Тема
энергоэффективности ЖКХ — дежурная на повестке дня городских
сообществ в современной России. О необходимости экономии
говорят чиновники и журналисты, специалисты отрасли и жители
многоквартирных домов. Всем понятно, что здания должны быть
энергоэффективными. Многие используют отдельные
энергосберегающие технологии. Но кто знает, что такое
настоящая энергоэффективность в современных условиях — от и
до? Теперь ответ на этот вопрос есть: его воплощением стал
Иннополис — инновационный город, который строится в
Татарстане.
С дальним прицелом
На карте России новый спутник Казани появился в 2013 году и
сразу получил неофициальное название «город будущего». Его
ядром стали «Университет Иннополиса» и особая экономическая
зона (ОЭЗ) технико-внедренческого типа. Новый федеральный
вуз специализируется на образовании и научных исследованиях
в области современных информационных технологий и был создан
для подготовки отечественных IT-специалистов. Задачей ОЭЗ
является создание благоприятного экономического климата для
российских стартапов в сфере информационных технологий, а
также привлечение зарубежных IT-компаний.
Проект уникален тем, что на одной площадке создаются условия
для комфортного проживания и работы специалистов и их семей.
Таким образом город даст рабочие места выпускникам
университета и станет местом жительства для занятых в
компаниях-резидентах Иннополиса специалистов и студентов
вуза. Жилая часть города будет образована четырьмя
кварталами, застроенными многоквартирными домами-таунхаусами
с небольшими земельными участками. Вся инфраструктура
соответствует концепции «живи, учись, работай, отдыхай».
Предполагается, что численность населения «города будущего»
к 2030 году достигнет 155 тысяч человек. По сути, Иннополис
является одним из первых в России действующих
территориально-инновационных кластеров, которые, по
некоторым прогнозам, в недалеком будущем должны стать
основой человеческой цивилизации. Поэтому все в городе,
включая жилые дома, строится с использованием последних
достижений технической мысли, в том числе в области
энергосбережения. А значит, их можно рассматривать как
ориентир для всего российского ЖКХ.
Город начинается с жилых кварталов
Строительство города предполагается реализовать в три этапа,
на каждом из которых будет создано до 20 тысяч рабочих мест
для его жителей. Соответственно, возведение жилья в
Иннополисе началось с самого дня его рождения. В рамках
первого этапа возведено 16 многоквартирных домов, причем
четыре из них на сегодняшний день уже сданы в эксплуатацию и
заселены. Одновременно построена котельная, рассчитанная на
последующее увеличение мощности. Для первых горожан были
открыты медицинский центр, школа и детский сад.
Все объекты, включая жилые дома, построены с учетом
современных требований и стандартов. «Применение
энергосберегающих технологий и оборудования было одним из
обязательных требований. Поэтому проектировщики обратились
за помощью к компании «Данфосс», производителю
энергосберегающего оборудования. Были предложены технические
решения для полной автоматизации системы теплоснабжения,
отопления и горячего водоснабжения городских объектов.Так в
шестиэтажных жилых домах Иннополиса было реализовано типовое
техническое решение, основанное на комплексном использовании
тепловой автоматики по принципу «от подвала до квартиры».
Такой подход позволяет значительно ускорить сроки
проектирования жилья и снизить затраты на его эксплуатацию.
Для сокращения затрат на проектирование были разработаны
специальные пособия по расчету и подбору энергосберегающего
оборудования, а также оригинальное программное обеспечение
для проектировщиков. Что касается горожан, то им такой
подход дает возможность самостоятельно управлять
микроклиматом в своих квартирах, регулировать
теплопотребление и в итоге экономить на оплате коммунальных
услуг.
В основе системы отопления — автоматизированный
индивидуальный тепловой пункт (АИТП), оснащенный
современными пластинчатыми теплообменниками «Ридан»
российского производства, регулирующимися клапанами c
электроприводом, регуляторами перепада давления. За
соблюдением температурного режима в системах отопления и
горячего водоснабжения следит погодозависимая автоматика. В
АИТП применена насосная схема подключения системы отопления
здания к тепловым сетям.
С целью унификации технического решения были спроектированы
тепловые пункты различной мощности. В технических подвалах
для распределения теплоносителя по подъездным отопительным
приборам установлены автоматические регуляторы перепада
давления.
Система отопления в домах выполнена на основе горизонтальной
двухтрубной разводки с вертикальными стояками в общих
холлах. Для равномерного распределения тепла между
потребителями в каждом этажном распределительном узле
установлены автоматические регуляторы перепада давления
ASV-PV c ручным клапаном ASV-M. Здесь же смонтированы
квартирные теплосчетчики.
