|
| |
|
Главная -> Экология
Иртис. Переработка и вывоз строительного мусораН. В. Шилкин, инженер В 2002 году в Лондоне, на берегу Темзы, было закончено строительство необычного здания – нового здания мэрии Большого Лондона. Его создатель, знаменитый английский архитектор сэр Норман Фостер (Sir Norman Foster), определил концепцию здания как «model of democracy, accessibility and sustainability» – это общественное здание должно было стать образцом открытости, доступности для посетителей и быть «жизнеудерживающим зданием». В данном случае под термином «жизнеудерживающее здание» понимается энергетическая эффективность и экологичность, т. е. максимально эффективное использование энергии наружного климата, обеспечение наиболее комфортных условий для людей, находящихся в этом здании, и минимизация вредного воздействия на окружающую среду. Ожидаемое снижение затрат энергии на климатизацию этого здания составляет 75 % по сравнению с общественным зданием таких же размеров «традиционной» конструкции. Инновационные решения по энергосбережению разрабатывались известной консалтинговой компанией «Arup» (эта компания участвовала, например, в создании здания «Commerzbank» во Франкфурте-на-Майне). Новое здание мэрии расположено в пределах Большого Лондона на южном берегу Темзы между мостами «London Bridge» и «Tower Bridge» на участке площадью около 5,5 гектаров. Разработка проекта здания и его строительство заняли 30 месяцев. Здание мэрии начало работу 15 июля 2002 года, а официальная церемония открытия состоялась 23 июля 2002 года. Здание официально открывала королева Великобритании. Рисунок. Новое здание мэрии в Лондоне Архитектурно-планировочные решения здания Здание мэрии («London City Hall», иначе называемое «GLA Building») имеет необычную форму, несколько напоминающую яйцо, причем в своей нижней части диаметр этого гигантского «яйца» меньше, чем в самой широкой средней части. Верхняя часть здания имеет заметный наклон на южную сторону (17 градусов). Эта форма была выбрана, во-первых, по соображениям минимизации теплопотерь через оболочку здания, а во-вторых, для оптимизации энергетического воздействия наружного климата на здание. Подробнее об этом см. ниже. Необычный силуэт здания мэрии значительно изменил панораму этой части Лондона, создав запоминающийся ориентир, перекликающийся с Лондонским Тауэром и военным кораблем-музеем – крейсером «Белфаст», стоящим на Темзе напротив Тауэра. В здании мэрии располагаются помещения для 25 избранных членов лондонской ассамблеи, офис мэра Лондона, офисы 500 служащих мэрии Большого Лондона, а также зал заседаний, смотровые галереи, публичная библиотека, залы собраний, помещения для проведения выставок и приемов, рестораны. Общая площадь помещений составляет 18 000 м2. В здании предусмотрена свободная планировка. При помощи прозрачных или непрозрачных перегородок можно разделить внутреннее пространство на требуемое число офисных помещений любой формы и конфигурации либо сохранить открытое пространство. В настоящее время здание разделено на 54 офисных помещения. Посетители попадают в здание через приемную, расположенную на уровне земли, или через большой амфитеатр, ведущий в кафетерий, расположенный ниже уровня земли. Амфитеатр вымощен голубым известняком и может использоваться для проведения различных общественных мероприятий. За кафетерием, прямо под залом заседаний, расположен выставочный зал эллиптической формы – «Visitor Centre», пол которого представляет собой панно «London Photomat» – вид с воздуха всего Большого Лондона. Это панно составлено более чем из 200 000 цветных фотографий, полученных аэрофотосъемкой с высоты 1 700 метров. Эти фотографии были напечатаны на плитках пола, из которых затем составлялось единое бесшовное изображение размером 10 х 16 м. Изображение соответствует площади около 2 600 км2, и на нем можно различить каждое отдельное здание. Создание этого панно продолжалось три года. В том же зале «Visitor Centre» могут проводиться различные выставки. В этом случае часть панно закрыта выставочными площадями. Рисунок. ) Схема участка, на котором располагается здание мэрии Амфитеатр, расположенный рядом со зданием, в ночное время освещается единственным источником, смонтированным на мачте освещения на южной стороне амфитеатра. Свет отражается от ряда зеркал, смонтированных на вершине мачты, обеспечивая равномерную освещенность прилегающего пространства и снижая яркость освещения. Такое решение продиктовано требованиями к безопасности, поскольку этот участок открыт для прогулок и в ночное время. От выставочного зала по спирали поднимается наклонная плоскость (рампа) общей длиной 500 м, проходящая сквозь все десять этажей здания. Рампа проходит над залом заседаний и поднимается вверх мимо офисов служащих мэрии Большого Лондона; посетители могут свободно наблюдать за работой мэрии или за окружающим городским пейзажем. Рампа оканчивается в так называемой «Лондонской гостиной» («London’s Living Room») – помещении с естественным освещением на верхнем этаже мэрии, которое используется для проведения различных выставок или приемов и может вместить до 200 гостей. Вокруг «Лондонской