Главная страница -> Технология утилизации

Нетрадиционная энергетика в стра. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.

Ю. А. Табунщиков, доктор техн. наук, профессор, президент НП «АВОК»
Н. В. Шилкин, инженер
М. М. Бродач, канд. техн. наук, доцент МАрхИ

В настоящее время в Москве начато строительство высотных зданий. Известно мнение специалистов, что каждое высотное здание представляет собой уникальное явление, требующее тщательных фундаментальных разнохарактерных исследований специалистов, и не случайно Российская академия архитектуры и строительных наук (РААСН) дважды обсуждала этот вопрос на академических чтениях, проходящих под председательством академика А. П. Кудрявцева, президента РААСН.
Интерес к строительству высотных зданий в Москве вызван прежде всего экономическими соображениями. С точки зрения инвестора, увеличение на фундаменте количества квадратных метров выгодно, а поэтому и выгодно строительство высотных зданий. По этой же причине в Москве планируется строительство именно жилых высотных зданий, в отличие от других стран, где возводятся главным образом высотные здания общественного назначения. Следует отметить, что чем здание выше, тем оно дороже в эксплуатации. Эта проблема приобретает особенную актуальность в свете предстоящей жилищно-коммунальной реформы.
Одним из путей снижения эксплуатационных затрат является строительство энергоэффективных высотных зданий. Энергоэффективными называются такие здания, при проектировании которых был предусмотрен комплекс архитектурных и инженерных мероприятий, обеспечивающих существенное снижение затрат энергии на теплоснабжение этих зданий по сравнению с обычными (типовыми) зданиями при одновременном повышении комфортности микроклимата в помещениях. Методология проектирования энергоэффективного высотного здания должна основываться на системном анализе здания как единой энергетической системы. Представление энергоэффективного высотного здания как суммы независимых инновационных решений нарушает принципы системности и приводит к потере энергетической эффективности проекта.
Каждое высотное здание уникально и не может быть построено обычными темпами. Существующие здания прошли длительный период создания, в их проектировании участвовало большое число высококвалифицированных специалистов разного профиля. Высотные здания тем более требуют тщательной проработки еще на стадии проектирования. Например, проектирование и строительство самого высокого в Европе здания «Commerzbank» во Франкфурте-на-Майне, Германия, продолжалось восемь лет. В создании этого здания участвовали специалисты разных стран: архитектор – англичанин Норман Фостер (Norman Foster); конструкторы – английская фирма «Ove Arup&Partners» и немецкая «Krebs und Kiefer»; наружные ограждающие конструкции разрабатывались немецкими фирмами «Josef Gartner GmbH & Co. KG» и «Ingenieurgesellschaft Dr. Thomas Limmer mbH & Co. KG», а изготавливались итальянской компанией «Permasteelisa S.p.A.».
При строительстве высотных зданий возникает множество специфических проблем, связанных с конструктивными решениями, противопожарной защитой, обеспечением безопасности, психологическим дискомфортом, возникающим у людей, длительное время находящихся на большой высоте.
) Рис 1.
) Рис 2.

При проектировании высотных зданий также возникает проблема выбора материала конструкций здания. В США в качестве основного конструкционного материала обычно используется сталь, а в Европе – железобетон. По мнению академика В. И. Травуша, заместителя директора ЦНИИЭП им. Мезинцева, железобетонные конструкции по сравнению со стальными обладают тремя важными преимуществами: большей устойчивостью, обусловленной их большим весом; в железобетонных конструкциях быстрее затухают колебания; железобетонные конструкции более огнестойки. Именно высокие требования к огнестойкости ограничивают в Европе строительство высотных зданий с металлическими конструкциями, поскольку в случае их использования необходимо проводить дополнительные противопожарные мероприятия.
После строительства высотных зданий изменяется аэродинамика городской застройки и возникают сильные воздушные вихревые потоки, поэтому при проектировании высотных зданий требуются исследования их аэродинамики с учетом прилегающей городской застройки. Большое значение приобретают требования к сопротивлению воздухопроницанию конструкций, связанные с разностью давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждений, существенно возрастающей с увеличением высоты. Традиционные окна не обеспечивают требуемое сопротивление воздухопроницанию, поэтому для высотных зданий необходимы специальные конструкции световых проемов.
Внутри высотных зданий также могут возникать сильные воздушные потоки (эффект аэродинамической трубы). Для их уменьшения должны применяться специальные решения – шлюзование входов в здание, шлюзование лестничных секций, высокая герметизация межэтажных перекрытий, герметизация мусоропроводов.
Большую проблему представляет обеспечение безопасности, достаточно вспомнить недавние события в Нью-Йорке. Сейчас специалисты говорят об определенных конструктивных недоработках зданий «World Trade Center», в частности, о недостаточной огнестойкости стального каркаса зданий. Однако обеспечение безопасности – это не только защита от воздушных атак. Например, механическую систему вентиляции высотных зданий необходимо оборудовать датчиками вредных веществ, которые можно распылить у воздухозаборных устройств, а также системой, автоматически отключающей в этом случае механическую вентиляцию. Рис. 3. Вход в здание

