В Дании построен энергосберегающий дом, который отапливается геотермальной энергией
Главная » Современные здания » В Дании построен энергосберегающий дом, который отапливается геотермальной энергией
Архитекторская компания Mette Lange Architects недавно завершила строительство большого, обшитого сосновой древесиной дома, в котором для отопления во время суровых датских зим используется недорогая геотермальная энергия. Расположенный на удаленном и лесистом участке земли в Слангерупе, дом Villa Buresø может похвастаться остеклением от пола до потолка и раздвижными дверями, которые обрамляют впечатляющие виды, открывающиеся на соседнее озеро. Длинное и узкое здание состоит из двух частей: основного блока с жилыми помещениями и меньшего блока с хозяйственными пристройками.
Дом Villa Buresø занимает площадь почти 238 квадратных метров и расположен на южной стороне склона. Северный фасад практически весь остеклен, тогда как южная сторона дома является глухой, за исключением нескольких стеклянных панелей на кухне и в гостиной, которые обеспечивают потрясающий панорамный обзор окрестностей. Мансардные окна, установленные на пологой крыше, не только открывают виды на небо и вершины деревьев, но и обеспечивают максимальное естественное освещение внутренних помещений.
Все стены здания, за исключением стеклянных панелей, обшиты изумительно красивыми вертикально расположенными панелями из натуральной сосны. Большая открытая терраса с деревянным напольным покрытием соединяет основной жилой блок площадью 208 квадратных метров с постройками, который занимают 30 квадратных метров. Дом отапливается геотермальной энергией, но для сильных холодов предусмотрен дополнительный обогрев двумя дровяными печами.
Понравилась новость, поделись ей с друзьями:
Энергоэффективное строительство в дании
Королевство Дании после 1945 года из аграрной страны превратилась в современную промышленную державу и, кроме того, благодаря добыче полезных ископаемых на шельфе Северного моря стала экспортером сырья. Наряду с нефтью и газом весьма важными статьями экспорта являются медикаменты и биохимические препараты, продукты питания, в том числе деликатесы и мебель. Традиционно важными отраслями экономики являются сельское и лесное хозяйство, а также рыболовство, для которых в датском экспорте составляет приблизительно 25%. К концу 1990–х годов Дания стала страной образцовой в экономическом отношении.
Эффективная формула энергосбережения выделяет Датское королевство из всех других стран. Правильное сочетание законодательной политики и экономических рычагов – налогообложение, государственные субсидии, оптимизация структуры тарифов на энергоносители, разработка и производство соответствующего оборудования – помогло Дании стать примером для всего мира в области эффективного использования энергии.
С 11-14 марта 2012 г. под руководством директора Департамента Европы Министерства Экономического развития Российской Федерации Е.В. Даниловой состоялась бизнес-миссия российских деловых кругов в Данию город Копенгаген. Темой бизнес-миссии было определено одно из направлений модернизации российской экономики – «Энергоэффективность и ресурсосбережение». Мероприятие было проведено в рамках реализации Рабочей программы к Российско-Датской декларации о партнерстве во имя модернизации и в рамках Меморандума о сотрудничестве между ФГБУ «Российское энергетическое агентство» (ФГБУ «РЭА») и Датским энергетическим агентством (ДЭА). Бизнес-миссия была организована ФГБУ «РЭА» и Торговым представительством Российской Федерации в Дании совместно с Российско-Датским Центром по энергоэффективности (РуДанЭнерго).
Приняли участие в бизнес-миссии директор ООО «Энергосберегающие технологии» В.В.Сыромятников и его заместитель Е.П.Андросов, а также мне выпала честь стать участником семинара в составе российской делегации. Два дня шел диалог, датская сторона продемонстрировала проекты по энергосбережению, реализованные и готовые для внедрения в условиях РФ, мы посетили самый большой в мире ТЭЦ DONG Energy, работающий на гибридном топливе, т.е. в качестве топлива может быть мазут, уголь, газ, пеллет, солома отдельно или одновременно.
