Рис 12.13.9-эмжная жилая гелиоструктура с широким Юфпусом

I — гелиосиаема; 2 — "стакан" для посадки деревьев; 3 — шахта вертикального проветривания квартир; 4 — освещаемый и проветриваемый внутренний дворик для игр детей

ЖИЛЫХ ячеек (11,2x5,2x9 м^) ориентирована на южный сектор горизонта и совмещена с пассивной системой гелиотеплоснабжения. Террасность жилого дома придает ему своеобразие и одновременно повышает комфорт проживания. Внутри жилого дома имеется хорошо освещенный, проветриваемый, приближенный к земле дворик для игр детей младшего и школьного возраста и соседского общения. В середине корпуса первого этажа размещены вестибюль с колясочной, лестнично-маршевый узел, сауна.

Квартиры решены в одном, двух и трех уровнях. Часть квартир имеет вертикальное проветривание через специальные шахты.

Общий замысел жилого дома является попыткой разрешить противоречие между необходимостью увеличения структурных различий и связанным с этим увеличением поверхностей, что способствует достижению своеобразия и необходимостью уменьшения этих различий в целях достижения компактности и повышения энергоэффективности. Эта задача решена без снижения санитарно-гигиенических качеств жилой среды и нарушений действующего СНиПа. Более того, благодаря террасам часть семей может иметь доход с приквартирного участка. При квартирах имеются специальные стаканы, заполненные грунтом для посадки плодоовощных культур, а также деревьев, виноградника и пр. Для уборки снега с террас предусмотрены специальные шахты.

Г,22-21

Для равнинной застройки экономия энергии за счет взаимной блокировки жилых ячеек, их блокировки с учреждениями обслуживания, гаражами-стоянками, общественными зданиями и т.д. (что значительно сокращает теплопотери через северную сторону) отсутствия теплопотерь через развитую глухую южную сторону (гелиоприемник) дойигает 15-20 %. Использование сочетания пассивной системы для застройки южной стороны магистрали с активной для южной и северной сторон (для отопления, охлаждения, горячего водоснабжения), гелиополе которой расположено в надмагистральном пространстве и не занимает ценной (освоение составляет 200-300 тыс. руб/га) городской территории, позволяет сократить расход топливно-энергетических ресурсов на 20 . . . 40% (в зависимости от района застройки). Кроме того, за счет интенсификации использования территории (вынос, за красную линию гаражей-стоянок, учреждений обслуживания, жилых структур, экономия межмагистральной территории и т.д.) плотность застройки повышается на 20 ... 30%.

Значительно также сокращаются затраты на прокладку инженерных сетей (сети прокладывают по воздуху внутри жилых структур) и резко улучшается их обслуживание, уменьшается время на передвижение населения к остановкам общественного транспорта и учреждениям обслуживания.

В будущем в УзССР при размещении 3 % жилого фонда из общего объема строительства в разработанных жилых гелиоструктурах экономия территории может составить 30 га, что при оценке в денежном выражении 250 тыс. руб /га равно 7500 тыс. руб.; экономия средств за счет уменьшения расхода топлива на 20 % - 10,4 руб/чел., или

. 250 тыс. руб.; дополнительные затраты на гелиосистемы (при ее стоимости 60 руб /м^ и 2,5 м^/чел.) - 3600 тыс. руб.

Эффективность использования солнечной энергии в жилой застрой-

, ке можно значительно повысить при сочетании жилых гелиоструктур, в которых в качестве системы отопления-охлаждения используется ССТ, работающая в отопительный сезон с параметрами 50 ... 40 ^с, а в качестве гелиоприемника - гелиополе в пространстве над магистралью, с обычной застройкой или общественными зданиями с традиционными источниками теплоты и системами отопления-охлаждения, работающими в отопительный сезон с параметрами 95 ... 70 ^С (рис. 12.14).

Специально подобранный на основании соответствующих расчетов диаметр обратного трубопровода от обычной застройки (70 ^с) прокладывается по воздуху внутри сблокированных жилых гелиоструктур, подсоединяется в качестве дублирующего источника теплоты к радиационным системам отопления и используется в тех случаях, когда солнечная энергия отсутствует или ее недостаточно. При использова-

Рис 12.14. Принципиальная схема совмещенного цетрализованного солнечного тепло- и хладоснабжгаия жилых гелиоструктур и традиционной жилой застршЬси