Уникальным примером решения проблем, возникающих при строительстве высотных зданий, является самое высокое в Европе здание «Commerzbank», построенное в Германии.
***
Здание «Commerzbank» во Франкфурте-на-Майне, строительство которого было завершено в мае 1997 года, является самым высоким зданием в Европе. Его высота составляет 259 метров, высота с антенной – 300 метров. Здание «Commerzbank» занимает 24-е место в мире по высоте. Ни одно другое европейское здание не входит в список пятидесяти самых высоких небоскребов мира. Однако сам по себе данный факт вряд ли привлек бы внимание специалистов к этому зданию.
Здание, разработанное британским архитектором сэром Норманом Фостером (Sir Norman Foster) и его студией «Foster and Partners» (Лондон), представляет собой радикальный пересмотр всей концепции строительства высотных зданий. Рис. 4. Зал на первом этаже

Большинство высотных зданий построено по традиционной американской модели: полностью кондиционируемые помещения, практически полное отсутствие естественного освещения, центральная организация построения здания и идентичные этажи. Новое здание «Commerzbank» существенно отличается от этой схемы: в нем используется главным образом естественное освещение и естественная вентиляция, имеется атриум, проходящий от уровня земли до самого верхнего этажа, и из каждого офиса или части здания открывается вид на город. Спирально по всему зданию расположены зимние сады высотой в четыре этажа – они улучшают микроклимат и создают совершенно иную рабочую обстановку.
На разработку концепции здания оказала влияние политическая и социальная атмосфера, сложившаяся после объединения Германии. Гармония с окружающей средой и энергетическая эффективность стали основными факторами при проектировании здания «Commerzbank». Реализация этих концепций позволила Норману Фостеру назвать данное здание «первым в мире экологичным высотным зданием». Как пишет Колин Дейвз (Colin Davies) в предисловии к книге «Commerzbank Frankfurt: Prototype for an Ecological High-Rise», революционный дизайн здания от «Foster and Partners» «…дает начало новой стадии в развитии экологичной, энергосберегающей и снижающей загрязнение архитектуре… Это здание создано как для сотрудников, так и для посетителей. Оно заключает в себе не только экономичную форму и эффективную планировку, но и качество пространства, физический и психологический комфорт, свет, воздух и вид на город, работу и отдых, а также ритм рабочего дня» )
Рис. 5. Схема конструкции наружных
светопрозрачных ограждений

Немецкая «Партия зеленых» поддержала экологичность нового здания «Commerzbank». Поскольку «Commerzbank» при строительстве старался сохранить и защитить естественную окружающую среду при помощи инновационных конструктивных решений, городские власти дали разрешение на расширение проектной площади. На дополнительной земельной площади с восточной стороны высотного здания удалось расположить шестиэтажное здание, в котором разместились дополнительные офисные помещения, а также парковку. В результате банку «Commerzbank» удалось сосредоточить большинство своих офисов на данном участке земли и не приобретать дополнительных площадей в дорогом районе Франкфурта-на-Майне.