гостиной» расположена открытая наружная терраса. Зал заседаний мэрии также открыт для посетителей. Он может использоваться для различных целей. Для прессы и гостей предусмотрено 250 мест, однако допускаются различные варианты перепланировки в зависимости от текущего использования. Приняты специальные меры для удобства посетителей в инвалидных колясках. На уровне зала заседаний расположена смотровая галерея, с которой гостям мэрии открывается замечательный вид на Темзу и Тауэр. Энергоэффективные решения, реализованные в здании мэрии в Лондоне - Выбор формы здания, обеспечивающей минимальные теплопотери в холодный период и минимальные теплопоступления в теплый период года. - Использование элементов наружных ограждающих конструкций в качестве солнцезащитных устройств для снижения теплопоступлений с солнечной радиацией в теплый период года. - Широкое применение светопрозрачных наружных ограждающих конструкций для использования в здании преимущественно естественного освещения. - Выбор высокоэффективной теплоизоляции и использование светопрозрачных ограждающих конструкций с повышенными теплозащитными характеристиками (сопротивление теплопередаче светопрозрачных элементов наружных ограждающих конструкций составляет 0,83 м2•°C/Вт, непрозрачных ограждающих конструкций – 5,0 м2•°C/Вт). - Использование в теплый период года главным образом естественной вентиляции посредством двойных вентилируемых фасадов. - Утилизация тепла удаляемого воздуха для подогрева приточного воздуха. - Применение охлаждающих потолков вместо традиционной системы кондиционирования воздуха. - Использование низкотемпературных грунтовых вод в качестве источника холодоснабжения. - Применение в системе водяного отопления насосов с автоматически регулируемой скоростью вращения для снижения затрат энергии и получения комфортной температуры воздуха в обслуживаемых помещениях. - Использование системы автоматизации и управления зданием (Building Management System, BMS) для поддержания комфортных параметров микроклимата в помещениях и энергосбережения. Климатические характеристики района строительства - Расположение – Лондон, Великобритания - Географические координаты – 51° с. ш., 0° з. д. - Высота над уровнем моря – 62 м - Среднегодовая температура – +11,7 °C - Средняя температура наиболее холодного месяца – +3,8 °C - Средняя температура наиболее жаркого месяца – +16,5 °C - Среднегодовое количество осадков – 752 мм Форма, размеры и ориентация здания Наиболее интересной особенностью этого здания является его необычная форма, определяемая энергетическим воздействием наружного климата на оболочку здания, которая позволяет наилучшим образом использовать положительное и максимально нейтрализовать отрицательное воздействие наружного климата на энергетический баланс здания. Решение о строительстве здания мэрии как энергоэффективного здания было принято на ранней стадии проектирования. Это позволило запроектировать данное здание как единую энергетическую систему. Строительство «обычного» здания и использование в нем энергосберегающих приборов и устройств, по мнению создателей нового здания мэрии, приводит к снижению энергетической эффективности проекта. Такая стратегия проектирования потребовала тщательного выбора фундаментальных характеристик здания, таких как его форма и ориентация относительно сторон света. Только после оптимизации этих характеристик с целью минимизации отрицательного воздействия наружного климата и максимального использования положительного воздействия на тепловой баланс здания были выбраны энергосберегающие инженерные решения, например, утилизация тепла или использование грунтовых вод с относительно низкой температурой для охлаждения здания. Рисунок. Амфитеатр рядом со зданием мэрии Научные основы проектирования энергоэффективных зданий и, в частности, системный анализ здания как единой энергетической системы были разработаны в нашей стране 20 лет назад Ю. А. Табунщиковым и опубликованы в [3, 4]. Методология проектирования энергоэффективных зданий должна основываться на системном анализе здания как единой энергетической системы, все элементы которой – форма, ориентация, ограждающие конструкции, солнцезащитные устройства, система климатизации и т. д. – энергетически взаимосвязаны между собой. Представление энергоэффективного здания как суммы независимых инновационных решений нарушает принципы системности и приводит к потере энергетической эффективности проекта. Подробнее об этом см. [2, 6]. Для определения формы, ориентации и размеров здания использовались методы компьютерного моделирования. Были построены математические модели нагрузки на систему климатизации в летний и зимний период с учетом теплопотерь и теплопоступлений через оболочку здания. Учитывалось направленное влияние наружного климата на оболочку здания. Анализ этих моделей позволил определить форму здания, приближенную к оптимальной, при этом в качестве «точки отсчета» было выбрано значение максимально допустимых теплопоступлений от солнечной радиации через единицу площади наружных ограждающих конструкций в летний период. Рисунок. ) Рампа внутри здания мэрии Проведенные расчеты