1 — источник тепла; 2 — прямой трубопровод, рассчитанный на нагрузку только традиционной застройки (*в = 150 ос); 3 - обратный трубопровод (<в = 70 ос); 4 - прямой, дублирующий трубопровод к гелиосистемам или тепловому пункту для гелиосистем (t^ = 40 оС); 5 — обратный трубопровод от гелиосистем (<_ = 40 ос); 6 — задвижка на трубопроводе к гелиосистемам (или от гелиосистем), открываемая в тот момент, когда гелиосистема не функционирует; 7 - традиционная застройка; & - гелиоструктура; - гелиополе; 10 -магистраль

НИИ ВОДЫ обратного трубопровода от обычной застройки в системах радиационного отопления - охлаждения через регулируемые элеваторные узлы или насосы температура возвращающейся в источник теплоты воды понижается с 70 до 40 "С. Тем самым повышается экономическая эффективность всей системы централизованного тепло- и хладоснабжения в целом:

В данном случае для жилых гелиоструктур не требуется дублера, а в источнике теплоты, обслуживающего обычную жилую структуру, следует предусмотреть возможность подогрева обратной воды до 70 ОС (когда в жилых гелиоструктурах используется для теплоснабжения обратный трубопровод).

В летний период такое решение позволит использовать солнечную энергию с помощью тепловых насосов или абсорбционных холодильных машин для хладоснабжения зданий путем подачи холодной воды

в радиационную систему отопления - охлаждения и горячего водоснабжения.

Круглогодичное использование солнечной энергии и одной и той же системы для отопления и.охлаждения жилых гелиоструктур также значительно повысит эффективность использования солнечной энергии.

При проектировании жилой гелиозастройки при заданных величинах - удельных годовых нагрузках на отопление (Qf), горячее водоснабжение (Q"f) и хладоснабжение; удельных капитальных и приведен -ных затратах; плотности для каждого рассматриваемого типа застройки (0; требуемого объема жилищного строительства и возможных для использования под застройку площадей территорий; оптимальной площади и стоимости гелиоприемников и гелиополей для каждого вида нагрузок;-й системы солнечного тепло- и хладоснабжения (СГТХ) в i-й застройке; расходе топлива в j-й СГТХ и т.д. - возникает задача определить целесообразность использования солнечной энергии в жилых застройках, в каком объеме, для покрытия каких нагрузок и какой СГТХ.

Такая задача может быть решена с помощью следующей линейной экономико-математической модели.

Выполняют минимизацию функции цели:

ffrV^O--Y^f .CXj^).(12.14)

где С; - приведенные затраты на жилищное строительство с учетом стонмйсти территории (отторжение и освоение), руб/м^; X - объем ^строительства (исковые величины), м; C^J, С^^, — соответственно приведенные затраты на отопление, горячее водоснабжение и хладоснабжение i-й застройки У-й СГТХ (в случае использования гелиополей для покрытия различных видов нагрузок затраты на гелиополя и стоимость территории, занимаемой ими, принимают в долевом отношении), руб/м^; У°^, Y^j-^, - соответственно годовые нагрузки на отопление, горячее водоснабжение и хладоснабжение, покрываемые Ш СГТХ в /-Й застройке, ГДж.

В модели следует учитывать следующие ограничения. По объему жилищного строительства:

п

^ ^стр = 1

где Ж(,^р - требуемый объем жилищного строительства, м^;

по территории, возможной к застройке: пп т

где d{ - норматив использования территории под i-ю застройку, га/м^; djj - требуемая

территория под гешополя в 1-й застройке при ;-й СГТХ, са/м^; Т — возможная к застройке территория, га;

по необходимости покрытия тепло- и хладонагрузок:

где q^J, я-^, qfj - соответственно возможный теплосьвм гелиоприемника в у-й СГТХ, отнесенный к 1 м^ i-й застройки, ГДж/м^; ; ■ .*

по дефицитным видам ресурсов (топливо, гелиоприемники, людские ресурсы и т.д.):^ ,

п т i = l; = l

где d°^, cf^B, - соответственно удельный (на м^) расход дефицитного вида ресурсов в i-й застройке прн }-к СГТХ; Dy — величина возможного к использованию дефицитного внд^ ресурсов; •

по капитальным вложениям: п т

где С^, С^?-к, С^в ^, С^-^ _ соответственно удельные капитальные затраты на жилищное строутепьство, тепло- и хладоснабжения в i-й застройке при ;-й СГТХ, руб/м^; - общий объем капиталовложений, вьщеляемый на жилую застройку, руб.;

ПО возможному теплосъему гелиоприемника в у-й СГТХ, отнесенному к 1 м^ i-й застройки:

по неотрицательности искомых величин: