В упряжке солнце и ветер.

By Гость on 25 Октябрь 2009 |

(ЮРИЙ ЖУРОВИЧ, архитектор, г. Днепропетровск)
           Возобновляемые или так называемые нетрадиционные источники энергии не первый год, и даже не первое столетие привлекают внимание ученых и специалистов. Еще древние египтяне использовали солнечные лучи для приведения в действие своих великолепных фонтанов. В храмах древней Ассирии с их помощью открывались многотонные громады ритуальных ворот. В давние времена ветер двигал парусные корабли, крылья многочисленных мельниц.
           В последнее время интерес к возобновляемым источникам энергии снова возрос. В нашей стране и за рубежом созданы сотни вариантов гелиоустановок и ветровых генераторов. Их применение особенно перспективно в селах и деревнях, как правило, удаленных от основных коммуникаций. Все, казалось бы, готово для широкого внедрения нетрадиционных источников энергии.
           Однако до сих пор дальше создания единичных образцов гелиоустановок и ветровых генераторов дело не продвинулось. В чем причина? Дело в том, что оборудование для преобразования солнечной и ветровой энергии в тепловую и электрическую довольно сложное. Для монтажа, да и обслуживания таких систем необходимы специальные знания. И большинству индивидуальных застройщиков, естественно, решение таких вопросов не под силу. А проблему, думается, можно решить успешно, если взять за основу индустриальное домостроение, которое все шире внедряется в сельском строительстве. При изготовлении блоков здания на потоке вполне реально здесь же, в заводских условиях, осуществить и монтаж оборудования для преобразования нетрадиционных видов энергии.
           Предлагаю использовать для этого объемный модуль, в котором монтируются гелиоустановка или ветровой генератор. Такой модуль состоит из четырех блоков — энергопреобра-зующего (ЭПБ), укрупненного сани-тарно-технического (УСБ), аккумулирующего (АКБ) и блока-вставки (БВ).
           Разумеется, в различных климатических зонах страны экономически целесообразно использовать   различные источники возобновляемой энергии. Так, в Среднеазиатских республиках, Закавказье, Молдавии, на юге Украины практичнее всего преобразовывать излучение солнца, в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока — энергию ветра. А в средней полосе возможен компромиссный вариант. В летний период преобразуется энергия солнца, в остальное время года — ветра. Предлагаю несколько вариантов ЭПБ.
          В двух предусмотрено преобразование солнечной энергии в тепловую через коллекторы, конструкция которых хорошо известна. Два других служат для преобразования солнечной и ветровой соответственно в тепловую и электрическую. Еще с помощью одного блока можно получать электрическую энергию из солнечной посредством фотоэлементов. И последний служит для производства электричества из ветровой энергии. Все эти блоки, спроектированные на единой конструктивной основе, взаимозаменяемы. Для каждой климатической зоны специалисты могут выбрать из них наиболее оптимальные.
          Блоки-вставки — вспомогательные элементы. Они предназначены только для того, чтобы установить энерго-преобразующий блок на необходимой высоте: в зависимости от условий инсоляции и конструкции скатов кровли.
Основным несущим блоком в объемном модуле является УСБ, включающий в себя сантехкабину и примыкающий коридор. При таком планировочном решении УСБ становится конструктивным и энергетическим центром сельского жилого дома. Как известно, жилое пространство в избе всегда формировалось вокруг печи. В нашем варианте своеобразной печью дома станет укрупненный са-нитарно-технический блок, в наружных стенах которого устанавливаются аккумулирующие панели, обеспечивающие здание теплом.
          Для накапливания энергии предусмотрено два варианта АКБ. Первый предназначен для аккумулирования тепловой энергии, которая расходуется на отопление и горячее водоснабжение. Блок дополнительно оснащен дублирующим нагревательным устройством, которое работает только в пасмурную погоду. Второй вариант АКБ служит для обеспечения всех помещений здания электричеством.
          Создание предлагаемого объемного модуля сельского дома означает, что все трудоемкие операции по установке и наладке оборудования, преобразующего солнечную и ветровую энергию в тепловую или электрическую, будут выполняться на заводе, в условиях крупносерийного производства.
           Несмотря на жесткие габариты объемного модуля, архитектурно-планировочные решения малоэтажных зданий могут быть разнообразными. Дом может быть построен в одном или двух уровнях. Последний вариант предусматривает монтаж двух блоков УСБ, один над другим. Наружные конструкции здания выполняются из панелей, кирпича или из местных материалов. Если в доме четыре или больше комнат в одном уровне и их невозможно расположить вокруг УСБ, то дополнительная теплоаккуму-лирующая панель монтируется на любой из перегородок и подключается к общей системе отопления. При этом на одном из скатов кровли устанавливается и дополнительный коллектор.
           В объемном модуле блоки устанавливаются один на другой. Вверху размещается ЭПБ. В зависимости от того, какую энергию необходимо получить — тепловую или электрическую, в него монтируют коллектор или фотоэлемент. Коллектор трубопроводами соединен с теплообменником и насосом. Насос гонит подогретую воду в блок-аккумулятор. От него по трубопроводу она поступает к теплоаккумулирующим панелям здания. Дополнительное нагревательное устройство, используемое в пасмурную погоду, связано с такими же панелями через кран-переключатель. ЭПБ оснащен системой ориентирования коллекторов на солнце, с помощью которой гелиоприемник в течение дня постепенно поворачивается с востока на запад, как подсолнух.
           Здание, в котором солнечная энергия преобразуется в тепловую, монтируется в строгом порядке. Сначала устраивается АКБ с примыкающими к нему подвалом и лестницей. После работ нулевого цикла ведется монтаж УСБ и находящихся на одном уровне жилых помещений. К закладным деталям сантехкабины привариваются опорные элементы или конструкции перекрытия. На них устанавливается блок-вставка и после этого монтируется ЭПБ.
           Применение в сельском строительстве объемного модуля с блоками энергообеспечения от возобновляемых источников в зависимости от климатической зоны даст возможность экономить до 60 % энергии.
           Подобные блоки энергообеспечения можно применять и в домах средней этажности. Мне удалось разработать планировочное решение двухквартирной секции жилого здания. В этом варианте УСБ состоит из двух сани-тарно-технических кабин с комплектом оборудования и коридора, расположенного вокруг них. Стены блока примыкают к жилым помещениям. АКБ рассчитан на обеспечение теплом всех комнат.
          При строительстве общественных зданий приемлемы те же блоки, что и для жилых сооружений средней этажности. Естественно, за исключением УСБ, который здесь не нужен.