позволили выбрать такие форму, ориентацию и размер здания, площадь и расположение светопрозрачных ограждающих конструкций, которые дали возможность в теплый период года минимизировать воздействие солнечной радиации на оболочку здания и, следовательно, снизить затраты на его охлаждение. Минимизация потребности в охлаждении здания в летний период позволила, в свою очередь, отказаться от традиционной системы кондиционирования воздуха – для холодоснабжения здесь используются грунтовые воды с относительно низкой температурой. Следует отметить, что задача оптимизации формы и размеров здания с учетом теплоэнергетического воздействия наружного климата была впервые решена М. М. Бродач и изложена в работах [1, 2]. В этих работах даны следующие принципы выбора формы и ориентации здания с учетом теплоэнергетического воздействия наружного климата. Известно, что интенсивность солнечной радиации, скорость и направление ветра, температура наружного воздуха изменяются в весьма широких пределах в зависимости от географического положения, рельефа местности и времени года. Воздействие солнечной радиации и ветра на здание есть теплоэнергетическое воздействие наружного климата. В зависимости от положения и ориентации наружной поверхности здания она подвергается различному теплоэнергетическому воздействию наружного климата. Теплоэнергетическое воздействие наружного климата на поверхность здания может оказывать положительное или отрицательное влияние на его тепловой баланс и, следовательно, теплоэнергетическую нагрузку на систему отопления и кондиционирования воздуха. Например, воздействие солнечной радиации на здание в зимнее время снижает нагрузку на систему отопления. Теплоэнергетическое воздействие наружного климата на тепловой баланс здания можно оптимизировать за счет выбора при проектировании формы и ориентации здания. Оптимизация теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс здания может быть проведена для различных характерных расчетных периодов. Этими периодами могут быть, например, наиболее холодная пятидневка, отопительный период, самый жаркий месяц, период охлаждения, расчетный год. В этом случае оптимальный учет теплоэнергетического воздействия наружного климата в тепловом балансе здания за счет выбора его формы и ориентации для наиболее холодной пятидневки позволит снизить установочную мощность системы отопления; для отопительного периода – снизить затраты энергии на отопление; для самого жаркого месяца – снизить установочную мощность системы кондиционирования воздуха; для периода охлаждения – снизить затраты энергии на охлаждение здания; для расчетного года – снизить затраты энергии на отопление и охлаждение здания. В общем случае оптимальным образом учесть теплоэнергетическое воздействие наружного климата в тепловом балансе здания можно для любого характерного периода времени. Важно отметить следующее: изменение формы, размеров и ориентации здания с целью оптимального учета влияния наружного климата в его тепловом балансе не требует изменения площадей или объема здания – они сохраняются фиксированными. Рисунок. ) Схема здания мэрии В результате расчетов была выбрана форма здания, несколько напоминающая яйцо. Диаметр здания максимален в средней его части. Здание имеет 17-градусный наклон в южную сторону, причем перекрытие каждого этажа образует своеобразный ступенчатый «козырек», выступающий наружу и исполняющий роль солнцезащитного элемента офисных помещений, расположенных этажом ниже. Форма здания представляет собой модифицированную сферу, заключающую в себе максимальный объем при минимальной площади поверхности. Площадь поверхности наружных ограждающих конструкций данного здания на 25 % меньше, чем у здания кубической формы того же объема. Минимизация площади поверхности наружных ограждающих конструкций позволяет уменьшить через них теплопоступления в летний период и теплопотери в зимний период. Однако главная причина выбора такой необычной формы здания – максимальное уменьшение теплопоступлений с солнечной радиацией в летнее время. Теплозащита и естественное освещение Большая площадь светопрозрачных наружных ограждающих конструкций позволяет использовать в помещениях здания преимущества естественного освещения – создание комфортной среды обитания людей и снижение затрат электрической энергии на искусственное освещение. Наклон здания на южную сторону и использование элементов фасада в качестве солнцезащитных устройств позволяет минимизировать теплопоступления от солнечной радиации в летнее время и минимизирует воздействие прямого солнечного освещения, которое может вызвать дискомфорт. Кроме этого, в качестве солнцезащитных элементов использованы шторы-жалюзи, расположенные внутри двойного фасада здания. Рисунок. ) Схема здания мэрии с указанием основных энергоэффективных мероприятий 1 – минимальная площадь поверхности, на которую воздействует солнечная радиация; 2 – использование элементов наружных ограждающих конструкций в качестве солнцезащитных устройств; 3 – большая площадь остекления с северной стороны, не подверженной воздействию прямой солнечной радиации; 4 – возможность естественного проветривания