Офісний бункер на енергетичній дієті Хайзе онлайн

Комерційні будівлі споживають занадто багато електроенергії та тепла. Тому експерти працюють над технічними хитрощами для підвищення ефективності будівель.

Bottrop. Це звучить як чистий Рур, як вугілля, сталь та сірі селища робітників. Ні в якому разі Bottrop не звучить як інновація. Однак це упередження довелося викинути за борт найпізніше з листопада минулого року. Відтоді жовта табличка з топонімом мала жвавий логотип із брендом InnovationCity Ruhr. 117-тисячне місто перемогло в однойменному конкурсі, за допомогою якого федеральний уряд фінансує перетворення Рурської громади в екомістечко з колосальними 2,5 мільярдами євро. Квартири та комерційні будівлі на пілотній території площею 2500 гектарів на півдні Ботропа мають скоротити викиди СО2 на 75 відсотків до 2020 року.

Успіх значною мірою зумовлений новаторськими концепціями комерційного будівництва. Металообробні компанії, торгівля рибою, компанія з чищення текстилю та інші компанії об’єднали зусилля, щоб сформувати бізнес-парк з нульовими викидами, а Західний університет прикладних наук Руру планує побудувати новий кампус з нульовими викидами, який буде виробляти стільки енергії з відновлюваних джерел, скільки споживає. Суть полягає в тому, що викиди CO2 повинні бути нульовими. Також задіяна остання коксохімічна установка в місті: вона подає відпрацьоване тепло від гасіння коксу в ємність, наповнену солоною водою, яка транспортується до сусідньої початкової школи Ебель, де відводить тепло в котельню.

Такі вітринні проекти терміново потрібні. Оскільки у всьому світі 40 відсотків виробленої енергії споживається в житлових будинках, офісних вежах або на заводах, особливо за рахунок опалення, кондиціонування та освітлення. Німеччина навряд чи знаходиться в кращому становищі: будівлі складають близько третини загальної потреби в енергії в цій країні. Комерційне будівництво особливо важко економити енергію. Будівельники стогнуть від нібито високих інвестиційних витрат на заходи з підвищення ефективності. Якщо є гроші, краще поставити їх на красивому скляному фасаді, з теплом якого влітку кондиціонер навряд чи може впоратися.

Існує безліч концепцій, як поставити будівлі на енергетичну дієту, яка окупається вже через кілька років. Найпростіші рішення часто є найкращими, наприклад, розумне використання природної вентиляції та денного світла у великих залах супермаркетів. Баки-накопичувачі, які буферизують надлишок енергії в циклі дня або пори року, наприклад за допомогою льоду або спеціальних солей, також можуть відігравати ключову роль.

На жаль, про це поки що не дійшло більшості будівельників. Штутгартська будівельна група «Цюблін» тепер хоче подати гарний приклад. Понад 600 співробітників працюють у своєрідному внутрішньому інженерному офісі, який цілісно оптимізує комерційні будівлі з енергетичної точки зору. Повідомлення: Енергозберігаючі заходи не є спеціальним обладнанням, а належать будівлі, як ліфти та туалети. І вони коштують мало, якщо ви плануєте їх на початку. Тому Цюблін хоче взяти участь у розробці тендеру.

У якості партнера по співпраці працює компанія Bayer MaterialScience, яка хоче закріпитися в будівельній галузі завдяки своїй новій програмі "Еко-комерційне будівництво", зокрема з поліуретаном, флагманським продуктом на базі Леверкузена. Пластик тонший і краще ізолює, ніж плити з мінеральних волокон. Наприклад, у простих заводських будівлях самонесучі металополіуретанові композитні елементи компанії Bayer є перспективною альтернативою теплопроникним гофрованим металевим листам, з яких часто збираються будівлі.

Експерти підрахували, що на шість-вісім відсотків більші витрати на будівництво будівлі, яка значно нижче вимог Положення про енергозбереження, окупляться через 10 - 15 років. Деякі компанії, такі як Bayer або Allianz Insurance, а також муніципалітети, такі як місто Кельн, зараз рекламують будівельні проекти лише за такими суворими критеріями. Численні програми федерального та державного фінансування та позики з низькими відсотками від Корпорації кредитів на реконструкцію є стимулом для цього.

