Техас
Локальное извлечение загрязняющих веществ от тепловых выбросов в зданиях 21 века.
То, что промышленным предприятиям позволяется безответственно загрязнять окружающую среду и тем самым ухудшать состояние воздуха, нельзя назвать цивилизованным подходом. И эта тенденция должна стать неприемлемой в 21 веке.
В то же время, эти же действия мы допускаем в наших собственных домах. В жаркий летний день наши компьютеры, осветительные приборы и прочие виды бытовой техники, потребляя электричество, выпускают в окружающее пространство «отходы» своей деятельности — тепло, шум и вредные токсины.
В связи с этим, очень важно проработать вопрос возможности регулирования этих процессов самим пользователем. Ведь в зимнее время тепло, выделяемое электрическими устройствами, может служить полезным дополнением к работе отопительной системы, в то время как летом оно становится источником серьезных проблем; весной и осенью данная ситуация зависит от погодных условий и пространственной ориентации помещения.
На уровне стратегии, многие передовые специалисты осознают неэффективность раздельной подачи электроэнергии и тепла. Так почему бы ни сконцентрировать свои усилия на достижении такой степени термоизоляции здания, что существующего объема подаваемой электроэнергии было бы достаточно и для его отопления. В этом случае значительным образом сократятся затраты на инфраструктуру, строительство и техническое обслуживание.
Если прокладка электрического кабеля является достаточно простой операцией, то почему бы ни предположить, что компания-поставщик возьмет на себя также обязанности по отведению так называемых вторичных энергоресурсов. Известный принцип «Загрязнитель платит» можно в равной степени применить к устранению термического загрязнения в зданиях.
В своей полной форме принцип «Техас» работает следующим образом. Параллельно электрическому кабелю прокладывается простой всасывающий шланг, а в месте подключения электроприбора на шланге устанавливается небольшая насадка, через которую извлекается выделенный теплый воздух. Данная конструкция напоминает систему, используемую в больницах.
Альтернативный метод, применяемый в случаях более сильного выделения тепла, представляет собой систему трубок с холодной водой, расположенных параллельно с электрическим кабелем. В результате, теплый воздух, образуемый, к примеру, при работе компьютера, будет способствовать не нагреванию, а охлаждению атмосферы в помещении. Подобная система может иметь множество вариантов своего устройства.
В более простой форме, применимой в исторических зданиях, таких как Зимний дворец, местное извлечение отработанного, теплого воздуха может производиться через существующие вентиляционные каналы, представляя собой простой способ усилить естественное свойство теплого воздуха подниматься вверх.
Этот принцип служит дополнением к системе «Растрелли», подробно изложенной в отдельной главе. Таким образом, вполне вероятно, что входные отверстия многих из 800 вентиляционных каналов, закрытых после пожара 1834 года, располагались в помещениях на уровне потолка, так как именно этот тип входных отверстий и представляет собой «потерянное звено» в изначальной системе вентиляции здания.
Поэтому будет логичным решением использовать эти простые и в то же время исключительно экономичные методы, так как они снимают необходимость в больших и дорогостоящих системах кондиционирования воздуха.
Так почему же эти методы не получили практического применения? В действительности, область их использования достаточно широка, и местная вытяжная вентиляция является необходимым требованием обеспечения безопасных условий труда для большинства промышленных производств. Также эти системы нередко устанавливаются на кухнях и в ванных комнатах, где их функция состоит в извлечении влаги или кухонных запахов.
Помимо этого, подобные системы устанавливаются в офисах компаний, отсюда и название этого принципа. В 80-х годах я работал над строительными проектами для компании «Texas Instruments» , и одним из требований заказчика было создание сети устройств «местного охлаждения», которые обеспечивали бы извлечение теплого воздуха, выпускаемого многочисленными компьютерами, до того момента, как он начнет «загрязнять» весь воздух в помещении.
Создание подобной системы — логичный и коммерчески оправданный шаг, выгодный как пользователю, так и заказчику, но, разумеется, совершенно не выгодный производителю кондиционеров.
«Cui bono?» Эта латинская фраза используется в контексте коммерческих сделок с целью понять мотивы участвующих сторон. В переводе она означает «Кто в выгоде?». Этот вопрос стоит чаще задавать, принимая те или иные решения в области строительных проектов.