офисных помещений через открываемые окна; 5 – охлаждение воздуха в помещениях посредством охлаждающих потолков; 6 – наружный воздух; 7 – удаляемый воздух; 8 – центральная установка механической приточно-вытяжной вентиляции с утилизацией тепла; 9 – скважина низкотемпературных грунтовых вод; 10 – сборный резервуар С северной стороны светопрозрачные ограждающие конструкции также занимают значительную площадь, что позволяет в помещениях, расположенных с северной стороны (например, в зале заседаний), также использовать преимущественно естественное освещение. В зимний период снижение теплопотерь обеспечивается выбором высокоэффективной теплоизоляции и использованием светопрозрачных ограждающих конструкций с повышенными теплозащитными характеристиками. Теплопотери данного здания существенно ниже значений, требуемых британскими строительными нормами. Сопротивление теплопередаче светопрозрачных элементов наружных ограждающих конструкций составляет 0,83 м2•°C/Вт, непрозрачных ограждающих конструкций – 5,0 м2•°C/Вт. Рисунок. ) Компьютерное моделирование теплопотерь и теплопоступлений через оболочку здания Необычная форма фасада и широкое использование светопрозрачных ограждающих конструкций потребовало специального изготовления этих элементов. Каждая из панелей светопрозрачных ограждающих конструкций уникальна по форме при ширине около 1,5 м. При изготовлении путем лазерной обработки панелям была придана соответствующая конфигурация в соответствии с данными, полученными при расчете формы здания. Это гарантировало высокую точность изготовления и обеспечило легкость последующего монтажа конструкций остекленного фасада здания. Естественное освещение в дневное время используется и в выставочном зале «Visitor Centre». Дневной свет отражается от потолочных структур в форме концентрических эллипсов, выполненных из отполированной до зеркального блеска нержавеющей стали. Рисунок. ) Схема монтажа светопрозрачных конструкций фасада (северная сторона, остекление атриума): 1 – силикон; 2 – поворотный фиксатор; 3 – элемент двойного остекления; 4 – алюминиевый профиль; 5 – уплотнение; 6 – стальная тавровая балка; 7 – остекление; 8 – стальная тавровая балка; 9 – диагональный каркас из стальных труб Система климатизации В здании мэрии, как и во многих других зданиях, созданных Норманом Фостером, инженерные решения неотделимы от архитектурного облика самого здания и направлены на снижение энергопотребления, экологичность и повышение качества микроклимата в помещениях. Это позволяет создателям здания говорить об «интегрированной» энергосберегающей системе климатизации. В здании используется комбинация систем естественной и механической вентиляции. Офисные помещения, расположенные по периметру здания, могут проветриваться естественным образом через щелевые вентиляционные отверстия, расположенные под окнами. Естественному проветриванию способствует открытая планировка с большими внутренними объемами помещений. При открывании вентиляционных отверстий в данном помещении системы отопления и механической вентиляции могут отключаться автоматически, что позволяет минимизировать потери энергии. Рисунок. Схема естественной вентиляции помещений: 1 – приток воздуха через щелевое отверстие в нижней части окна; 2 – удаление воздуха через щелевое отверстие в верхней части помещения; 3 – солнцезащитные устройства (шторы-жалюзи) В здании мэрии использована концепция «двойного вентилируемого фасада», примененная, например, в другом здании, спроектированном Норманом Фостером, – здании «Commerzbank» во Франкфурте-на-Майне (см. «АВОК», 2002, № 3). Внутренняя оболочка двойного фасада представляет собой стеклопакет, заполненный инертным газом. Наружная оболочка (первый слой) выполняет роль ветрозащитного экрана и снижает конвективный тепловой поток между поверхностью окна и наружным воздухом. Между этими двумя слоями расположен воздушный промежуток, а также солнцезащитные устройства в виде штор-жалюзи. Внешний слой остекления имеет отверстия в нижней части (ниже вентиляционных щелевых отверстий). При естественном проветривании наружный воздух, прежде чем попасть в здание, проникает в промежуток между слоями, где нагревается под воздействием солнечной радиации. Затем приточный воздух попадает в помещение через щелевое отверстие, расположенное в нижней части окна. Эти щелевые отверстия открываются вручную людьми, находящимися в данном помещении. Удаление воздуха происходит через щелевое отверстие в верхней части помещения. На наружном слое и в воздушном промежутке также происходит первоначальное ослабление солнечной радиации. Дальнейшее резкое уменьшение солнечной радиации происходит посредством солнцезащитных устройств. Широкое использование двойных фасадов началось в 1990-х годах, особенно часто такие конструкции применяются при строительстве высотных зданий. Следует отметить, что в настоящее время у специалистов к таким фасадам сложилось неоднозначное отношение. Наряду с достоинствами, концепция «двойного фасада» имеет и ряд недостатков, в частности, высокие капитальные и эксплуатационные затраты, связанные с трудностью очистки внутренних поверхностей. Нет