На площади 7 гектаров в районе села Новоалександровка, рядом с Днепропетровском, разместятся несколько десятков домов оригинальной конструкции, рассчитанных на семьи из 4 человек. В них смогут поселиться 180—200 жильцов, плотность населения составит 25 человек на гектар.
Главной изюминкой этого проекта станут дома, снабженные солнечными коллекторами. Солнечная энергия позволит не только получать горячую воду, но также обеспечит отопление домов в зимний период года и охлаждение в летний.
Кроме того, фотоэлементы, установленные на солнечных коллекторах, смогут вырабатывать достаточное количество электроэнергии (4,5 кВт.ч). Поэтому в централизованном электроснабжении поселка нет нужды, и линии электропередачи к нему тянуть не надо. В качестве резервного источника питания авторы проекта предлагают использовать дизельную установку.
Комплексный подход в решении поставленных задач позволит снять зависимость от государственных монополистов – энергетических компаний и коммунальных предприятий.
— Мы максимально уходим от потребления энергоресурсов, традиционно используемых для работы систем отопления и горячего водоснабжения, — говорит один из авторов проекта, кандидат технических наук доцент кафедры «Теплотехника и газоснабжение» Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры (Днепропетровск) Александр Адегов. – Газ, уголь и дизельное топливо заменим солнечной энергией. Коллекторы на крышах одновременно выполнят функцию надежного внешнего покрытия.
В конструкции строений будем применять только экологически чистые материалы. Каркасные конструкции – из дерева, межкаркасное наполнение – из соломенных блоков, предварительно обработанных известью и облицованных глиной, что существенно повышает уровень пожароустойчивости. С другой стороны, соломенные блоки и деревянные перекрытия – прекрасный теплоизоляционный материал. Мы добились показателя сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций не меньше
10 м2°C/Вт, что позволяет получить удельную норму теплопотребления на уровне 45—50 ватт на квадратный метр.
Интересное решение предлагается по размещению систем отопления и горячего водоснабжения. Они полностью «упакованы» в основные конструкции дома и управляются с помощью термостатов, установленных в каждом помещении.
Например, для отопления предлагается использовать капиллярно-трубчатые маты, вмонтированные в потолок и стены (как один из вариантов). Они работают на воде и выполняют двойную функцию: зимой служат для обогрева помещений, а летом для охлаждения. Все зависит от температуры воды, циркулирующей по ним. Перед заполнением системы она проходит предварительную подготовку: добавляются специальные вещества, помогающие устранить жесткость и повысить текучесть воды.
Проблему канализационных стоков решают с помощью отдельной для каждого дома биологической системы очистки, на выходе из нее образуются вода, пригодная для технических целей или полива участка, и твердые фракции, которые можно упаковывать в мешки и отправлять на дальнейшую утилизацию.
Идея проекта вынашивалась в Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры около 5 лет. Сначала на кафедрах архитектурного проектирования, железобетонных конструкций, теплотехники и газоснабжения активно и творчески работали по отдельным энергосберегающим направлениям, а два года назад, после объявления всеукраинского конкурса на лучший проект доступного жилья в загородной зоне, разработчики объединили усилия и создали полномасштабный проект. По сути, его реализация позволяет вручить, образно выражаясь, новоселам вместе с ключами от дома и ключи от солнечной энергии.
Руководитель проекта — проректор строительной академии по научной работе Н.Савицкий, главный архитектор – О.Бондаренко, в составе творческой группы А.Несин, С.Шехоркина, Е.Шаля, А.Шаля, А.Адегов, А.Кудрявцев и другие.
Вячеслав Подлепич демонстрирует гелиомодуль
Вячеслав Подлепич демонстрирует гелиомодуль
«ТЕПС» — вашему дому
Помимо сотрудников строительной академии активное участие в проекте принимает ООО «Инсолар ЮСВ» во главе с Вячеславом Подлепичем. Тема альтернативного теплоэнергообеспечения – его конек, и он готов часами говорить особенностях и преимуществах предлагаемых решений. В том числе о их практическом применении. Три года назад в Днепропетровске построили дом (до сих пор это единственный объект такого рода), в котором удалось реализовать максимум идей.
— Мы говорим о технологии устойчивого развития, которая не разрушает окружающую природную среду и не приносит вреда человеку в процессе его жизнедеятельности, – отмечает Вячеслав Юрьевич. – На данный момент можно с полным основанием утверждать, что мы не ошиблись в своих расчетах: три года назад был построен дом, в котором успешно реализованы основные идеи и технические решения по замещению традиционных источников энергии на солнечную. Система отработала без сбоев три отопительных сезона и показала хорошие результаты. Дом обеспечивался горячей водой круглосуточно в любое время года и прекрасно обогревался в зимнее время. Поэтому мы уверенно пропагандируем свою систему жизнеобеспечения для массового применения при строительстве или реконструкции как многоэтажного, так и малоэтажного жилья.