DONG Energy первой в мире построила электростанцию, работающей на биомассе. Во время экскурсии Niels Christian Kjaer, директор электростанции проинформировал и продемонстрировал гостям современные технологии и рассказал, что их часто посещают представители организаций и компаний со всего мира, которые заинтересованы во внедрении таких технологий в других странах.
Диспетчерская Dong Energy
Как же Дания достигла такого уровня качества и результативности энергетики и энергосбережения?
Итак, реформы начались в середине 70-х годов, когда страна оказалась в энергетическом кризисе. В 1978 г. был разработан первый долгосрочный энергетический план страны, в 1979 году начали планировать отопление и выдавать субсидии на энергосбережение. От ископаемого оплива датчане, конечно, не отказались. Они начинают добычу нефти и газа в Северном море. В числе первых Дания утвердила закон о выбросах углекислого газа. Так была создана законодательно-правовая база энергоснабжения. Был разработан целый ряд законов по снабжению нефтью, природным газом, по поставкам электрической и тепловой энергии, а также по энергосбережению.
Современный лифт в старом доме (оптимальное решение без лишней реконструкции)
«О, чудесный, о, чудесный Копенгаген!» Эта популярная строчка прекрасно характеризует столицу Дании, представляющую собой редкостное сочетане традиций и авангарда.
Одним из приоритетных направлений стало субсидирование и развитие программ использования альтернативных источников энергии – ветра, биомассы, солнечной и геотермальной энергетики. Также сосредоточились на вопросах экономии энергии и планировании энергопотребления. Основным своим достижением на настоящий момент они считают комбинированное производство энергии. Смысл в том, что тепловая энергия производится одновременно с электрической. Это дает огромную экономию, поскольку тепло, остающееся после производства электроэнергии, обычно просто выбрасывается в атмосферу, при этом эффективность использования топлива возрастает с 40% до 90%. К настоящему моменту по всей Дании действует более 700 таких станций.
Другим важнейшим достижением было названо создание децентрализованной системы теплоснабжения. Расположение CHP-станций близко к потребителям, позволяет сократить потери тепла при транспортировке. Большое внимание уделяется вопросам экономии энергии.
Строительные стандарты постоянно меняются в сторону сокращения теплопотерь. Дания имеет продуманную систему стимулирования энергосбережения и повышения энергоэффективности, основанную на субсидиях и налогообложении. В среднем 40% капиталовложений в создание новых сетей, порядка 20% средств на их реконструкцию и до половины затрат на теплоизоляцию зданий покрываются субсидиями. Непосредственная ответственность за планирование и осуществление местных энергетических проектов возложена на местные власти. В Дании все программы по энергосбережению имеют мощную поддержку со стороны государства. Каждый новый дом в Дании обязаны подключить к их децентрализованной системе теплоснабжения и это подключение субсидируется государством.
Используются и другие меры по снижению воздействия на окружающую среду. Весной, во время таяния снегов, Дания сокращает производство электроэнергии и начинает импортировать ее из соседней Норвегии, где благодаря наличию гор хорошо развита гидроэнергетика. А осенью, в сезон ветров, Дания наоборот начинает экспортировать электроэнергию, произведенную на ветроустановках.
Все эти меры, при увеличении объемов производства, приводят к реальному сокращению потребления ископаемого топлива, а значит и к сокращению вредных выбросов в окружающую среду. Эта цель стоит перед энергетикой страны и сегодня. Совместно со странами Европейского сообщества Дания приняла на себя обязательство стабилизировать уровень выбросов в атмосферу углекислого газа. При том, что ВВП Дании вырос за последнее время в 2 раза, потребление энергии у них не только не выросло, но и сократилось на несколько процентов.
Клаус Андерссон, разработчик и генеральный директор компании «Burmeister&WainEnergi» (BWE) рассказывает о технологии гибридного топлива
Результатом этой поездки стала инициатива со стороны РуДанЭнерго об организации в июне 2012г. Российско-Датской конференции по энергосбережению с участием ведущих датских компаний в г. Якутске.
От лица делегации Якутии хотелось бы выразить благодарность ФГБУ «РЭА», в частности Департаменту стратегического взаимодействия, Российско-Датскому центру по энергоэффективности РуДанЭнерго, Торговому представительству России в Дании и Департаменту Европы Министерства экономического развития за познавательное мероприятие и, надеясь на дальнейшее плодотворное сотрудничество, с нетерпением ждем гостей с ответным визитом в Якутию.