Архитектурно-планировочная концепция

Горизонтальная проекция башни представляет собой треугольник со скругленными вершинами и немного выпуклыми сторонами. Центральная часть здания, в которой обычно располагаются лифтовые шахты, занята огромным треугольным центральным атриумом, проходящим по всей высоте здания. Атриум является каналом естественной вентиляции для смежных офисных помещений здания (рис. 1). Норман Фостер называет центральный атриум «стеблем», а офисные этажи, расположенные вокруг атриума с трех сторон, – «лепестками».
Каждый этаж имеет три крыла, два из которых выделены под офисные помещения, а третье является частью одного из четырехэтажных зимних садов. Четырехэтажные сады – «зеленые легкие» здания, размещенные по спирали вокруг треугольной формы здания, обеспечивают для каждого яруса вид на растительность и устраняют большие объемы неразделенного офисного пространства. Рис. 6. Рис. 7. Рис. 6. Центральный атриум обеспечивает естественную вентиляцию по всему высотному зданию
Рис. 7. Исследование аэродинамики здания

Норман Фостер рассматривал растения как нечто большее, чем просто декорацию. Эти великолепные сады являются фундаментальным элементом в его концепции. Девять зимних садов по спирали окаймляют все здание: три расположены с восточной стороны, три – с южной и еще три – с западной стороны. В ботаническом аспекте растения отражают географическую направленность:
- с восточной стороны – азиатская растительность;
- с южной стороны – средиземноморская растительность;
- с западной стороны – североамериканская растительность.
Открытые пространства садов высотой в четыре этажа обеспечивают внутренние офисные помещения достаточным количеством дневного света. Кроме этого, данные сады могут быть использованы сотрудниками для общения и отдыха – они создают ощущение пространства, а также являются частью сложной системы естественной вентиляции (рис. 2).
Лифты, лестничные марши и служебные помещения расположены в трех углах. Такое расположение позволяет сгруппировать офисы и зимние сады. Решетчатые балки, прикрепленные к колоннам, размещенным в трех углах здания, несут на себе каждый этаж и зимний сад. Такое решение позволило отказаться от колонн внутри здания и обеспечило конструкции дополнительную жесткость. Рис. 8. Схема воздушных потоков вокруг здания

53-этажное здание поднимается ввысь вместе с уже существующим зданием «Commerzbank». При этом Норману Фостеру удалось достичь сочетаемости старого и нового зданий посредством перестройки и обновления периметра граничащих зданий.
Главный вход в новое здание расположен с северной стороны, с площади Кайзерплац (Kaizerplatz). Попасть в здание можно по гигантской лестнице, покрытой стеклянной крышей (рис. 3). На первом этаже расположены отделения банков, магазины, рестораны и кафетерии, а также залы для проведения выставок и концертов (рис. 4).
Ступенчатая верхушка здания производит сильное впечатление даже на большом расстоянии. Силуэт здания создает четкий символ современного банковского района Франкфурта-на-Майне.

Ограждающие конструкции здания и солнцезащитные устройства

Для снижения затрат энергии на климатизацию здания, а также для организации естественной вентиляции светопрозрачные ограждения офисов здания сделаны двухслойными – практически уникальный прием в современном высотном строительстве. Внешняя оболочка (первый слой) имеет щелевые отверстия, через которые наружный воздух проникает в полости между слоями (рис. 5). Окна, в том числе и те, которые расположены на верхних этажах, могут быть открыты, что обеспечивает естественную вентиляцию непосредственно до уровня 50-го этажа. Окна, выходящие в атриум, также могут быть открыты. Рис. 9. Естественная вентиляция здания в зимний период (источник – официальный сайт студии «Foster and Partners»)

Снижение затрат энергии на отопление здания достигается использованием теплозащитного остекления с коэффициентом теплопередачи приблизительно 1,4–1,6 Вт/(м2.°C). Кроме этого, первый слой играет роль защитной оболочки, уменьшающей конвективный тепловой поток, направленный наружу. Зимой в ночное время пространство между внешней и внутренней оболочками фасада герметизируется, образуя статичную воздушную прослойку, обладающую хорошими теплоизоляционными свойствами. Снижению затрат энергии на отопление способствуют и зимние сады, обеспечивающие дополнительные теплопоступления за счет аккумулирования тепла солнечной радиации.
Снижение затрат энергии на охлаждение здания достигается путем использования герметичных двойных стеклопакетов, заполненных инертным газом и отражающих инфракрасное излучение. Такие стеклопакеты используются в зимних садах, а также в ненесущих стенах по периметру офисных помещений. При этом солнцезащитные устройства устанавливаются между стеклопакетом и внешней светопрозрачной оболочкой здания.
При поступлении в здание солнечной радиации происходит ее первоначальное ослабление посредством внешней светопрозрачной оболочки. Дальнейшее резкое уменьшение солнечной радиации осуществляется при помощи солнцезащитных устройств.

