Плавучий дом – решение вопросов экологии и энергоэффективности без потери комфорта

В XXI веке адаптация водных пространств планеты к проживанию людей̆ является вполне технически выполнимой задачей̆. Постепенное освоение океана началось с масштабного строительства искусственных островов в Нидерландах, Объединенных Арабских Эмиратах, Бахрейне, Японии, Китае, США и России.

Плавучие сооружения имеют неоспоримое преимущество перед стационарными искусственными островами в таких вопросах, как способность противостоять потенциальному повышению уровня Мирового океана [1].

Плавучий дом в концепции устойчивого строительства

Плавучий дом или хаусбoт (англ. houseboat) — это объект, который спроектирован для использования в качестве жилого дома на воде [2]. Такие жилища являются абсолютно автономными и отвечают принципам устойчивой архитектуры.

Устойчивое строительство сегодня является основополагающей парадигмой̆ для создания нового типа архитектурной среды - среды, которая обеспечивает потребности людей̆, живущих в современном мире, сохраняя при этом возможность будущим поколениям иметь достойное качество жизни. Изменение климата и потребление энергии, полученной из ископаемых традиционных источников, оказывают негативное влияние на устойчивость.

Первым шагом в решении проблем экологической устойчивости является изучение новых концепций использования возобновляемых источников энергии. Стоит отметить, что именно проектирование плавучих зданий подразумевает широкие возможности для применения энергоэффективных технологий. Обусловленно это тем, что в плавучем доме легко использовать различные возобновляемые источники энергии, потому что в море, реке или озере не так много физических препятствий. Из этого следует, что энергия, полученная из таких неисчерпаемых источников, как солнце и ветер, гораздо более эффективно может использоваться домом на воде по сравнению со зданием, расположенным в черте города [3].

Примеры плавучего дома

В Голландии примером плавучего дома является Autark Home (рис. 1), который является автономным с точки зрения энергетической независимости. Данный объект обладает европейским сертификатом пассивного дома.

Этот 2-этажный хаусбот общей̆ площадью 109,4 м2 имеет внешнюю стену из  пенополистирола толщиной̆ 55 см, герметичные окна и двери с тройным остеклением, что обеспечивает отсутствие тепловых мостов.

Система водоснабжения

Горячее водоснабжение обеспечивается с помощью установленных на крыше резервуара для воды емкостью 4 000 л и шести солнечных коллекторов, которые постоянно поддерживают температуру воды в интервале 70-80 оС.

Хотя Autark Home представляет собой̆ небольшой̆ плавучий̆ дом, он имеет независимую систему водного цикла. Качественная питьевая вода получается путем очищения с помощью обратного осмоса в сочетании с песком и УФ-фильтром. Сточные воды, прежде чем сливаются обратно в реку, очищаются на 90 % с помощью встроенной̆ системы фильтрации [4].

Система электроснабжения

Электричество вырабатывается солнечными фотоэлектрическими элементами общей̆ мощностью 6 360 Вт (пиковая мощность). Этого количества энергии достаточно, чтобы в течение четырех дней обеспечивать нормальную жизнедеятельность семьи. Подсчитано, что такая гелиосистема способна генерировать примерно 5 300 кВт в год. Контролировать производство солнечной̆ электроэнергии можно посредством автоматической системы мониторинга, установленной̆ в гостиной̆ дома. В случае неблагоприятных погодных условий, не позволяющих получать электроэнергию от гелиоустановки, начинает работать резервный биодизельный генератор.

В Швеции в плавучем отеле Salt and Sill (рис. 2) для энергоснабжения установлена гидротермальная система с температурным регулированием.

Использование морской или речной воды, имеющейся в избытке под плавучим домом, для получения энергии довольно эффективно, поскольку гидротермальная энергия может использоваться как для отопления в зимний период, когда температура воды выше, чем температура наружного воздуха, и охлаждения летом, когда температура воды ниже.

Не менее эффективно можно использовать энергию ветра, приливов и волн, если интегрировать в плавучий дом соответствующую гармонизированную с природной средой систему [5].

Еще одно перспективное решение - применение гибридных систем, состоящих из солнечных фотоэлектрических элементов и ветряных турбин. Они удачно дополняют друг друга, вырабатывая энергию и в безветренные солнечные дни и тогда, когда нет солнца, но дует сильный̆ ветер.

Как видно из приведенных примеров, для обеспечения автономного энергоснабжения плавучего жилья более всего подходят альтернативные источники энергии, вырабатывающие с помощью фотоэлементов, ветрогенераторов и солнечных коллекторов и т. п. зеленую экологически чистую энергию. Повысить энергоэффективность и одновременно обеспечить дополнительный комфорт позволяет интеграция в хаусботы гидротермальной системы отопления/охлаждения, систем рекуперации тепла, установок систем очистки воды и т.п.

Все перечисленные инженерные решения обеспечивают устойчивый и экологичный подход к строительству зданий на воде, которые могут стать новой формой обитания человека.

Литература

1. Правила классификации и освидетельствования плавучих объектов (ПКПО) / Н. А. Ефремов. Москва: Российский речной регистр, 2017. — С. 6-9, 13, 45. — 86 с.

2. International Marine Floatation Systems, Inc. Seattle Floating Home 1886 SF. IMF. [Электронный ресурс]: URL: https://floatingstructures.com (дата обращения 20 марта 2020)

3. Canoe Pass Village – Floating Home Village | International Marine

Floatation Systems. [Электронный ресурс]: URL: https://floatingstructures.com (дата обращения 23 марта 2020)

4. Autark Home: A Self-Sufficient, Floating Passivhaus Houseboat [Элек- тронный ресурс]: URL: https://treehugger.com/green-architecture/autark-home-passivhaus-houseboat.html (дата обращения 24 марта 2020)

5. Floating Building Opportunities for Future Sustainable Development and Energy Efficiency Gains [Электронный ресурс]: URL: https://www.researchgate. net/publication/280922308 (дата обращения 23 марта 2020)