Источник: информационно-специализированный журнал «Энергосбережение в Якутии» №2 (2) март-апрель 2012
Энергоэффективное строительство в дании
Энергоэффективные дома Дании
Николай Шилкин, Алла Насонова
Зелёное строительство предполагает минимальное воздействие на окружающую среду и направлено на снижение выбросов углекислого газа (как индикатор расхода энергии).
Это целая система, из которой бесполезно выдёргивать отдельные элементы, утверждают датчане. В Дании в качестве пилотных проектов выбираются не только дома и кварталы (жилой дом в Остербро), но и города. Один из них – Копенгаген, который должен стать «карбонейтральным» к 2025 году. Другой – Сённерборг, где реализуется план Project Zero, рассчитанный до 2029 года.
Национальная идея
В 2011 году в Дании создано Министерство климата, энергетики и строительства, что демонстрирует комплексный подход страны к теме зелёного строительства на правительственном уровне. Ещё в середине 1970‑х годов в результате нефтяного кризиса в стране пришлось полностью запретить движение автомобильного транспорта (кроме экстренных служб) в выходные дни. С тех пор энергетическая независимость, комфорт и безопасность граждан – национальная сверхидея датчан. В стране объявлена задача стать независимыми от ископаемых видов топлива к 2050 году. Осуществить этот переход необходимо экономически эффективно. Пока получается: с начала 2000‑х годов ВВП Дании увеличился на 80 %, а выбросы СО 2 остались на прежнем уровне.
Велохайвеи
Одна из составляющих экологической политики – зелёная мобильность. Ожидается, что к 2025 году 75 % всех перемещений по городу будет осуществляться на велосипеде, общественном транспорте либо пешком. Кроме того, 20–30 % легкового и 30–40 % грузового автотранспорта перейдут на водородное топливо, биогаз или биоэтанол (этанол, получаемый в процессе переработки растительного сырья).
В Копенгагене поражает количество трёхколёсных велосипедов с тележками разных модификаций. Для четверти семей с детьми именно велосипед является основным транспортным средством. К 2015 году их будет не менее 30 %. Для велосипедистов создают соответствующую инфраструктуру. Светофоры настроены на зелёную волну именно для велосипедистов. К 2025 году столицу с пригородами соединит система велохайвеев – скоростных трасс, где возможно движение только на велосипедах.
 |
| Велосипедные дорожки на улицах Дании |
Теплоснабжение
Дания – страна централизованного теплоснабжения. В отличие от России потери в сетях там не 70 %, а всего 3–5 %. Централизованное теплоснабжение считается основой энергоэффективной политики страны. Здесь запрещено электрическое отопление. Сейчас в Дании разрабатывается программа использования системы центрального теплоснабжения для охлаждения домов летом. В стране активно строят «солнечные» бойлерные – водонагревательные коллекторы устанавливают не на крышах зданий, а на полях. Рассматривается возможность использовать для обогрева ветровые электростанции.
 |
| Здание школы |
Электросеть
Электрическая сеть Дании является частью объединённой скандинавской электросети. Цены на этом рынке корректируются каждый час, и скачки бывают существенными (до 150 %). В Швеции и Норвегии основу электрогенерации составляют гидроэлектростанции. Когда в этих странах идут дожди, цена на электроэнергию падает и электричество, вырабатываемое на ТЭЦ в Дании за счёт сжигания топлива, становится неконкурентоспособным.
Особым почётом у энергетиков пользуются ветряки. Датчан не останавливает даже то, что подключение этих крайне нестабильных источников электроэнергии к сети требует больших затрат. Другое направление – перевод ТЭЦ на установки когенерации (одновременного производства теплоты и электроэнергии). В качестве топлива всё чаще используются альтернативные источники энергии (биомасса, пеллеты – гранулы из древесных отходов, биоэтанол) и бытовой мусор (сжигается около 80 % всех отходов).
