Возобновляемые источники энергии

Фотоэлектрическая система на кровле здания студенческого клуба производит достаточно энергии для компенсации электропотребления двух зданий школы. Система мощностью 288 кВт, состоящая из 2 787 м2 панелей, была установлена и начала работать через шесть месяцев после открытия первой очереди школы. Для достижения нулевого энергетического баланса всех зданий школы необходимо установить фотоэлектрические панели на остальных кровлях, где это возможно, а также на выделенных местах на прилегающей территории.

В каждом из двух спортивных залов используются трубчатые устройства дневного освещения (tubular daylight devices, TDD) (круглые цилиндры слева). Система освещения включает высокоэффективные флуоресцентные светильники с трехступенчатым регулированием освещения. Система управления снижает интенсивность электрического освещения в три этапа в зависимости от интенсивности естественного освещения. При этом зачастую естественного освещения оказывается достаточно и искусственное освещение полностью отключается. Спортивный зал, находящийся в здании студенческого клуба, виден из многих мест, в том числе из зала чемпионов. Потолочные светодиодные светильники зала чемпионов имеют низкое энергопотребление.

Освещение

Освещение осуществляется за счет комбинации естественных и искусственных источников. Высокие боковые окна вместе с системами управления в классах и помещениях общего пользования снижают энергопотребление системы. В спортивных залах трубчатые устройства дневного освещения оснащены датчиками контроля естественного освещения, в классах организована двухуровневая система контроля естественного освещения. Все здания школы расположены по оси восток-запад, следующей траектории Солнца. Окна классов пропускают солнечный свет с северной и южной сторон каждого здания. Школа, состоящая из нескольких зданий, позволяет лучше собирать солнечный свет и обеспечивает лучший обзор для каждого класса. Во всех зданиях школы используются лампы с низким содержанием ртути, что дает дополнительные баллы для сертификации по LEED.

Партнерство ускоряет строительство

В районе Грин Вэлли Ранч Денвера возникла необходимость в увеличении числа школ. К северо-востоку от столицы штата Колорадо, в Грин Вэлли Ранч, активно увеличилось строительство жилых домов и соответственно возник недостаток в образовательных учреждениях. Сотрудничая с обществом и членами Городского совета, Публичные школы Денвера предложили решение этой проблемы совместно с крупнейшим застройщиком района – компанией Oakwood Homes. Была поставлена задача проектирования и строительства новой школы, которая была названа в честь Эви Гарретт Деннис. В ноябре 2008 года были выделены средства на строительство, и уже в августе 2010 года школа открылась – 21 месяц от финансирования до завершения проекта. Строительство длилось всего 14 месяцев. Такое стало возможным благодаря высокой квалификации застройщика, который занимался вопросами проектирования и строительства, и генерального подрядчика, который организовал работу команды проектировщиков. С бюджетом в размере 45 млн. долл. США проект был завершен вовремя и без превышения бюджета (из-за более низкой стоимости строительства в результате экономического кризиса). Это позволило району построить Академию Виста. Проект финансировался за счет облигаций на 454 млн. долл. США, самой большой строительной облигации в истории Колорадо.

Материалы

В проекте используется множество местных строительных материалов, повторно используемых материалов и материалов с низким уровнем выбросов. Речь идет о таких материалах, как бетон, кирпич, стальные каркасы, остекление, гипсокартон и бóльшая часть материалов для внутренней отделки: потолочные плиты, ковровые покрытия, керамическая плитка, пробковые материалы, ткани и мебель.

Повторно используемые материалы собираются и хранятся на территории школы, что снижает объем производимых отходов. Их можно будет использовать в будущих проектах.

Измерения и проверка

Представители местной энергетической и газовой компании Xcel Energy в ходе проверки выявили ряд систем, которые не функционировали настолько эффективно, насколько возможно, даже после завершения ввода здания в эксплуатацию. Некоторые из принятых корректирующих мер, включая повторное балансирование нескольких тепловых насосов для решения проблем с вентиляцией и дополнительную калибровку датчиков присутствия. Команда проектировщиков и технического персонала отметила некоторые недочеты в работе системы управления освещением, требующие исправления для дополнительного снижения энергопотребления.

Процесс измерения и проверки был предусмотрен как часть программы по возврату средств компании Xcel Energy. В итоге школе была выплачена 51 363 долл. США за внедрение 55 отмеченных и проверенных энергоэффективных решений.

