), и городскому водопроводу. За пределами комплекса расположены три подземных накопительных резервуара: одна ёмкость объёмом 230 л – для непитьевого использования и две по 30 л – для питьевой воды.
Каждая линия подачи обслуживается собственным насосом. Часть холодной питьевой воды умягчается для посудомоечных машин, баков-накопителей для бытовой горячей воды и подпитки системы.
Приборы учёта энергии на отопление и охлаждение, состоящие из расходомеров и датчиков на подающих и обратных трубопроводах, предусмотрены на следующих линиях:
• Первый тепловой насос.
• Второй тепловой насос.
• Утилизация излишков теплоты солнечным коллектором.
BMS-система, используемая в Autogrill Villoresi Est, предназначена для контроля и оптимизации различных систем во всевозможных режимах их работы. Например, в системе тепловых насосов установлено 27 регулирующих клапанов, и от их плавной и согласованной работы зависит правильная реализация функций всей системы. Система контролирует такие параметры, как:
• Температура наружного воздуха, относительная влажность и уровень освещённости.
• Освещение в 21 зоне внутри здания.
• Показания счётчиков энергии и воды.
• Электропотребление в 21 зоне внутри здания и полное электропотребление в здании.
• Статус и аварийные сигналы от 22 точек приготовления пищи.
• Статус и аварийные сигналы от девяти кухонных зонтов.
• Статус, температура и аварийные сигналы шести воздухообрабатывающих установок.
• Статус, температура и аварийные сигналы двух тепловых насосов, трёх витрин и холодильных ячеек холодильника, 15 насосных установок и 27 регулирующих клапанов.
• Температура и другие параметры воздуха внутри здания (всего 25 точек).
Эти значения отображаются на центральном экране управления, а также доступны дистанционно через Интернет.
В первые месяцы после введения здания в эксплуатацию осуществлялась оценка эффективности работы оборудования (ОВК, горячее водоснабжение, солнечная крыша) и системы BMS c последующим сравнением полученных и расчётных значений. В целом проверка не выявила существенных недостатков. В частности, была дана рекомендация поместить в санузлах предупреждение о проведении в ночное время дезинфекции от бактерий рода легионелла для предотвращения возможных ожогов. Испытания, проведённые в летнее время, показали удовлетворительные результаты эффективности работы систем.
Компания Autogrill S.p.A. изначально заявила, что рассчитывает получить для здания сертификат LEED (по схеме LEED-NC Retail v2009). Проверку производили специалисты из GBCI. По её результатам здание набрало 60 баллов из 110 возможных, что соответствует оценке «Золотой».
Высокие баллы (10 из 10) удалось получить за эффективное использование водных ресурсов. В этой части Италии отмечается высокий уровень грунтовых вод. Из-за частых случаев затопления подземных сооружений правительство стало поощрять проекты, в которых воду забирают из грунта, а не закачивают. Кроме того, вода из верхнего пласта не является питьевой, поэтому её отбор не влияет на снабжение жителей водой, которая протекает в нижнем независимом водоносном слое. Вода используется в качестве источника теплоты в системе тепловых насосов, для смыва в туалетах и ирригации. Более того, по местным законам, при наличии централизованного водоснабжения воду из частных источников запрещено использовать для питьевых целей. Итоговое снижение водопотребления составило 57 %. За использование инновационных технологий в проекте здание получило 3 балла из 6 возможных.
Хорошая оценка в категории «Энергия и атмосфера» была достигнута благодаря применению в проекте компьютерного моделирования энергопотребления. Снижение затрат на энергоснабжение составило 41,06 % за счёт использования методики из ASHRAE 90.1–2007 (прил. G). Остальные баллы были набраны, в частности, за устройство площадки с максимальным открытым пространством (придомовая территория более чем в 2 раза превышает по площади здание комплекса) и вторичное использование материалов (96,34 % строительного мусора не попало на полигон), а также раздельный сбор мусора.
| ПОЛУЧЕННЫЙ ОПЫТ |
|
В течение года нагрузка на систему охлаждения намного выше, чем на отопление: теплота, отведённая в грунт при охлаждении в летнее время, превышает теплоту, отобранную из грунта для отопления зимой. Таким образом, без принятия мер температура грунта будет постепенно повышаться, а эффективность тепловых насосов снижаться. Поэтому зимой солнечный коллектор используется для утилизации излишков теплоты, образованных в почве летом. При необходимости можно «переохладить» почву, чтобы повысить энергоэффективность теплового насоса в начале лета. |
К настоящему времени все системы здания доказали свою высокую надёжность. Не было ни одного нарекания по поводу уровня теплового комфорта, сквозняков, шума и т. д. Анализ энергопотребления представлен на рис. 2–4 и в табл. 3.
Полное электропотребление системами ОВК и ГВС с марта по декабрь 2013 года составило 429 347 кВт•ч (рис. 5). Если экстраполировать этот график на 12 месяцев умножением на 1,2, можно спрогнозировать годовое потребление электроэнергии в 515 215 кВт•ч. Если взять объём 17 078 м3, получится конкретная цифра – 30,17 кВт•ч/м3 в год.
Годовое потребление электроэнергии, рассчитанное при энергетическом моделировании, составило 695 312 кВт•ч в год. Таким образом, спрогнозированное значение почти на 26 % ниже этой величины. Несмотря на это, пока что слишком рано делать выводы, т. к. здание эксплуатируется меньше года (на момент написания статьи. – Примеч. Ред.) и необходимо провести дальнейший анализ данных. ●
ОБ АВТОРЕ
Алессандро Санделевски – дипломированный инженер, член организаций CIBSE, ASHRAE, аккредитованный специалист по LEED (LEED GA). Состоит в совете директоров компании ASC Engineering Srl (Милан, Италия).
СТАТЬИ ПО ТЕМЕ:
Тепловые насосы системы отопления ЖК «Первомайское»
ARCUS III: опыт сертификации по BREEAM
Умный энергоэффективный энергосберегающий экологически чистый дом
Энергоэффективные решения в главном офисе «Росбанка»
JAGA: инновационные приборы отопления
Альтернативная энергетика России
Новый подход к экоустойчивости зданий