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ
Теплоизоляция
Первоочередной задачей по энергосбережению в Европе является утепление ограждающих конструкций. В домах Дании традиционно использовалось однослойное остекление. В Сённерборге подавляющая часть домов относится к трём последним классам по энергоэффективности из семи возможных. Именно в Сённерборге в 2008 году был построен первый в Дании активный дом. Толщина его стен с изоляцией – 60 см; 42 м 2 солнечных панелей генерируют 6 кВт·ч энергии, что покрывает потребности семьи. Для отопления и охлаждения используются тепловые насосы. С 2009 по 2012 год стоимость солнечных панелей снизилась почти в 2 раза. Сегодня 1 500 из 37 500 домов Сённерборга имеют солнечное электроснабжение, часть из них делится энергией. В Копенгагене 70 % старых домов не имеют удовлетворительных показателей по энергоэффективности. Средние затраты на капитальный ремонт (замена окон, утепление) составили 22 000 евро на индивидуальный дом.
Приведём далее пример жилого здания в Остербро (Osterbro), центральном районе Копенгагена. Реконструкция этого дома привела к значительному сокращению затрат энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Задачей проекта было достичь снижения потребления энергии до 50 %.
Жилое здание в Остербро
Реконструкция здания (на 76 квартир), построенного в середине прошлого века, осуществлялась в 1994–1995 годах при поддержке EU Thermie – европейской комиссии по исследованию, развитию, демонстрации и внедрению неядерных энергетических технологий. Реконструкция включала в себя следующее:
• Использование энергии солнца.
Для снижения теплопотребления здание оборудовали пассивным солнечным коллектором для подогрева приточного воздуха в системе вентиляции и солнечными коллекторами для приготовления горячей воды в системе горячего водоснабжения.
Интенсивность солнечной радиации района реконструкции, падающая на поверхность, различается в зависимости от ориентации и угла наклона к горизонту. В холодный период на вертикальную поверхность с южной стороны поступает приблизительно такое же количество солнечной радиации, что и на крышу со скатом 45°. На поверхность западной ориентации, по сравнению с крышей, радиации поступает почти столько же летом и наполовину меньше зимой.
Устройство пассивного солнечного коллектора для подогрева приточного воздуха в системе вентиляции выполнено следующим образом: южный (обращённый во внутренний двор) фасад здания покрыт прозрачными теплоизоляционными панелями площадью 178 м 2 («солнечная» стена). Наружный воздух поступает в здание через воздушный промежуток между ограждающими конструкциями и прозрачными панелями «солнечной» стены, подогреваясь энергией солнца. Двенадцать квартир, расположенных с южной стороны здания, получают таким образом приточный воздух для системы вентиляции. Вклад солнечной радиации в подогрев наружного воздуха в год – 105 кВт•ч на 1 м 2 конструкции стены, в среднем за год теплопоступления по всей поверхности «солнечной» стены – 18 690 кВт•ч.
Конструкция «солнечной» стены, помимо подогрева приточного воздуха в системе вентиляции, обеспечивает и дополнительную теплоизоляцию здания. Это позволило отказаться от дополнительного утепления наружных ограждающих конструкций здания по всей площади «солнечной» стены. Конструкция «солнечной» стены оказалась в 2 раза дороже предполагаемой из-за большого количества окон и дорогостоящих сопряжений между окнами и стеной.
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Наименование: жилой дом в районе Остербро.
Расположение: Копенгаген (Дания).
Основное назначение: жилое здание.
Типы помещений: жилые, общественные (магазин).
Этажность – 5 (76 квартир).
Площадь:
Завершение работ по реконструкции: 1995 год.
• Устройство теплоизоляции.
Вертикальные ограждающие конструкции, не изолированные «солнечной» стеной, были утеплены теплоизоляционным материалом Rockwool толщиной 200 мм.
Чердак был утеплён слоем минеральной ваты толщиной 300 мм. Главный архитектор Копенгагена дал разрешение на покрытие теплоизоляционным слоем наружных стен только со стороны двора, с тем чтобы не нарушать традиционных для Копенгагена фасадов из старого кирпича.
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА
Расположение: Копенгаген, Дания.