единого мнения среди специалистов о влиянии двойных фасадов на теплопотери зданий. В этом номере журнала публикуется статья Карла Гертиса (Karl Gertis), директора Института строительной физики им. Фраунгофера (Германия) «Имеют ли смысл, с точки зрения строительной физики, новые разработки фасадов?», посвященная этим проблемам. Опыт эксплуатации зданий с двойными вентилируемыми фасадами и накопление результатов практических измерений энергопотребления таких зданий поможет выработать единое мнение о целесообразности применения этих конструкций. При неблагоприятных погодных условиях (в очень жаркую или холодную погоду) щелевые вентиляционные отверстия перекрываются и вентиляция помещений осуществляется посредством механической системы. В холодную погоду воздушный промежуток двойного фасада образует статичную воздушную прослойку, обладающую хорошими теплоизоляционными свойствами. Рисунок. ) Схема конструкции северного фасада здания: 1 – наружная оболочка двойного фасада; 2 – внутренняя оболочка двойного фасада; 3 – щелевое отверстие для притока воздуха в помещение; 4 – щелевое отверстие для удаления воздуха из помещения; 5 – штора-жалюзи; 6 – охлаждающий потолок; 7 – устройства открывания окон Механическая приточно-вытяжная вентиляция здания мэрии организована по схеме вытесняющей вентиляции (displacement ventilation). Приточный воздух подается в вертикальный вентиляционный канал, расположенный в центральной части здания, откуда на каждом этаже распределяется по помещениям по горизонтальным воздуховодам, расположенным в пространстве под фальшполом. Воздухораздача осуществляется через воздухораспределительные решетки в полу. Удаление воздуха осуществляется из верхней зоны помещения. Воздух собирается в горизонтальные воздуховоды, расположенные выше подвесного потолка, а затем попадает в вертикальный сборный вентиляционный канал, расположенный, как и вертикальный канал приточного воздуха, в центре здания. Организация воздухообмена по схеме вытесняющей вентиляции позволяет обеспечить более высокое качество воздуха в обслуживаемых помещениях и снизить затраты энергии по сравнению с более традиционной схемой перемешивающей вентиляции. Подробнее о системе вытесняющей вентиляции см. [5]. Рисунок. ) Схема конструкции южного фасада здания: 1 – наружная оболочка двойного фасада; 2 – внутренняя оболочка двойного фасада; 3 – щелевое отверстие для притока воздуха в помещение; 4 – щелевое отверстие для удаления воздуха из помещения; 5 – штора-жалюзи; 6 – конвектор Для охлаждения воздуха в офисных помещениях мэрии в летнее время используются охлаждающие потолки. Холодная вода циркулирует по пустотелым балкам в конструкциях потолка. Металлические части потолка охлаждаются и охлаждают воздух, который поступает в нижнюю часть помещения под действием гравитационных сил. Теплый воздух от находящихся в помещении людей, компьютеров, принтеров, осветительных приборов и другого оборудования поднимается вверх, где остывает и вновь очень медленно опускается, не вызывая при этом сквозняков. Таким образом обеспечивается практически одинаковая температура воздуха по всей высоте помещения. В качестве источника холодоснабжения используются грунтовые воды с относительно низкой температурой, составляющей 12–14 °C. Для получения грунтовой воды используются две скважины глубиной 125 м, пробуренные до водоносного горизонта непосредственно под зданием мэрии. Использование этого природного ресурса взамен воды, охлажденной в чиллерах, снижает потребление электрической энергии. Преимуществом такой схемы является повышенный тепловой комфорт в обслуживаемом помещении – отсутствие сквозняков, низкая скорость воздушных потоков в помещении, равномерность температуры воздуха по высоте помещения. Кроме этого, такие системы отличаются бесшумностью, низкими эксплуатационными затратами, компактностью. Подробнее о системах потолочного охлаждения см. статью «Охлаждение излучающими панелями», опубликованную в этом номере журнала. После завершения цикла циркуляции по охлаждающим потолкам грунтовые воды собираются в сборном резервуаре, откуда затем сбрасываются непосредственно в Темзу. Часть этой воды используются для смыва в туалетах здания и для полива растений, что позволяет снизить потребление водопроводной воды. Кроме непосредственного охлаждения помещений при циркуляции холодной воды в охлаждающих потолках, низкотемпературные грунтовые воды используются в охлаждающих змеевиках центральной механической системы вентиляции для центрального охлаждения приточного воздуха. Традиционные чиллеры, располагаемые на крыше здания, исказили бы его архитектурный облик. В зимнее время тепло удаляемого вентиляционного воздуха, включая тепло бытовых теплопоступлений (главным образом, тепловыделений от компьютеров, офисной техники и осветительных приборов), а также его влагосодержание может быть использовано для подогрева и увлажнения приточного воздуха. Для этого воздух, удаляемый из помещений здания мэрии, собирается в вертикальном сборном вентиляционном канале, расположенном в центре здания, и пропускается через гигроскопические роторные рекуператоры, подогревая и увлажняя приточный