Интеллектуальная архитектура и завод компании Solvis

С середины XIX века развитие техники дало возможность создавать новые, в корне отличные от традиционных, строительные объекты. Так зародилась так называемая интеллектуальная архитектура.

Теперь она характеризуется привязанными к климату и окружающей среде объемно-планировочными и конструктивными решениями, продвинутыми типами жизнеобеспечения, высоким уровнем автоматизации, представляющей собой единую сеть, и надежной системой управления, контроля и безопасности, основанных на новейших информационных технологиях. Продуктами интеллектуальной архитектуры выступают интеллектуальные здания, которые называются также умными зданиями (пример одного из типов — SmartHouse). Следует подчеркнуть, что традиционное инженерное оснащение архитектурных объектов является набором невзаимодействующих между собой автономных систем, а в умном доме инженерные системы выступают в качестве компонентов единого комплекса.
Важно, что умные здания — это дружественные природе творения человеческого разума. Одним из проявлений этого служит низкая потребность в энергии на их эксплуатацию и малые объемы выбросов в окружающую среду вредных веществ, основное из которых — двуокись углерода. Именно энергосбережение и сокращение эмиссии этого газа стали с недавних пор приоритетами Европейского Союза, специалисты которого разработали, в частности, соответствующие требования к энергетическим характеристикам зданий. Таким образом ставится заслон традиционно расточительному расходу в них энергии и являющимся следствием этого большим объемам выбросов в атмосферу СО2.

Но чтобы полностью решить поставленные энергетические и экологические задачи, необходимо делать ставку на возобновляемые источники энергии. Этому благоприятствует то, что экологические воззрения постепенно, но неуклонно овладевают массами — особенно силен этот процесс в развитых странах мира. Причем способствуют ему правильные действия ведущих мировых корпораций (Shell, Siemens и др.), которые с некоторых пор активно вкладывают капиталы в развитие ВИЭ, зная, помимо прочего, что Земля каждый день получает солнечной энергии в 15 тыс. раз больше, чем требуется людям даже при их современных энергетических потребностях.
Так что системы по использованию возобновляемой энергии — неотъемлемые атрибуты правильных умных зданий. Вообще при строительстве таких объектов решаются три группы задач: экономия средств во время эксплуатации здания, обеспечение комфортного выполнения происходящих в нем процессов, способность здания предупреждать наступление экстремальных ситуаций (а при их возникновении — сводить потери к минимуму).
Спрос на умные здания еще только формируется. Примеров подлинно интеллектуальных построек (их варианты коммерческого и промышленного назначения подразумевают объединение до сорока-пятидесяти умных инженерно-технических систем) пока не так уж много. Один из них — комплекс лондонского аэропорта Хитроу. Но тенденции таковы, что через строительство в той или иной мере умных строительных объектов и на все 100% интеллектуальные здания в не столь отдаленной перспективе займут господствующее положение в промышленно развитых странах.
Вот свежий пример в немалой степени умного здания. Это сданный в эксплуатацию в середине мая 2001 года в новой промзоне г. Брауншвейга (Германия) Завод с нулевой эмиссией (Solvis Nullemissionsfabrik, имеется в виду эмиссия двуокиси углерода), который принадлежит Solvis GmbH & Co. KG. (Данная компания производит тепловые солнечные коллекторы, фотоэлектрические панели и другую энергетическую технику.) Архитекторы — Banz+Riecks Architekten BDA, Бохум. Инженеры-проектировщики — Vollmer & Scheffczyk GmbH, Ганновер. Инженеры по энергетическому оборудованию — Solares Bauen GmbH, Фрайбург. Полезная площадь здания — 8.000 м2.

Целью этого продвинутого проекта было создание высококачественного места приложения труда, которое включает офисы и производственные площади, не являющиеся источниками эмиссии двуокиси углерода. Принципиальные аспекты концепции брауншвейгского здания — компактность, герметичность оболочки, экономичность. На этом заводе используются умные технологии, предназначенные для оптимизации расхода энергии в промышленных и административных зданиях. Причем и экономические, и экологические задачи решались в данном случае одновременно. Существенно, что проект Solvis показал, как создавать рабочие места на рынке будущего, путеводной звездой которого будет Солнце. Кроме того, этот проект подкрепил представление о грамотном строительстве, не служащем помехой на пути максимально возможного устойчивого развития цивилизации.
Нулевая эмиссия на объекте в Брауншвейге достигается посредством значительного снижения электропотребления для всех целей (охлаждение, вентиляция, освещение и работа оборудования) и применения ВИЭ: фотоэлектрических панелей, солнечных коллекторов и энергетической установки блочного типа, работающей на рапсовом масле. При этом осуществлена оптимизация тепловой изоляции для холодных периодов года и кондиционирования воздуха для теплых периодов. Интересно, что объем отапливаемого и вентилируемого пространства производственных площадей завода уменьшен на 15% за счет вынесения стального несущего остова (пролет конструкций покрытия — 27,5 м) наружу. В дополнение к этому отсутствие внутренних колонн позволяет более гибко использовать производственные площади.
Внутренний открытый двор, задуманный как явно выраженная продольная ось здания, называется Solvis Way. Он и офисные помещения выполнены на основе бетона, хорошо аккумулирующего тепло. Следовательно, летом сокращаются расходы на охлаждение, а зимой — на отопление.

Снижение расхода тепла на заводе было достигнуто также благодаря хорошей теплоизоляции ограждающих конструкций (двухслойная тепловая защита "глухих" ограждений и тройное теплозащитное остекление) и эффективной механической вентиляционной системе с эффективностью утилизации тепла, достигающей 80%. В итоге расход энергии на отопление составил 27 кВтч/м2
в год.
Солнечные тепловые коллекторы общей площадью 200 м2 и солнечная фотоэлектрическая система с максимальной мощностью 60 кВт покрывают 30% общей потребности в отоплении и электричестве. А противопожарные емкости с водой, которые располагаются в разных местах здания, служат для аккумулирования тепловой энергии, полученной от солнечной радиации. На заводе Solvis имеется также вакуумная канализация, которая экономит почти 80% свежей воды по сравнению с обычной канализацией, и другое новейшее инженерное оборудование.
Представленная работа немецких специалистов получила одну из двух первых премий на конкурсе "Архитектура + техника", проведенном в рамках международной ярмарки ISH 2003 во Франкфурте-на-Майне. Но главное в другом. Этот реализованный проект стал еще одним исключительно весомым аргументом в пользу новой архитектуры — интеллектуальной архитектуры общества устойчивого развития.

Дмитрий ЖУКОВ, канд. техн. наук
Использованы материалы Solvis и Messe Frankfurt