Ресурсонезависимый квартал — это эффективная экономическая модель системы ЖКХ, а также инновационные решения, которые являются визитной карточкой будущего так называемого «зеленого» строительства, где энергоэффективность — лишь малая толика того, что авторы проекта называют ресурсонезависимым кварталом.

Эксплуатация без госдотаций

Почему квартал назван «Дом Парк»? Парк — это упорядоченное размещение объектов в пространстве. Если заглянуть в историю, то авторами проекта ресурсонезависимого квартала к 2007-му году был разработан ряд конструкторских проработок, проведены исследования, а также разработана как концепция градостроительства, так и энергетическая концепция зданий, а также концепция модели ведения ЖКХ. Результат этой большой работы был представлен местным органам управления с целью получения земельного участка и проведения градостроительного эксперимента. В 2009-м году началась работа по исследованию участка (геология, геодезия, проектирование). Но проблема всех крупных новаторских идей — строительных, энергетических и т.п. нововведений в торговой системе — то, что они не вписываются в существующие технические и правовые нормы и требуют разработки определенных правовых актов, чтобы можно было провести эксперимент. К настоящему времени разработчиками получено 15 патентов, даны заключения многих министерств и ведомств о том, что идея ресурсонезависимого квартала состоятельна, но, к сожалению, пока дело до реального воплощения проекта так и не дошло. Однако кое-какие важные шаги уже сделаны.

С целью реализации проекта ресурсонезависимого квартала государственные органы ведут разработку нормативной базы. Проект внесен в программу экспериментального строительства, а также постановлением Совета Министров №117 — в госпрограмму инновационного развития. Правительством поручено Минэкономики и Минстройархитектуры и строительства РБ разработать проект указа президента. Данный документ как раз и должен стать правовой основой для реализации эксперимента.

Ресурсонезависимый квартал является эффективной экономической моделью системы ЖКХ, а также инновационным решением — то есть визитной карточкой будущего «зеленого» строительства

В соответствии с решением Мингорисполкома общая площадь жилых помещений в многоэтажных жилых домах, не относящихся к категории повышенной комфортности, с квартирами типовых потребительских качеств ресурсонезависимого квартала составит порядка 46 160 м2.

НАША СПРАВКА

Ожидается, что за 25 лет бездотационной эксплуатации ресурсонезависимого квартала бюджет Беларуси сэкономит примерно 197,6 млрд беларусских руб. За такой же период коммерческой эксплуатации ресурсонезависимого квартала в государственный бюджет поступят налоги на сумму приблизительно 129,8 млрд беларусских руб.

Общий экономический эффект, который планируется получить за время эксплуатации ресурсонезависимого квартала, для государства составит примерно 327,4 млрд беларусских руб. (приблизительно $ 39,7 млн).

Нужно сказать, что градостроительная концепция ресурсонезависимого квартала исключает госзатраты на энергетическое и сырьевое обеспечение объекта, транспортировку отходов жизнедеятельности и обращение с ними на полях фильтрации и полигонах захоронения, строительство отводящих и подающих коммуникаций, а также затраты в виде дотаций на коммунальное содержание жилищного фонда.

Реализация проекта позволит осуществить строительство локальной инженерной, социальной и производственной инфраструктуры, обеспечивать бесперебойное жизнеобеспечение квартала от внутриквартальных альтернативных, топливно-энергетических, водных, вторичных материальных и материальнофинансовых источников.

Главное - объединить технологии

Один из авторов концепции ресурсонезависимого квартала — Игорь Прус, директор предприятия «Дом Парк», ответственного за разработку идеи. По словам разработчика, предварительные расчеты показали, что за 25 лет бездотационной эксплуатации ресурсонезависимого квартала бюджет Беларуси сэкономит около 197,6 млрд беларусских рублей (в ценах на топливно-энергетические ресурсы 2012-го года).

Игорь Прус считает, что задача реализации проекта — ресурсонезависимость в строительстве. А энергоэффективность — это небольшая часть данного направления. В чем заключается ресурсонезависимость и что является базовыми основами этого направления? Чтобы обеспечить жилые здания ресурсами, нужно определиться, какие из них необходимы. Это финансовые, энергетические и сырьевые ресурсы. Основные затраты любого государства на жилищнокоммунальное хозяйство — это закупка ресурсов, содержание всех сетей и коммуникаций, инженерной инфраструктуры и всей системы ЖКХ. На данной основе и формируется баланс — энергетический, сырьевой, экономический, финансовый и т.д., что дает возможность видеть, во что обходится содержание квадратного метра или конкретного объекта в целом.