У той же час, все ще залишається невеликий попит на продукцію для енергоефективного будівництва, і енергетики рідко наважуються братись на більш складні проекти, такі як оптимізація великих офісних будівель, скаржиться Цюблін. Проблема, яку також можна простежити до основних труднощів у спілкуванні та координації. "Одночасне машинобудування" практикується скрізь у промисловості, особливо в автомобільному машинобудуванні, тобто одночасний розвиток усіх компонентів, які узгоджені між собою. "З іншого боку, будівельники працюють послідовно, як і в середні віки", - говорить Крістоф Ахаммер, професор з промислового будівництва та міждисциплінарного планування будівництва у Віденському технологічному університеті. Архітектор, інженер-будівельник, будівельний технік - у кожного різні інтереси. Причина конфлікту: "На початку навчання архітектори та будівельні інженери чудово уживаються, в кінці навчання вони залишають університет з академічною відразою один до одного, що також заохочується викладачами", - скаржиться Ахаммер. Будівельник сплачує рахунок із завищеною вартістю будівлі та рахунком за енергію.

Архітектурно-інженерний офіс Атаммера у Відні демонструє, як це можна зробити краще. Архітектори та будівельні техніки працюють там нарівні. Оскільки стійке будівництво вимагає загальної концепції та відсутність технічних ізольованих рішень, каже ATP. І точно ніяких застарілих догм. Візьмемо для прикладу ізоляцію: за словами Ахаммера, її можна використовувати дещо економніше. Набивати додаткові сантиметри ізоляційного матеріалу на фасади, які вже сьогодні добре утеплені, є дорогим, але це не додає великого загального енергетичного балансу - розрив між витратами та вигодами великий. Згідно досвіду Achammer, гроші краще інвестувати в сонячні системи для підтримки опалення та виробництва електроенергії. Прибуток енергії значно компенсує і без того низькі втрати тепла і наповнює касу власника прибутковістю сьогодні близько шести відсотків.

Два будинки у Відні показують, як. Площа площі 7500 квадратних метрів, "Energybase", є найбільшим пасивним офісним будинком в Австрії: сонячна теплова система площею 300 квадратних метрів підтримує опалення взимку, а влітку працює система сорбційного охолодження. Замість механічного компресора система працює з циклом розчинників - процесом, основний принцип якого відомий вже 200 років. Енергія нагрівання та охолодження передається шляхом активації компонентів, тобто, нагріваючи та охолоджуючи цілі стелі та стіни, радіатори, отже, зайві. Новинка: 500 рослин кіпрської трави, розподілених у "зелених насадженнях", які простягаються на всі п'ять поверхів, зволожують повітря взимку. Суть полягає в тому, що Energybase щороку економить 72 000 євро на витратах енергії та 180 тонн вуглекислого газу.

50-метровий будинок Strabag у Відні також має вдосконалену систему енергоменеджменту. В її основі - 245 трубчастих бетонних паль, кожна довжиною 15 метрів, які з'єднані з трубопровідною системою довжиною 68 км у будівлі. У ньому циркулює сольовий розчин, який взимку витягує тепло з землі, а влітку холод і подає його в бетонні частини будинку. Системою можна управляти таким чином, щоб відпрацьоване тепло з комп'ютерних кабінетів надходило в інші приміщення через циркулюючу рідину або, за необхідності, зберігалося в підземному резервуарі.

Такі будівлі спроектовані за принципом так званої низької ексергії, або скорочено LowEx. Ідея цього: різниця температур і, отже, потоки енергії в будівлі повинні бути якомога меншими. Замість того, щоб боротися з холодом і теплом за допомогою гарячих радіаторів або крижаних протягів, проектувальники будівель намагаються використовувати і збалансувати природні джерела тепла та раковини в будинку. Наприклад, Інститут Германа Рітшеля при Технічному університеті в Берліні розробив концепцію цілеспрямованого переміщення тепла в будівлі: вода тече через тонкі капілярні трубки в матах і транспортує тепло, наприклад, із зали для переговорів на південь до офісів на північній стороні.

Система може бути підключена до проміжного накопичувального бака, який вдень витягує літнє тепло з приміщень, зберігає енергію і лише виділяє її знову вночі через теплообмінник. Для цього підходять так звані приховані акумулятори тепла, виготовлені з розчинів солі або парафіну: в гарячому стані вони плавляться і поглинають тепло, коли застигають, вони знову виділяють енергію. Під час фазового переходу, поки весь матеріал не розплавиться або не затвердіє, температура на поверхні залишається приблизно постійною. Такі накопичувальні резервуари можна застосовувати як панелі для стін і стелі, тоді вони згладжують сильну різницю температур вдень і вночі.

Будинки LowEx можуть також використовувати інше джерело енергії: стічні води. За даними дослідження Міністерства навколишнього природного середовища в Північному Рейні-Вестфалії, понад десять зі 100 будівель Німеччини можуть опалюватися за допомогою енергії каналізації. "Стічні води - це сира нафта міста", - захоплюється Торстен Шульц, партнер спеціалізованого центру тепла зі стічних вод у Дрездені. Концепція має сенс із потреби в опалювальній потужності 150 кіловат, чим більша потреба, тим вигідніше. Ця концепція майже обов’язкова для промислових компаній з великою кількістю стічних вод, таких як пральні.