Во многих зданиях электрические приборы, такие как компьютеры, принтеры, осветительные приборы и т. п. выделяют тепло, и, нередко, загрязняющие вещества непосредственно в окружающую атмосферу. Когда загрязненный воздух смешивается с воздухом помещения, единственный способ устранить излишнее тепло и выпущенные вредные вещества — это охладить и проветрить все помещение целиком.
Однако, это крайне неэффективно, и для данной процедуры потребуется в 5—10 раз больше оборудования, чем для простой системы местной вытяжки. При этом, необходимо учитывать тот факт, что тепло и загрязняющие вещества образуются локально, а следовательно прямой, непосредственный метод защиты от термического загрязнения будет гораздо более подходящим для обеспечения здорового и энергетически эффективного климата внутри того или иного помещения.
Концепция «Техас» предполагает оснащение большей части находящегося в помещении оборудования местной вытяжной вентиляцией, которая будет извлекать тепло и загрязняющие вещества в непосредственной близости от их источника.
Один из примеров технического оснащения современных зданий — система централизованного удаления пыли, заменившая традиционный переносной пылесос, представляющая собой целый ряд отверстий для всасывания пыли, расположенных в разных частях жилища. Эту структуру, в свою очередь, можно будет использовать для извлечения отходящего тепла. Таким образом, мы убеждаемся, что технология для изложенной нами концепции «Техас» существует.
Прямое охлаждение и вентиляция какого-либо прибора или устройства способствует значительному снижению уровня теплового и атмосферного загрязнения во всем помещении. Кроме этого, извлечение тепла и загрязняющих веществ, выделенных электроприборами, гораздо эффективнее производить локально, чем по всему объему помещения.
В Государственном Эрмитаже не зафиксирована какая-либо постоянная и существенная концентрация теплового загрязнения, а главными источниками выделяемого тепла являются посетители, солнечный свет и искусственное освещение. Вопросы более эффективного использования солнечного света изложены в главе «Матисс».
В дальнейшем принцип «Техас», предлагающий систему защиты от теплового загрязнения, производимого электрическим оборудованием, может быть использован в проектах, связанных, к примеру, с модернизацией систем освещения Эрмитажа. Также в качестве демонстрации действия этого передового принципа, местными системами охлаждения или вентиляции может быть оснащен информационный компьютерный центр.
Эти технологии хорошо известны, они применяются в зданиях с большой тепловой нагрузкой, однако их редко используют в качестве альтернативы кондиционированию воздуха.
Системы освещения можно спроектировать таким образом, что они будут производить только свет, а выделяемое одновременно тепло будет извлекаться и либо использоваться где-то еще, либо, в летний период, напрямую удаляться из помещения.
В то же время, поскольку солнце, гигантская природная лампочка, в середине лета светит ярче всего, у нас появляется возможность использовать дневной свет вместо искусственного. Фактически, дневной свет должен быть естественной человеческой потребностью. Так зачем же мы будем мириться с термическим загрязнением от электрического света в то время, когда солнце дарит нам свои самые яркие лучи?
Применение принципа отведения тепла от осветительного оборудования при модернизации освещения в Эрмитаже может оказать существенную помощь в извлечении тепла и прочих «загрязняющих веществ», возникающих в помещениях музея от большого количества посетителей.
Теплый воздух, как известно, поднимается наверх (принцип вентиляции), и тепло и другие посторонние вещества, возникающее от присутствия посетителей, должно быть отведено, а не перемешано с остальной массой воздуха в помещении, как это происходит при работе стандартной системы кондиционирования.
В 1762 году Растрелли предложил эффективную систему вентиляции для извлечения этого теплого воздуха. Она представляла собой систему встроенных вентиляционных каналов, отверстия которых располагались на высоком уровне (см. главу «Растрелли»).
Разумеется, в эпоху Растрелли Зимний дворец не принимал такого количества посетителей как в наши дни, поэтому данная система нуждается в небольшой модернизации. Ее можно легко осуществить, установив в вентиляционных каналах небольшие вентиляторы, которые в летний период будут откачивать из помещений избыточное тепло. Подобная система известна под названием «гибридная вентиляция».
В 2001 году в чердачном помещении юго-восточного крыла Зимнего дворца был запущен пилотный проект, продемонстрировавший возможность работы такой системы в Эрмитаже.
Название «Техас» было выбрано в честь компании, которая широко использовала возможности принципа местной вытяжной вентиляции. Этот принцип является важным дополнением к другим простым методам регулирования климата, позволяющим минимизировать расходы на покупку и обслуживание необходимого оборудования. Используйте его!
Серджио Фокс & Peter<-->