В мире разработано много технологий, связанных с применением солнечных фотоэлектрических преобразователей, тепловых насосов и т.д. для энергообеспечения зданий. Но, по мнению И. Пруса, нет системного подхода к их увязке и использованию единовременно при проектировании, строительстве и будущей эксплуатации зданий. Поэтому кто-то должен стать первопроходцем и суметь пройти сложный путь от эксперимента до массового внедрения. На основании проведенного эксперимента могут объединяться резервы — государственные, частные и т.д. — и разрабатываться нормы, которые позволят заказчикам и будущим организациям по эксплуатации объекта это все использовать.

Жилой дом квартала «Дом Парк»

Геометрическая форма здания позволяет управлять потоками воздушных масс с целью преобразования энергии ветра в электроэнергию в объеме, достаточном для собственного обеспечения. К жилым корпусам пристроен надземный многоуровневый гараж-стоянка. Дом имеет поэтажное сообщение между стоянкой и жильем. Это решение позволяет жителям безбарьерно получать доступ к транспортному средству и освободить дворовую территорию от автомобилей. Аэродинамическая форма здания представляет собой систему конфузоров (статор), объединенных в центре здания вихревой камерой со встроенной аэродинамической турбиной (ротор).

Какие природные возможности для обеспечения объектов ресурсонезависимого квартала предлагают задействовать авторы проекта? Во-первых, любое здание размещается на земельном участке, который обладает геотермальным полем, температурой земли. И эту температуру можно использовать в полном объеме, например, задействовать земляные грунтовые зонды с использованием тепловых насосов.

Какие природные возможности для обеспечения объектов ресурсонезависимого квартала предлагают задействовать авторы проекта? Во-первых, любое здание размещается на земельном участке, который обладает геотермальным полем, температурой земли

Во-вторых, любой объект является препятствием для перемещения воздушных масс. В Беларуси среднегодовое значение скорости ветра составляет 3,84 м/с в зависимости от региона. Допустим, здание высотой 30 м и длиной 100 м испытывает давление 30 тонн. Но проблема в том, что сила этой энергии не преобразовывается для жизнеобеспечения здания — мы ее просто не замечаем.

В-третьих, здание подвержено силе солнечного излучения. В целом, если подсчитать поступившую за год энергию на объект, то увидим, что тепло земли превосходит потребности объекта, как и воздействие ветра и солнца.

Но природные факторы — это далеко не все в деле энергонезависимости. В жилом доме проживают люди, которые формируют коммунальные отходы. В основной своей массе отходы — это углеводородная составляющая, которую можно преобразовать в энергию на минимальном расстоянии от места, и направить эту энергию на жизнеобеспечение энергоэффективного здания.

Как считают авторы проекта ресурсонезависимого квартала, если проектировщики, заказчики и эксплуатационные службы придут к тому, что получит развитие такое направление, как ресурсонезависимый квартал, то проблема энергоэффективности зданий, образно говоря, спадет с плеч государства. Дело в том, что энергоэффективность — это забота о сбережении ресурсов, но когда они имеются в достаточном объеме для жизнеобеспечения объекта, которому природа дает больше, чем требует жизнь, то энергоэффективность станет заботой проектировщика, показателем качества его работы и конкурентоспособности его проектов. В итоге «за» или «против» проголосует конечный потребитель, сравнив теплофизические показатели жилья, потребления воды и энергии.

Сила ветра - энергия в доме

Рассмотрим подробнее решения, опирающиеся на природные факторы, которые позволяют сделать ресурсонезависимый квартал действительно энергетически независимым.

Пожалуй, самым революционным из них можно назвать применение системы «ПАРГУЭС». Это открытая механическая система генерации гравитационных аэрогазогидродинамических процессов, интегрированная в жилые и производственные здания квартала (аэродинамическая форма которых является концентратором-генератором потока воздушных масс) и предназначенная для автономной выработки дешевой электрической энергии в промышленном объеме на минимальном расстоянии от потребителя.

Цель разработки системы является создание научно-практической основы для развития нового направления в энергетической индустрии — гравитационной энергетики как функциональной энергетической концепции децентрализованного автономного энергетического жизнеобеспечения, позволяющей на любом земельном участке преобразовывать гравитацию в полезную энергию. Интеграция оборудования энергосистемы в жилые и производственные здания является важной составляющей концепции ресурсонезависимости. Данный способ позволит заказчику окупить энергосистему в период реализации квартир квартала, при этом получить стабильного потребителя энергии в лице жителей квартала и государства. В рамках строительства ресурсонезависимого квартала планируется построить опытно-промышленную систему «ПАРГУЭС», первая аэродинамическая ступень которой состоит из трех многоэтажных жилых и двух производственных зданий.

Система внесет вклад в ресурсонезависимое жизнеобеспечение квартала, строительство особых по конфигурации, градостроительному и архитектурному решению жилых зданий квартала как новой градостроительной единицы, объединяющей многоэтажные жилые дома со встроенными надземными многоуровневыми гаражами-стоянками, имеющими поэтажное сообщение с жилыми помещениями. Следует также отметить, что аэродинамическая конструкция зданий является составной частью системы и предназначена для управления потоками воздушных масс с целью преобразования в промышленном объеме энергии ветра в электрическую энергию для собственного обеспечения.

Нужно сказать, что ветроэнергетические здания (ВЭЗ) представляют собой объекты строительства, аэродинамическая форма которых позволяет управлять потоками ветра и концентрированно направлять их на встроенные в центральные части зданий аэродинамические турбины с целью выработки электрической энергии. В квартале запланировано строительство трех жилых многоэтажных и двух производственных ВЭЗ.

Проведенные исследования влияния скорости ветра на силу динамического давления ветрового потока позволили выявить кратную зависимость между коэффициентом увеличения скорости ветра и коэффициентом увеличения силы давления ветрового потока, в которой коэффициент увеличения силы давления ветра b равен квадрату коэффициента увеличения скорости ветра а (табл. 1): b = a2, F = (mv2)/2.

С целью искусственного увеличения скорости потоков ветра и, как следствие, повышения энергетического потенциала ВЭЗ разработаны аэродинамические конструкции жилых и производственных зданий, которые выполняют функцию концентраторов воздушных потоков.

Концентратор представляет собой конструкцию пирамидальной формы с системой радиально расположенных воздуховодных конфузоров, в центре которых размещена вихревая камера и турбина с вертикальной осью вращения.

Кровля концентратора потоков расположена над конфузорами и выполнена в виде усеченного конуса. Над вихревой камерой в кровле находится открытое атмосферное эжекционное сопло.

Конструкция концентратора позволяет объединять область повышенного динамического давления набегающего потока с областью пониженного давления уходящего потока и тем самым управлять движением больших объемов воздушных масс, ускорять их движение в конфузорах и концентрировано направлять потоки на рабочие поверхности лопастей аэродинамической турбины в вихревой камере.

Легкий каркас снижает затраты

Одним из решений является разработка и внедрение на экспериментальном объекте строительства новой строительной технологии возведения энергоэффективной, ресурсосберегающей и долговечной конструктивной схемы многоэтажных зданий с несущими стенами из крупноформатных керамических пустотных поризованных блоков отечественного производства, с кладкой, выполняемой на тонкослойном клеевом растворе, с гидронапорным инъецированием вертикального шва, с монолитным перекрытием разностороннего опирания и обвязочными поэтажными опорными армированными балками из легкого бетона.

Отделка и утепление фасадов жилых домов квартала будут выполнены из материала нового поколения — минеральной термоизоляционной пожаробезопасной твердотельной поризованной штукатурки (на 98 % природный натуральный материал, составляющими которого являются экологически чистые сырьевые компоненты).

Возведение многоэтажных зданий по указанной технологии позволит равномерно распределить нагрузки на все стены строения, минимизировать применение цементно-песчаного раствора, тяжелых бетонов, арматуры, значительно снизить массу строения

Данная технология исключает разнородность материалов наружной ограждающей конструкции (выносные балконы, эркеры, консоли, балки и т.п.) с целью недопущения влагообразования в массиве стены и минимизации агрессивного разрушительного воздействия окружающей среды на ограждающие конструкции стен (мороз, солнце, перепады температур и т.д.).

Принятое решение позволит обеспечить экологичность, долговечность, энергосбережение и создаст выразительный облик ансамбля застройки квартала. Возведение многоэтажных зданий по указанной технологии позволит равномерно распределить нагрузки на все стены строения, минимизировать применение цементно-песчаного раствора, тяжелых бетонов, арматуры, значительно снизить массу строения, количество строительного материала и себестоимость строительства квартала, а также обеспечит снижение затрат на ремонтные работы и регламентное обслуживание в период эксплуатации объекта.

Вентиляция с рекуперацией тепла

Внедрением системы принудительной вентиляции воздуха жилых домов с энергетической всесезонной рекуперацией тепла сегодня в энергоэффективных домах никого не удивишь. Система предназначена осуществлять забор свежего воздуха с верхнего уровня, с крайних торцов жилых домов, на безопасном расстоянии от гаража-стоянки и возможных источников загрязнения воздуха транспортными средствами и крышными котельными. Свежий воздух поступает в жилье, а отработанный — направляется в определенную часть здания, где затем расходится по конфузорам и стелется над землей.

Однако в Мингорисполкоме такая система вызвала определенный скептицизм. В частности, специалисты, не согласные с таким решением, утверждали, что такие здания невозможно будет построить, потому что состояние воздуха в жилье будет плохим. Однако в Беларуси данной проблемой занимались два института, которые произвели соответствующие расчеты по обеспечению микроклимата в жилье и состоянию воздуха, после чего санитарная служба дала заключение о том, что жилье будет экологичным.

Данная система создала условия для состоятельности идеи строительства жилых зданий со встроенными надземными гаражами-стоянками открытого типа, что ранее в градостроительной практике не применялось.

Энергоэффективная вентиляционная система многоэтажных зданий

Принцип действия системы основан на приточно-вытяжной принудительной циркуляции воздуха с применением биологического фильтра. Забор чистого и свежего воздуха осуществляется с верхнего уровня многоэтажного дома через горизонтальный воздуховодный канал. В летнее время воздух поступает в жидкостно-воздушную рекуперационную установку, где он охлаждается водой из водозабора до нормативной температуры (не требуя установки кондиционеров) и поступает в жилье, а холодная вода в это время подогревается входящим воздухом, и поступает в аккумулятор системы горячего водоснабжения (ГВС) жилых домов.

Водоснабжение - из альтернативных источников

Запланированы разработка и внедрение в рамках квартала комплекса водного хозяйства, основанного на децентрализованном водообеспечении и водоотведении с применением локального скважинного водозабора и локальных очистных сооружений. Энергетическое обеспечение функционирования комплекса водного хозяйства квартала будет осуществлено за счет работы альтернативных источников. Данный подход позволяет минимизировать расстояние от источника ресурса питьевой воды до потребителя и расстояния от источника образования хозяйственно-бытовых стоков до очистных сооружений.

Технологические решения комплекса исключат использование питьевой воды для смыва унитазов и технических нужд, а также поступление хозяйственно-бытовых стоков на городские очистные сооружения. Полная очистка отводимых сточных вод позволит осуществить возврат в природную среду незагрязненных водных ресурсов (посредством подземного трубопроводного стока очищенной воды в природный водный объект). Комплекс также исключает расходы: на внешнюю закупку питьевой воды, сброс хозяйственно-бытовых стоков на городские очистные сооружения, транспортировку воды и стоков. Комплекс автономного водного хозяйства внесет вклад в создание стабильного ресурсонезависимого жизнеобеспечения квартала.

«Изюминки» градостроительной концепции

Если внимательно изучить проект ресурсонезависимого квартала, то нетрудно заметить, что он позволяет фактически создать новую организацию жизненного пространства в городской застройке, которая базируется на квартальном градостроительстве и на том, что все системы, о которых шла речь выше, должны относиться в состав формирования цены квадратного метра. При продаже жилая площадь не должна принадлежать ни товариществу собственников, ни жителям, а компетентной управляющей инженерной компании.

Золотое правило концепции — отсутствие в предлагаемом жилье объектов нежилого фонда. Здесь нет офисов. Это предусмотрено для того, чтобы человек чувствовал себя в квартале комфортно, а производство и сфера обслуживания не «переплетались» с энергией жилых помещений.

Какие другие особенности хотелось бы еще отметить? Авторы проекта разработали систему торговой сети под названием «Домашний магазин». В подъезде каждого жилого дома — во входной группе, в лифт-холле — находится малогабаритный магазин, реализующий товары повседневного спроса. Он работает круглосуточно, без продавца. Но посетить его может только житель этого подъезда по специальной карточке. Торговая надбавка — это деньги для системы ЖКХ, направленные на обеспечение расходов, связанных с содержанием здания, проведением капремонтов и т.д. Получается, что житель дома фактически идет не в чужой магазин, а в свой, поэтому он и называется «Домашний магазин».

