Технологии энергоэффективности. Реконструкция в Венском техническом университете.
Административное здание Венского технического университета, реконструированное в 2015 году – первое высотное здание Европы, которое производит больше энергии, чем потребляет.
Проектирование, и реконструкция здания проводились в тесном сотрудничестве с учёными из Венского технического университета. Дом используется как общественное здание, которое каждый день посещают около 800 сотрудников и до 1800 студентов. В октябре 2015 года Венский технический университет, в чей собственности находится это здание, получил австрийский государственный приз за выдающиеся достижения в области технологий защиты окружающей среды и энергоэффективности (категория «Исследование и инновация»).
Дом с положительным энергобалансом
В домах с нулевым энергобалансом стремятся к тому, чтобы на базе новейших технологий, материалов и подходов свести энергопотребление к нулю. Это влечет за собою большие инвестиционные затраты. Дом по стандарту «энергия плюс» представляет собой здание, которое производит энергию для собственных нужд на основе регенеративных источников (солнце, ветер, тепло почвы) больше, чем оно получает снаружи в виде электричества, газа, мазута, древесины и т. п. Однако, это не означает, что дом не подключён к сети электро и теплоснабжения. Когда выработанной энергии недостаточно (например, зимним вечером), дом получает из сетей недостающую энергию. А если внутренние источники вырабатывают больше энергии, чем потребляют, то избыток её можно отдавать в единую энергетическую сеть. Во многих странах владелец может продавать эту лишнюю энергию по льготным ценам и тем самым существенно сократить срок окупаемости. Этот стандарт совмещает энергоэффективность не только самого здания, но также и всех энергопотребителей в нём, комфорт и условия для работы/учёбы, экономию (достичь результатов с наименьшими затратами и разумной окупаемостью) и защиту окружающей среды.
Высотное здание Венского университета
В самом центре столицы Австрии над ансамблем старых зданий возвышается 11‑этажное административное здание Венского технического университета (ул. Гетрайдемаркт 9). Общая площадь 13 500 м2.
Здание построено в начале 70‑х прошлого века, и уже давно не соответствует современным требованиям по энергетическому балансу и к инфраструктуре офисного здания. Так, общее потребление первичной энергии составляло около 800 кВт•ч/м2 в год, когда в 2014 году типичная офисная новостройка в Австрии имела потребление около 450 кВт•ч/м2•г. Его модернизация и превращение в первое высотное здание по стандарту «энергия плюс» было составной частью исследовательской программы австрийского министерства транспорта, инноваций и технологии «Дом будущего» в тесном сотрудничестве с техническим университетом Вены. Цель реконструкции – уменьшить общие энергозатраты (здание и пользователи) до 56 кВт•ч/м2•г при одновременном производстве энергии в размере 61 кВт•ч/м2•г, и тем самым превратить здание в дом с положительным энергетическим балансом.
Значительное снижение энергозатрат
Для того чтобы достичь высокой цели – снижения энергозатрат на 88 %, была взята за основу улучшенная и оптимизированная оболочка пассивного дома с интегрированной защитой от солнечного излучения, а мощная система автоматизации и диспетчеризации компании Fr. Sauter AG использует внутренние источники энергии и постоянно оптимизирует энергоэффективность работающих систем. До начала реконструкции проектная группа проанализировала энергозатраты 9 300 компонентов и выбрала в результате самые энергоэффективные из них. Приведём несколько примеров для уменьшения энергозатрат.
Основная вентиляция используется для ночного проветривания и для уменьшения холодоснабжения здания днём, а также для рекуперации температуры и влажности вытяжного воздуха. Интересно при этом то, что для ночного проветривания здания используются старые вентиляционные шахты, и при этом поток нагретого воздуха обеспечивается термическим подъемом, т. е. не требует вспомогательной энергии – только открываются специальные заслонки при выполнении определенных требований для ночного охлаждения. В офисах реализована вентиляция по потребности, используется специальное полевое покрытие (эстрих) для нагрева и охлаждения, а все составляющие систем вентиляции являются высоко энергоэффективными.
Установлена сеть питания 24 В для повышения энергоэффективности и централизации блоков питания. Потолочное освещение базируется на светодиодных лампах в 110 Лм/Вт. Датчики присутствия включают и выключают свет в офисах в зависимости от освещенности, в коридорах и лестницах эту функцию выполняют датчики движения. Все офисные приборы как компьютеры, кофемашины и т. п. постепенно заменялись приборами с наивысшим классом энергоэффектвиности. Центральный сервер для работ по симуляций на рабочих местах обеспечивает не только эффективное центральное охлаждение, но и использование тепла сервера. Благодаря этим мероприятиям при использовании современной системы менеджмента Sauter novaProOpen в стыковке с системой энергетического менеджмента удалось существенно уменьшить общие энергозатраты до 88 %.
Дополнительные солнечные коллекторы фотоволтайк на крыше и лестничной клетке
Использование местных регенеративных источников энергии
Для того чтобы достичь стандарта «энергия плюс», используется ряд местных регенеративных источников энергии. Общая площадь солнечных коллектров фотоволтайк на крыше и фасадах составляет около 2 200 м2, общая мощность – 328,4 кВт. Фотоэлектрические панели фасада и прозрачные панели на лестницах и навесах здания являются самой большой в Австрии гелиоустановкой, интегрированной в здание. Произведённое электричество не только полностью покрывает потребность здания в первичной энергии – излишки энергии перенаправляются соседним зданиям кампуса. Избыток теплоты в центральном серверном помещении используется вместе с активными бетонными элементами пола в офисных помещениях (с 3 по 10 этаж) и радиаторами, конвекторами и калориферами здания и тем самым покрывает почти полностью потребность целого здания в тепле.
Лифты не только имеют класс энергоэффективность выше «А», но оснащены ещё и рекуперацией энергии.
Оптимальные условия для работы сотрудников и учащихся
В высотном здании наряду с офисными помещениями имеются аудитории, помещения для семинаров, а также библиотеки и общественные помещения для студентов. Во всех помещениях нужно обеспечивать оптимальный климат с наименьшими энергозатратами. Эту функцию выполняют комнатные контроллеры экос500 (Саутер), которые регулируют отопление и вентиляцию в зависимости от потребности. Тем самым гарантируются оптимальные условия для учёбы даже при максимальной нагрузке и максимальном количестве людей в помещениях. Всегда есть возможность для настройки под индивидуальные потребности, т. е. сотрудники университета могут с помощью комнатных панелей при необходимости изменять заданные величины комнатных температур, включать освещение или управлять шторами.
Перспективы
Разработанные инновационные решения и полученные при этом данные заказчик предполагает использовать и в будущем. Результаты исследовательского проекта уже сегодня являются стандартом для всех будущих проектов ТУ и используются всеми 4 500 сотрудниками университета. Например, применение энергоэффективной оргтехники, ночное отключение технических приборов и др. Полученная государственная награда (государственный приз 2015 года за выдающиеся достижения в области технологий защиты окружающей среды и энергоэффектвиности в категории «Исследование и инновация») показывает наглядно, что благодаря плотному сотрудничеству науки, исследования и инновационной техники можно модернизировать существующие здания и преобразовать их в референц-объекты с точки зрения энергорэффективности.
Благодарим за предоставленную информацию фирму SAUTER AG (Швейцария)