воздух. Роторные рекуператоры имеют самую высокую эффективность теплоутилизации (до 80 %), однако основным их недостатком является возможность взаимного перетекания воздушных потоков, что делает их непригодными в тех помещениях, где требуется полное разделение приточного и удаляемого воздуха. Увлажнение приточного воздуха может привести к его дополнительному загрязнению, т. к. пары влаги воздуха создают благоприятную среду для различных микробов и органических загрязнений. В летнее время охлажденный удаляемый воздух используется для предварительного охлаждения приточного воздуха. Комбинация устройств утилизации тепла (холода), использование грунтовых вод в качестве источника холодоснабжения, а также выбор формы, ориентации здания и солнцезащитных устройств позволили отказаться от каких-либо традиционных холодильных установок. Рисунок. Схема механической вентиляции, отопления и охлаждения помещений: 1 – подача воздуха системой механической вентиляции через воздухораспределительные устройства в полу; 2 – удаление воздуха из верхней зоны помещения; 3 – конвектор системы отопления; 4 – система охлаждающих потолков В здании мэрии используется комбинированное отопление – система воздушного отопления, совмещенная с вентиляцией, и система водяного отопления. В системе водяного отопления в качестве отопительных приборов используются конвекторы, установленные в зале заседаний и в офисах, а также напольное панельно-лучистое отопление в фойе. В офисных помещениях конвекторы установлены по внешнему периметру и располагаются в пространстве под фальшполом, что предотвращает выпадение конденсата на относительно холодных светопрозрачных наружных ограждающих конструкциях, предупреждает образование сквозняков и освобождает пространство в помещениях. Горячая вода также используется для подогрева приточного воздуха в центральной приточной установке. Для приготовления горячей воды используются два газовых бойлера. Для снижения расхода энергии, затрачиваемой на циркуляцию теплоносителя, использованы насосы с регулируемой скоростью вращения, которые позволяют увеличить или уменьшить расход теплоносителя в зависимости от времени года, времени суток, занятости помещений и т. д. По расчетам проектировщиков, удельные годовые затраты энергии на климатизацию нового здания мэрии составят 112 кВт•ч/м2 в год. Рисунок. Схема холодоснабжения здания с использованием низкотемпературных грунтовых вод: 1 – cкважина глубиной 125 м; 2 – охлаждающий змеевик приточной установки; 3 – теплообменник; 4 – охлаждающий потолок; 5 – сборный резервуар; 6 – р. Темза Система автоматизации и управления зданием Для поддержания и контроля требуемых параметров микроклимата в помещениях здания мэрии была разработана система автоматизации и управления зданием (Building Management System, BMS). Эта система запрограммирована на эффективное использование установленного инженерного оборудования и сбережение энергии при требуемом качестве микроклимата. Например, охлаждение воздуха в зале заседаний и в залах собраний осуществляется только в том случае, когда обслуживаемые помещения используются. Контролируется уровень воздухообмена и температура приточного воздуха, что позволяет обеспечить требуемый микроклимат в обслуживаемых помещениях. Литература 1. М. М. Бродач. Теплоэнергетическая оптимизация ориентации и размеров здания // Науч. тр. НИИСФ: Тепловой режим и долговечность зданий. М., 1987. 2. Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. 3. Ю. А. Табунщиков. Основы математического моделирования теплового режима здания как единой энергетической системы: Дис. д-ра техн. наук. М.: НИИСФ, 1983. 4. Ю. А. Табунщиков, Д. Ю. Хромец, Ю. А. Матросов. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1986. 5. Вытесняющая вентиляция в непроизводственных зданиях: Справочное руководство REHVA. М.: АВОК-ПРЕСС, 2003. 6. Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач, Н. В. Шилкин. Энергоэффективные здания. М.: АВОК-ПРЕСС, 2003. 7. City Hall in London: Schief gewickelt // IntelligenteArchitektur. 2003. № 3–4.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Программный пакет IRTIS версии 3.36 облегчает работу в полевых условиях. Включенный в стандартный комплект системы IRTIS-200, IRTIS-2000 программный пакет обеспечивает визуализацию, анализ, обработку, запись, просмотр и распечатку термограмм и разработан для более эффективного функционирования этой системы Программный драйвер ИК-камеры Обеспечение визуализации термоизображений в реальном времени; Вывод максимальной, минимальной и средней температур в поле кадра; Режим остановки кадра для предварительного анализа; Возможность записи ДИНАМИЧЕСКОГО ТЕРМОГРАФИЧЕСКОГО ФИЛЬМА; Запись отдельных термограмм; Режим измерения температур; Автонастройка динамического диапазона; Учет коэффициента отражения; Возможность выбора различных палитр и изотерм; Режим по кадрового суммирования; Способы анализа термограмм Просмотр термограмм в полноэкранном или полиэкранном режиме; Измерение абсолютной температуры в точке или зоне; Построение термопрофиля в любой позиции; Построение изотермы; Построение графика температурных изменений