Как видим, эти финансы могут работать на жилищно-коммунальное хозяйство, не уходить за границу и не формировать внегосударственные активы. Речь идет о том, что в описанной схеме деньги могут быть направлены на нужды ЖКХ.

Ресурсосберегающая конструктивная схема многоэтажных зданий квартала

Многоэтажные здания квартала «Дом Парк» имеют несущие стены из крупноформатных поризованных блоков. Это экономит материально-технические ресурсы, сокращает сроки строительства, минимизирует цену жилья, делает здания энергоэффективными. Конструктивная схема здания — жесткая, с разнонаправленным поэтажным перекрытием. Данный способ позволяет равномерно распределить нагрузки на все несущие (продольные и поперечные) стены здания и фундамент. Также разработан новый способ укладки поризованных блоков на тонкослойный клей с заполнением вертикальных швов кладки, что значительно увеличило прочностные характеристики несущих стен. Именно данная комбинация позволяет применять поризованную керамику при строительстве многоэтажных зданий без каркасной системы, что значительно снижает массу строения по сравнению с укладкой блоков на цементно-песчаный раствор. В качестве технологии устройства тепловой изоляции ограждающих конструкций на «Экспериментальном комплексе» будет применена монолитная экологически безопасная пожаростойкая система, с применением поризованной минеральной теплоизоляционной штукатурки. Данный метод изоляции долговечен, исключает мосты передачи температур, воздушные пробки, образование влажности во внутренних слоях стен и, что особенно важно, исключает воздействие агрессивной среды на несущие ограждающие конструкции, делая здание долговечным (расчетный срок службы — 250 лет), минимизируя расходы будущих периодов эксплуатации объекта.

Необычным способом решается проблема с автотранспортом. К жилому дому пристроена стоянка. По сути, это бетонная «этажерка», соединенная с жилым домом. С лестничными площадками или холлами имеется поэтажное сообщение. Автомобиль паркуется, водитель легко направляется к себе домой. Использование данной модели стоянки позволит освободить дворы от автомобилей. Авторы проекта отмечают низкую стоимость машиноместа. Для сравнения, любой другой отдельно стоящий паркинг требует отведения земельного участка, подведения дорог, коммуникаций, устройства лестниц, лифтов. В то же время подземное строительство стоянки обходится дорого, поскольку требует проведения гидроизоляционных работ, устройства системы вентиляции, обеспечения необходимого уровня пожарной безопасности.

В рассматриваемом проекте стоянки, кроме бетонной «ленты», ничего нет, поскольку лестницы имеются в домах, а вентиляция используется естественная. Система пожаротушения находится в одном стояке. Концепция исключает стоянку и хранение транспорта на придомовой территории, при этом себестоимость строительства гаража-стоянки относится на состав затрат по строительству мест общего пользования, транспортной и инженерной инфраструктуры. Машиноместа имущественно классифицируются как места общего пользования («Единая классификация назначения объектов недвижимого имущества») и предоставляются жителям в пользование на условиях оплаты коммунальных услуг в соответствии с порядком содержания мест общего пользования. Такой подход создает для заказчика оптимальные условия финансирования строительства мест хранения транспорта в составе жилых домов и формирует качественно новую организацию городского пространства.

Как видим, возможности ресурсонезависимого квартала дают широкое поле для внедрения инновационных решений в градостроительстве, энергосбережении, повышении комфорта проживания и расширении жизненного пространства жителей и позволяют поднять на новый качественный уровень проектирование, строительство и эксплуатацию жилых домов.

Пристроенный многоуровневый гараж-стоянка

Градостроительная концепция «Дом Парк» решает вопросы оптимального размещения автотранспорта, создания экологически чистой и уютной среды проживания. Особенность зданий заключается в способе присоединения надземной автостоянки к жилым домам и наличием поэтажного сообщения, которое позволяет жителям безбарьерно получить доступ к личному транспортному средству, при этом себестоимость строительства машиноместа намного ниже по сравнению с существующими другими видами стоянок. Данная стоянка серпантинного типа, въезд и выезд на стоянку осуществляется по раздельным полосам движения, по внутреннему и внешнему кольцу, с мягким радиусом и углом наклона. Данный прием исключает движение транспорта задним ходом, предоставляет водителю обзорность территории, и возможность двигаться при подъеме, парковке и спуске только передним ходом. Это в свою очередь исключает перекрестное движение транспорта и возникновение пробок в час пик, делает безопасной организацию движения.