Географические координаты – 56° с. ш., 13° в. д.
Высота над уровнем моря – 22 м.
Среднегодовая температура – 7,8 °С.
Средняя температура наиболее холодного месяца – – 0,4 °С.
В здании были установлены новые конструкции окон из трёхслойных стеклопакетов. Приведённое сопротивление теплопередаче окна (стеклопакета и оконного переплёта) составляет 0,80 м 2 •°C/Вт. Для сравнения, старые окна имеют сопротивление теплопередаче 0,25 м 2 •°C/Вт. С выбором конструкции окон также возникли трудности. Главный архитектор Копенгагена не давал разрешение на изменение традиционной для Дании формы окон типа «датского флага». Проблема заключалась в том, что у такого типа окон площадь фрамуг занимает 50 % от общей площади окна, а это снижает приведённое сопротивление теплопередаче окна даже при использовании высокоэффективных стеклопакетов.
• Реконструкция системы вентиляции.
Установка новых герметичных трёхслойных окон повысила требования к вентиляционной системе. Для улучшения качества микроклимата во всех квартирах была установлена механическая вентиляция с подогревом приточного воздуха в противоточных теплообменниках-утилизаторах, потребляющих минимальное количество электрической энергии (35–50 Вт на одну квартиру). Разработка экономичных систем механической вентиляции осуществлялась в сотрудничестве с фирмами ABB Energy и Temovex. Эффективность теплообменников составляла 80 %. Двенадцать квартир, примыкающих к южному фасаду здания, выходящему во двор, получают наружный воздух, предварительно подогретый в конструкции «солнечной» стены.
Рассматривалось два варианта установки теплообменников: использование индивидуальных теплообменников в каждой квартире или установка одного теплообменника на чердаке на каждые пять располагаемых одна над другой квартир. Несмотря на то что первый вариант был дороже, для удобства жильцов, которых не выселяли из квартир во время реконструкции, теплообменники были установлены в каждой квартире. Кроме того, это позволяло изучить эффективность устройства поквартирных механических систем вентиляции.
• Реконструкция системы теплоснабжения.
В проекте реконструкции была заложена идея использования низкотемпературных отопительных приборов, работающих на обратной воде централизованного теплоснабжения.
Однако теплоснабжающая организация отметила, что за последние годы температура обратной воды снизилась до 50 °C и в ближайшие годы может достичь ещё более низких значений. Такая тенденция показывает нецелесообразность использования в реконструируемом здании только низкотемпературной обратной воды, более целесообразно использовать её параллельно с прямой водой в целях эксперимента.
Ожидаемое снижение затрат энергии должно было равняться примерно 60 %. Авторы проекта надеялись достичь этой величины путём дальнейшего усовершенствования системы. Например, в 1999 году в здании были установлены терморегуляторы новой конструкции, позволяющие усовершенствовать регулирование температуры отопительных приборов, что позволяет снизить затраты энергии на отопление. Снижение затрат энергии возможно также при правильной эксплуатации жильцами оборудования климатизации. Например, в процессе эксплуатации вентиляционных установок была отмечена низкая эффективность теплообменника в некоторых квартирах из-за снижения жильцами температуры в ванной комнате и туалете, откуда воздух удаляется через теплообменник. В любом случае реализация проекта позволила начать разработку абсолютно новых стандартов по экономичной и энергоэффективной реконструкции зданий, которые могли бы использоваться при реконструкции жилых домов в Копенгагене.
ОБ АВТОРАХ
Николай Шилкин – канд. техн. наук, доцент МАрхИ.
Алла Насонова – журналист, пишущий об энергоэффективности и инновационных технологиях в строительстве; сотрудник кафедры общей химии Московского государственного строительного университета.
Период окупаемости энергосберегающих мероприятий, использованных в проекте, составил 33,5 лет, однако при исключении дорогостоящей «солнечной» стены срок окупаемости уменьшается до 12,5 лет. Наилучшие энергосберегающие мероприятия, реализованные в данном здании, в настоящее время используются во многих других реконструируемых объектах в Дании, демонстрируя возможный потенциал повышения энергетической эффективности строительной отрасли. ●