во времени (для ДИНАМИЧЕСКОГО ТЕРМОГРАФИЧЕСКОГО ФИЛЬМА; Распечатка термограмм и отчетов. Поддерживаются функции Список директорий; Список файлов; Утилиты копирования; Установки, определяемые пользователем; Выбор палитры; Выбор экранных разрешений. Работа с термограммами Сглаживание (smoothing); Увеличение резкости (sharpening); Контрастирование (contrasting); Кадрирование (cutting); Вращение (rotation); Цветовая коррекция (color correction); Специальные возможности; Конвертирование в формат PCX; Распечатка; WINDOWS-версия программного обеспечения разработана и поставляется для конкретных применений ИК-системы и не включается в стандартный состав комплекта ИРТИС-200, ИРТИС-2000. Версия программного обеспечения под WINDOWS CE поставляется в случае включения в комплект портативного компьютера программное обеспечение позволяет производить съемку и запись изображения с возможностью последующей обработки на стационарном компьютере в программном пакете IRTIS 3.36. По желанию пользователя к программе могут быть добавлены дополнительные функции необходимые для эффективного функционирования системы в соответствии с конкретным ее применением. www.irtis.ru Тепловизор (термовизор) ИРТИС-200 Назначение - измерение температурных полей объектов в диапазоне -20-200°С и выше, неразрушающий контроль. Особенности тепловизора Высокая чувствительность Высокое пространственное разрешение Возможность автономной работы Автоматическая привязка для измерения абослютных температур Подключение к компьютеру через принтерный (LPT) порт Тепловизор получил дипломы и медали: Бронзовая медаль на 26-ом международном салоне изобретений в Женеве (Швейцария) в 1998г. Золотая медаль на Международном салоне изобретений в Нюрнберге (Германия) - IENA 98 . Состав и стоимость Базовый комплект Дополнительные компоненты Термовизионная камера ИРТИС-200 Персональный компьютер Программное обеспечение (под Windows) Сетевой блок питания/зарядное устройство Штатив Чехол Аккумуляторы для автономной работы Цветной или ч/б принтер Дьюар для жидкого азота Cтоимость тепловизора (базовый комплект без ПК) - $18'200. Основные технические данные* Приемник InSb, охлаждение приемника - жидкий азот, возможна замена на HgCdTe Диапазон измерения температур -20 .. +200°С; может быть увеличен до 1300°С Температурное разрешение на уровне 30°С 0,05°С Точность измерения температуры +/- 1°С или +/- 1% от диапазона Спектральный диапазон 3 - 5 мкм Поле зрения 20x20° Пространственное разрешение 2 мрад Размер кадра 256x256 точек Быстродействие 0.5 кадр/сек Потребление электроэнергии от аккумулятора 6В не более 1.5 Вт Время работы на одном аккумуляторе при положительной температуре воздуха не менее 4 часов Время работы без доливки азота не менее 4 часов (не менее 2 часов) Рабочая температура -10 .. +40°С Габариты камеры 200x140x100 мм (198x125x90 мм) Вес камеры 1.8 кг (1.45 кг) *- в скобках приведены характеристики модификации камеры - ИРТИС-2000 Дополнительные сведения ИК-камера ИРТИС-200 представляет собой механический сканер с одноэлементным ИК-приемником. Оптика камеры зеркально-линзовая. Охлаждение ИК-приемника жидким азотом определяет ее высокую чувствительность и позволяет стабилизировать параметры ИК-камеры независимо от температуры окружающей среды, обеспечивая высокую точность измерения абсолютных температур. Подключение камеры ИРТИС-200 к любому компьютеру производится через параллельный принтерный порт без каких-либо дополнительных устройств. В связи с этим в сочетании с новейшими компьютерными технологиями обеспечивается высокая эффективность применения ИРТИС-200 для решения широкого круга задач. ИРТИС-200 может использоваться для контроля температуры как в стационарных или лабораторных уловиях, так и в полевых условиях совместно с портативным компьютером типа Notebook. Малое потребление энергии позволяет обеспечить не менее 5 часов непрерывной работы от малогабаритного 6В аккумулятора. Благодаря наличию в составе термовизора ИРТИС-200 компьютера с развитым программным обеспечением, вся необходимая обработка информации осуществляется в процессе сканирования термограмм. ИК-камера имеет плавную регулировку уровня и диапазона чувствительности, переключаемых дистанционно с компьютера пользователем или автоматически. Калибровка ИК-камеры производится с помощью эталона черного тела. Портативный компьютерный термограф ИРТИС ИРТИС- сканирующий инфракрасный прибор для визуализации и измерения тепловых полей. ИРТИС-2000 - новая модель термографов ИРТИС, разработана на основе 20-летнего опыта работы в области создания ИК-систем и с учетом требований, предъявляемых к мобильной аппаратуре, используемой на предприятиях энергетики, топливно -энергетического, химического и нефтегазового ком-плексов, коммунального хозяйства, в строительстве, медицине и в других сферах. Особенностью термографов ИРТИС является подключение ИК-приемной камеры к любому компьютеру в т.