Яскравий приклад - Wintower у Вінтертурі, який трохи менше ста метрів був найвищим хмарочосом у Швейцарії протягом майже чотирьох десятиліть. Німецька компанія Huber встановила в підвалі теплообмінник стічних вод. Занурювальний насос видаляє третину з приблизно 160 літрів стічних вод, які накопичуються щосекунди. Тепловий насос отримує від нього потужність 590 кіловат, яка використовується для опалення взимку. Влітку стічні води використовуються для охолодження, поглинаючи відпрацьоване тепло із системи кондиціонування.

Однак усі вищезазначені заходи ефективні лише за умови їх узгодженої роботи. На жаль, це трапляється надто рідко. "Час від часу типові помилки в контролі будівлі, що призводять до невиправдано високого споживання енергії", - констатує Крістіан Нойман з Інституту сонячних енергетичних систем Фраунгофера (ISE) у Фрайбурзі. За словами Неймана, класичним є опалювальний насос, який працює протягом вихідних і, можливо, все ще доведеться боротися з кондиціонером, який також не вимкнений.

Siemens демонструє, як це можна зробити краще, у новій штаб-квартирі Süddeutscher Verlag у Мюнхені. У будівлі є місце для 1850 працівників. Датчики розпізнають, коли офіс вільний, система автоматизації затемнює освітлення та регулює зниження температури в приміщенні. Також враховується сонячна радіація, так що геотермальний тепловий насос працює лише тоді, коли, наприклад, у похмурі дні насправді немає тепла через брак сонячної радіації. "Це дозволяє економити до 50 відсотків енергії", - говорить Петер Добіаш, керівник підрозділу електроніки та управління в дочірній компанії Siemens Osram.

Але економія енергії - це лише одна сторона медалі - якщо ви дійсно хочете обійтись нульовою енергією, вам доведеться задіяти принаймні одне поновлюване джерело енергії. Все частіше це тепло, якого в надлишку є в землі і яке можна витягнути за допомогою теплових насосів. Однак для цього вам потрібно просвердлити землю, чим глибше, тим краще. Вугільна група RAG робить це в Рурській області з початку виробництва кам’яного вугілля. За оцінками, через старі вугільні шахти там протікає 80 мільйонів кубічних метрів шахтної води при температурі від 20 до 30 градусів Цельсія. Він може забезпечити до 40 000 жителів теплом за допомогою теплових насосів - проект, який InnovationCity в Ботропі хотів би протестувати. Плануються навіть подача гірського тепла з підпілля до мережі централізованого теплопостачання шляхом циркуляції води через старі шахти.

Фотоелектрика ще більш популярна і її легко модернізувати. Ціни на сонячні модулі стрімко падають, їх заохочення Законом про відновлювані джерела енергії все ще є привабливим, і є місце на переважно плоских дахах комерційних будівель. Результатом є енергозберігаючі будинки, які виробляють більше електричної енергії, ніж кількість теплової енергії, втраченої через стіни. Це окупається. "Фотоелектрична система насправді нічого не коштує", - говорить Тобіас Бубе, речник фрайбурзького екоархітектора Рольфа Діша. Для системи існує позика від Kreditanstalt für Wiederaufbau, яка виплачується за рахунок доходу від подачі надлишкової електроенергії в мережу.

Рольф Діш - піонер тенденції плюсової енергії, він навіть захистив термін "плюс енергетичний будинок". Він сам живе в, мабуть, найефектнішому екобудинку Німеччини: геліотроп, циліндричний будинок на ходулі, вдень вирівнює населені кімнати з сонцем за допомогою електродвигуна. Архітектурне бюро Діша розташоване у районі Фрайбург Вобан у так званому сонячному кораблі, 125-метровому ансамблі житлових будинків, офісів та медичних установ. Він був відкритий в 2006 році і є першим комерційним будинком плюс енергетичний будинок у Німеччині. Зовнішні стіни, парапети та вентиляційні клапани мають вакуумну ізоляцію, тобто забезпечені тонкими сендвіч-панелями з вакуумом між ними, які ізолюють у десять разів краще, ніж інші матеріали тієї ж товщини. На борту також є контрольована вентиляція з рекуперацією тепла. Електрична енергія забезпечується фотоелектричною системою на даху. Радикальна енергетична дієта підходить не тільки для нових будівель. Переоснащуючи, бюро архітекторів Рольф Діш навіть допомагає переліченим будівлям досягти позитивного енергетичного балансу. Але існують обмеження, оскільки речник Діша Бубе знає: "Фрайбурзький собор ніколи не буде енергійним будинком". (bsc)