Практическое обучение

Проектирование школьных зданий, выполняющих практическую учебную функцию, является ключевым компонентом, стимулирующим учеников ценить энергоэффективные мероприятия. Простые конструктивные элементы позволяют ученикам визуально познакомиться с инженерными системами здания. Специальные окошки в стенах демонстрируют трубы и теплоизоляцию, которые обычно скрыты внутри стен. Информационные знаки, развешенные по всему комплексу, указывают на высокоэффективные компоненты зданий. Информационные стенды описывают влияние естественного ландшафта и объясняют причины выбора экологичных материалов. Каждый семестр в школе проводятся недели экологической устойчивости (три раза в год), включающие школьные конкурсы, посвященные энергопотреблению каждого здания. Учителя используют информационные стенды в качестве учебных материалов для демонстрации высокоэффективных строительных концепций.

Практический опыт

Определите показатели эффективности систем дневного освещения и с осторожностью отлаживайте систему до намеченных показателей. В данном проекте система управления освещением потребовала больше усилий при вводе в эксплуатацию, чем любая другая система. Хотя в традиционных системах управления освещением подбор оборудования определяется требуемой функциональностью системы, параметры эффективности также необходимо задать для систем управления естественным освещением. Данные о заданных уровнях освещения, о точках включения и выключения, а также точках измерения необходимо передать подрядчику и/или агенту по вводу в эксплуатацию. Однако из-за различий используемых систем управления освещением может оказаться трудно подготовить открытую спецификацию, которая  функционировала бы определенным образом, но не исключала с лишком много изделий. В зданиях школы системы запроектированы с трехуровневым режимом освещения (шестиламповые флуоресцентные светильники), ступенчато изменяющим интенсивность освещения в зависимости от уровня естественного освещения, измеряемого датчиком. Однако изначально установленное оборудование не предусматривало возможности ступенчатого восстановления освещения с заходом Солнца. Представители производителя системы управления освещением, подрядной организации и архитектурно-проектного бюро потратили дополнительное время во время ввода в эксплуатацию для разработки необходимого решения. Этой ситуации можно было бы избежать, если бы система управления освещением была задана более подробно.

Введите требуемое значение вентиляционного воздухообмена. В этом случае обычно приемлемый допуск при испытании и наладке ниже требований стандарта ASHRAE 62.1–2007. Для того чтобы все зоны были приведены в соответствие с требованиями, понадобилась повторная балансировка. График регулирования вентиляционного воздухообмена должен включать в себя коэффициент безопасности, если спецификации предлагают подрядчику диапазон допустимой балансировки. Рекомендуется использовать системы освещения, объединенные в сеть.

Традиционные системы управления освещением бывает трудно сконфигурировать, поскольку требования к энергоэффективности становятся все более сложными (сбор естественного света, средства управления датчиками присутствия, ручное управление, многоуровневое переключение, работа по графику и т. д.). Системы освещения, объединенные в сеть, имеют большую гибкость для соответствия этим новым требованиям к производительности.

Практический опыт публичных школ Денвера

Пригласите инженера, отвечающего за обслуживание зданий, на строительную площадку до завершения всех этапов работ, чтобы он мог научиться эксплуатировать систему. Пригласите управляющего школой в штат как минимум за шесть месяцев до официального открытия.

Герметик с низким уровнем выброса летучих компонентов, используемый на полах спортивного зала, отслаивается. Полы спортивного зала придется зачистить и обработать лучшим средством. Хотя использованный продукт оказался не совсем удачен, материалы с низким уровнем выброса летучих компонентов выгодны для пользователей. Для выбора наилучшего материала потребуется провести тщательные исследования. Лампы для интерактивных белых досок следует выбирать исходя из возможностей естественного освещения. В данном проекте конструкция окон, используемых для естественного освещения, затрудняет считывание информации с белой интерактивной доски. В определенные периоды года естественный свет затрудняет отображение информации. Для решения этой проблемы следовало выбрать более яркие лампы.

Заключение

Школа имени Эви Гарретт Деннис – это первый проект, построенный Публичными школами Денвера, делающий шаги на пути к достижению нулевого баланса энергии. Немного необычно, что инфраструктура, подготовленная для использования солнечной энергетики, была фактически внедрена в первый год эксплуатации здания. Эта концепция потребовала больше планирования на этапе проектирования, но она может значительно повысить обоснованность установки систем выработки энергии из возобновляемых источников на более поздних стадиях. Такой подход позволит владельцам зданий размещать подобные системы по мере доступности средств.

Об авторах

Лаура Берретт – аккредитованный специалист по системе LEED (LEED AP), аналитик в области устойчивого строительства.

Пит Джефферсон – инженер, компания M.E. GROUP (Денвер, США).

По вопросам членства в СРО Энергоаудиторов и получения допуска к проведению энергоаудитаобращайтесь:

СРО НП «Межрегиональный союз энергоаудиторов «ИМПУЛЬС»

Россия, 125310, г. Москва, ул. Митинская, д. 55, стр. 1, офис 58

Телефон СРО +7 (495) 943-14-48;     Факс СРО +7 (495) 943-14-48.

Наше СРО Энергоаудиторов работает со всеми регионами России.