ч. NOTEBOOK без дополнительных устройств. Это повышает оперативность и надежность всей системы и позволяет непрерывно совершенствовать прибор (при появлении новых компьютерных разработок и программ). ИРТИС может быть использован: · для контроля состояния и функционирования электро и теплотехнического оборудования: -мощных трансформаторов, -высоковольтных электрических сетей (цепей и контактов), -котлоагрегатов, электрогенераторов; · для исследования тепловых потерь в зданиях и сооружениях; · для экологического мониторинга окружающей среды; · для диагностики оборудования топливно-энергетического и нефтегазодобывающего комплексов, систем транспортировки электроэнергии, нефти, газа и их хранения; · для наблюдения функциональных процессов человеческого организма в медицинских учреждениях предприятий отрасли. Некоторые наши пользователи: «МОСЭНЕРГО»; Холдинг «ЭЛЕКТРОЗАВОД» г. Москва; «ЧЕЛЯБЭНЕРГО», «ЛИПЕЦКЭНЕРГО»; «ЯРЭНЕРГО»; «НИЖНОВЭНЕРГО»; УГЭС г.Когалыма; МПП «ЭНЕРГОТЕХНИКА» г. Саратов; Магнитогорский металлургический комбинат; «Сибнефть-ОНПЗ»; Уральский алюминиевый завод; Российское космическое агентство (5 приборов); Авиационное ПО г. Комсомольск-на-Амуре; Фирма «РКК» г. Москва; жилищно-коммунальные хозяйства московской области, г. Пскова, г.Сургута, г.Кемерово, г. Екатеринбурга; медицинские учреждения России (ОНЦ РАМН, НИИ Глазных болезней им. Гельмгольца, МНТК «Микрохирургии глаза», Московский Центр реабилитации больных и инвалидов с нарушением функций опорно-двигательного аппарата и нервной системы, поликлиники центрального округа г. Москвы и т.д.), зарубежные пользователи в Германии, Великобритании, Корее, Китае, Бразилии, Румынии, Индии, Японии. Термографы ИРТИС неоднократно демонстрировался на международных выставках, проводимых в России и за рубежом: в Испании, Германии (Ганноверской ярмарке), Швейцарии, США, Иране, Индии, Корее, Великобритании. В 1998г. прибор получил дипломы и медали: бронзовую на «26-ом международном салоне изобретений» в Женеве и золотую на «Международном салоне изобретений» в Нюрнберге Германия «IENA 98». В 1999г. - золотую на международной выставке «Российский промышленник-99» г. Санкт-Петербург. В 2000г. - серебряную на международном салоне промышленной собственности «АРХИМЕД-2000» ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИРТИС Чувствительность к перепаду температур на уровне 30о С 0.05оС (0.02) Поле зрения не менее 25х20 град. (12Х10 град.) Мгновенное поле зрения не более 1.5 мрад. Диапазон измерений ИРТИС-2000 Диапазон измерений ИРТИС-200 от -40 до +200о С (- 60 до +500о С) от –40 до +1300оС (-60 до +1700о С) Диапазон рабочих температур от -20 до +50оС (-40 до +80) Погрешность измерения абсолютных температур по АЧТ ±1оС или ±1% от изм. диапазона Число элементов разложения по строке 256(512) Число строк в кадре 256 Время формирования кадра Не более 1.5 сек. (0.6 сек) Время автономного режима работы Не менее 5 часов Потребление электроэнергии ИК-камерой (от аккумуляторов 6В) Не более 1.5 Вт Вес ИК- камеры ИРТИС-2000 Вес ИК- камеры ИРТИС-200 Не более 1.4 кг Не более 1.6 кг. Габариты ИК-камеры ИРТИС –2000 Габариты ИК-камеры ИРТИС –200 Не более 92х120х200 мм Не более 100х140х210 мм КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ ТЕРМОГРАФА «ИРТИС» № п/п Наименование Ед.изм. Кол-во Цена $ США 1. ИК-приемная камера «ИРТИС-2000» до +200оС ИК- приемная камера «ИРТИС-200» +1300оС шт. шт. 1 1 14412.0 15612.0 Программное обеспечение «IRTIS» V. 3.4* «NEWIRTIS» компл. компл. 1 1 1200.0 2. Процессорный блок для визуализации, обработки и хранения термограмм на основе компьютера типа «NOTEBOOK» шт. 1 900.0 3. Аккумуляторы 6В шт. 2 102.0 Сетевое зарядное устройство для подзарядки аккумуляторных батарей 6В шт. 1 102.0 Комплект соединительных кабелей компл. 1 60.0 Штатив шт. 1 102.0 Термос шт. 1 24.0 Сумка для переноски шт. 1 90.0 Стоимость минимального комплекта ИРТИС-2000 +200оС, два года гарантии 16992.0 Стоимость минимального комплекта ИРТИС-200 +1300оС, два года гарантии 18192.0 ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ № п/п Наименование Ед.изм. Кол-во Цена $ США 1 Стационарный IBM совместимый компьютер шт. 1 1500.0 2. Программное обеспечение для обработки термограмм и распечатки протоколов в среде «WINDOWS» шт. 1 600.0 3. Диктофон шт. 1 100.0 4. Цифровой фотоаппарат шт. 1 700.0 5. Видеокамера шт. 1 700.0 При покупке минимального комплекта в комплект поставки включается струйный цветной принтер. Комплект поставки может изменяться по желанию Заказчика. В стоимость включено обучение работы с прибором (до одной недели). Стоимость дополнительного 1 года гарантии на ИК-приемную камеру $600 США с налогом. Бесплатное обновление программного обеспечения и модернизация прибора. Сопровождение в течение 5-и лет. Примеры использования термографа «ИРТИС» Вы можете найти в журналах: «ЭНЕРГЕТИК» №№ 6/99, 11/00, 02/01, 12/01, 02/02, «Электрические Станции» №9 за 2000г., «Тяжелое машиностроение» №11 за 2000г., «Новости теплоснабжения» №1 за 2000г. Срок поставки - 3 недели со дня получения денег на наш расчетный счет. Самовывоз. Наш расчетный счет №40702810300000506436 АКБ «БИН» (ОАО) г Москвы, к. сч. 30101810200000000205, БИК 044525205, ИНН 7731165716, ОКПО 40252527, ОКОНХ 95120. Торговля. Перспективы мирового энергопотре. Тимошенко. Энергетическая политика германии. Новая страница 1. Главная -> Экология 
|