Все отопительные радиаторы в комнатах оснащены
автоматическими радиаторными терморегуляторами. Эти приборы
позволяют устанавливать индивидуальный температурный режим
для каждой комнаты и автоматически поддерживают его.
Аналогичные решения реализованы в системах теплоснабжения
медицинского центра, школы и детского сада.
В зданиях с автоматизированной двухтрубной системой
отопления и поквартирным учетом тепла его потребление на
25-35% ниже, чем в многоквартирном жилом фонде в среднем по
России. Это дает не только значительную экономию на оплате
коммунальных услуг для жильцов, но и снижает нагрузку на
генерирующие мощности. Поэтому одна и та же котельная или
ТЭЦ может обеспечивать потребности жилого фонда в 1,5–2 раза
большего объема, благодаря чему снижается нагрузка на
тепловые сети и расход топлива, увеличиваются темпы и
возможности застройки и развития городской инфраструктуры и
уменьшаются сроки окупаемости проекта. В результате
происходит оздоровление коммунальной экономики в целом.
Помимо отопительных приборов, в жилых комнатах для
обеспечения комфортной температуры в летний период
установлены двухтрубные фанкойлы системы центрального
кондиционирования, работоспособность которой обеспечивает
чиллер на крыше здания. Система кондиционирования
автоматизирована: фанкойлами управляют программируемые
термостаты в узлах регулирования температуры воздуха под
потолком в прихожих квартир.
«Сердце» города
Особый интерес с инженерной точки зрения представляет корпус
технопарка имени А.С. Попова, который, как и здание
университета, и другие объекты городской инфраструктуры,
спроектировали специалисты казанского института «ГипроНИИавиапром».
При его строительстве использовались не только типовые
энергоэффективные решения, но была также применена
инновационная разработка для систем тепло- и холодоснабжения
под названием «замкнутая водяная петля».
Это решение предназначено для больших зданий коммерческого и
технологического назначения с открытой планировкой и в
России ранее на таких масштабных объектах не применялось.
«Водяная петля» представляет собой огромную рекуперационную
установку. Вода с постоянной температурой 34-35°C
циркулирует в замкнутой трубе диаметром 600 мм и длиной
около 300 м, которая опоясывает круглое здание технопарка по
периметру.
Для поддержания температуры воды в контуре водяной петли в
тепловом пункте здания установлен отдельный теплообменник «Ридан»,
помимо которого имеются теплообменники систем отопления,
горячего водоснабжения и вентиляции. Подача тепла во все
тепловые контуры регулируется с помощью погодозависимых
контроллеров ECL-310. Поскольку в здании используется
артезианская вода, перед ИТП установлены специальные фильтры
тонкой очистки.
Для отопления офисов используются конвекторы встроенного
типа с вентиляторами, которые служат для обдува оконных
стеклянных фасадов большой площади. Теплоотдача конвекторов
регулируется в зависимости от температуры внутреннего
воздуха путем изменения скорости вращения встроенного
вентилятора с помощью установленных на стенах контроллеров.
За микроклимат в здании также отвечают приточно-вытяжные
установки термодинамической рекуперации (тепловые насосные
установки ТНУ). Они предназначены для обеспечения
соответствия параметров свежего воздуха санитарным нормам.
Система предусматривает подключение потребителей в любом
офисе здания. Это возможно благодаря наличию отводов для
систем тепло- и холодоснабжения с предустановленными
балансировочными клапанами Danfoss типа MSV-F2 с условным
проходом от 50 до 250 мм.
Если потребности в тепле и холоде в системе уравновешены, то
дополнительный нагрев или охлаждение не требуются, и тогда
мощности теплового пункта и ТНУ не используются. При
нарушении баланса силовые установки автоматически включаются
– и происходит корректировка температуры воды в контуре
«петли». Излишки тепла удаляются в атмосферу через воздушные
теплообменники-градирни или используются в системе
рекуперации для подогрева воды в «петле». Таким образом
осуществляется переброс тепла внутри здания, что снижает как
электрическую, так и тепловую нагрузку на источники
энергоснабжения.
Официальное открытие города состоялось в 2015 году, а
первых студентов университет принял еще в 2013-м. Сейчас
развитие масштабного инфраструктурного проекта федерального
значения продолжается. На очереди строительство новых
объектов, расширение учебных программ и «заселение»
технопарка новыми компаниями. А для страны Иннополис стал
действующей бизнес-моделью, которая позволит использовать
полученный здесь опыт для реализации подобных проектов в
других регионах.