Для аккумулирования и передачи тепловой энергии используется гелиосистема. Блок необходимых размеров изготавливается из алюминиевого профиля. В качестве теплоизоляции авторы проекта предлагают применить полипропиленовые материалы. Толщину плиты определяют расчетами, по месту эксплуатации. Еще одним хорошим утеплителем станут маты из базальтовой ваты. Минеральные для такой конструкции не годятся, так как со временем могут просесть, а образовавшаяся воздушная прослойка, в свою очередь, приведет к потере тепла.
Гелиомодули заполняют водой и устанавливают на крыше или солнечной стороне дома. В зависимости от потребностей жильцов таких модулей может быть любое количество — кому-то достаточно принять душ и вымыть посуду, а кто-то захочет еще круглый год плавать в своем бассейне. В качестве иллюстрации можно привести такой пример: в солнечную погоду в 80-литровом модуле вода за 2 часа нагревается до +50 градусов. Одновременно солнечная батарея вырабатывает электроэнергию, которой вполне хватает для обеспечения работы перекачивающих насосов. Гелиомодуль может также стать частью ограждающей конструкции – кровли или стены.
Подобные системы давно апробированы в Европе. Наиболее активно и массово использует солнечную энергию Австрия. Если сравнить широты, на которых находятся Австрия и Украина, то можно без труда определить, что самая южная часть Австрии расположена севернее Крыма, средняя часть – на уровне Днепропетровской области, а северная – на территории неподалеку от Киева.
Следовательно, на значительной части Украины применение гелиосистем будет не менее успешным, чем в Австрии. Ведь количество солнечного излучения, которое приходится на квадратный метр площади при одинаковой широте, по всему земному шару одинаково, пишет Техническая газета. Но Украина по сравнению с Австрией пока установила в 3000 раз меньше солнечных систем (0,08 м2 на 1000 человек) и заметно отстает даже от таких государств, как Финляндия и Швеция, расположенных гораздо севернее. В последнее время гелиосистемы наиболее массово стали внедрять в Германии.
— На мой взгляд, в Днепропетровске, учитывая его расположение и традиционно большое количество солнечных дней в году, целесообразно установить на жилых домах гелиосистемы из расчета хотя бы по одному квадратному метру на человека, — говорит Вячеслав Подлепич. – В целом понадобится соорудить 1 миллион квадратных метров гелиосистем. Этого количества вполне хватит, чтобы закрыть потребности населения мегаполиса в горячей воде с марта по октябрь. 1 квадратный метр гелиосистемы в комплексе стоит 500 евро. Но эта сумма ничтожно мала по сравнению с теми затратами, которые приходится вкладывать в выработку тепловой энергии на ТЭЦ, ее транспортировку и содержание сотен километров путепроводов, по которым горячая вода подается в дома. Не стоит сбрасывать со счетов также возможность экономии сотен тысяч киловатт электроэнергии, затрачиваемой сегодня на обеспечение работы тепловых хозяйств.
Свою гелиосистему разработчики назвали «ТЕПС». В качестве аккумулятора полученного тепла в ней используется грунт, находящийся под домом. А фундамент дома в месте застройки станет играть роль идеального изолятора от воздействия отрицательных температур. Практика показала, что тепловой энергии, накопленной в течение летнего периода, достаточно для обеспечения комфортного состояния в доме в зимний период. Системы транспортировки тепла от грунта к дому и внутри дома заметно отличаются друг от друга, но одинаково высокоэффективны. Инженерные решения позволяют использовать их как для обогрева, так и охлаждения помещений.
Кроме того, в проекте заложена система притока свежего воздуха в течение всего года. Зимой свежий воздух перед поступлением в жилые помещения предварительно подогревается до нужной температуры. Эта задача решается с помощью водных теплообменников, без привлечения электроэнергии. Таким образом, воздух не пересушивается, сохраняется его естественный режим влажности, что очень хорошо для дыхательных путей.
Водный теплообменник работает по принципу калорифера. Он состоит из труб, по которым идет горячая вода и нагревает воздух. В системе воздухоподачи есть также камеры для фильтрования воздуха, смешения холодного и теплого потоков, рекуперации.
Внедрение системы альтернативного тепло- и энергообеспечения объектов гарантирует в течение года бесперебойное снабжение административного или жилого здания любой площади отоплением, горячей водой, кондиционированием и вентиляцией. При этом в 5 раз сокращаются объемы затрат, фиксируемые при использовании традиционных источников энергии на такие же нужды.