Аэродинамика и система естественной вентиляции здания

Высотное здание разделяется по вертикали на четыре 12-этажных модуля, называемыми «деревнями». Каждый модуль имеет три 4-этажных зимних сада, соединенных вертикально посредством центрального атриума. Сады и атриум связаны для повышения эффективности естественной вентиляции (рис. 6). Каждый модуль контролируется собственной независимой установкой климатизации. Через каждые 12 этажей на границах модулей атриум разделен горизонтально для выравнивания давления и защиты от распространения дыма. Сады, атриум и офисные помещения по периметру имеют открываемые окна. Вентиляция офисов в первую очередь осуществляется естественным образом, но в здании также имеются установки механической вентиляции и охлаждаемые перекрытия с замоноличенными трубопроводами.
) Рис 10.

При разработке проекта вентиляции использовались методы компьютерного моделирования и аэродинамические исследования.
Компания RPI (Roger Preston International) провела подробный климатический анализ, выполнила моделирование теплового режима здания и оценку комфортности микроклимата здания. Влияние ветрового напора на здание и воздушные потоки в атриуме исследовались в аэродинамической трубе (рис. 7), а результаты исследований использовались в ходе дальнейшего компьютерного моделирования. Рис. 11. Естественная вентиляция здания в летний период (источник – официальный сайт студии «Foster and Partners»)

Примерно в течение 2/3 всего года сотрудники банка могут регулировать уровень естественной вентиляции самостоятельно путем индивидуального открытия окон. Только при сложных погодных условиях система автоматического управления оборудованием климатизации задействует систему механической вентиляции. Благодаря такой схеме организации вентиляции энергопотребление в высотном здании «Commerzbank» на 30% ниже, чем в традиционных высотных зданиях таких же размеров.
Естественная вентиляция здания «Commerzbank» осуществляется под действием гравитационных сил и под действием ветрового напора. Выбор ориентации здания относительно преобладающего направления ветра позволил обеспечить достаточную естественную вентиляцию.
Вентиляция внутренних зон здания может осуществляться при помощи механической системы, обеспечивающей минимальную кратность воздухообмена для обеспечения комфортных параметров микроклимата. Регулирование температуры помещений осуществляется отопительными установками, расположенными по периметру здания, и охлаждаемыми перекрытиями с замоноличенными трубопроводами. Внутренний (выходящий в атриум) фасад оборудован наклонно-поворотными окнами со встроенными выходными демпферами (маленькими поворотными окнами) и имеет одинарное остекление. Наружный двойной фасад состоит из одинарного и многослойного остекления, обеспечивающего солнцезащиту. Наружный воздух попадает в верхнюю часть каждого помещения сквозь вентилируемые полости в фасаде и выходит через жалюзи рядом с поворотными окнами. Рис. 12. Рис. 13. Рис. 12. Частота использования естественной вентиляции в дневное время
Рис. 13. Частота использования вентиляции и охлаждения

При прямом солнечном облучении и безветренных днях (приблизительно 3% всех дней года) естественная вентиляция, возникающая в результате гравитационного напора, может быть четко измерена, поскольку температура увеличивается на каждом этаже на 1,5–3°С (при прямом солнечном излучении) или на 1°С на каждом этаже при днях с переменной облачностью. Естественная вентиляция, возникающая под действием гравитационного напора, может быть неэффективна при переменной облачности только в том случае, если наружная температура значительно превышает температуру помещений.
На рис. 8 показаны воздушные потоки, возникающие под действием ветрового напора. Из рисунка следует, что только треть здания обращена к наветренной стороне, а две трети здания – к подветренной стороне. Аэродинамические исследования, проведенные при средней скорости ветра во Франкфурте-на-Майне (приблизительно равной 4 м/с), а также для известных геометрических размеров здания, показали, что воздушные потоки, возникающие под действием ветрового напора, будут способствовать естественной вентиляции здания в течение всего года при открытии соответствующих элементов окон.
В зимний период (рис. 9) естественная вентиляция всех офисных помещений, расположенных по периметру здания, обеспечивает комфортные параметры микроклимата в помещениях, однако здесь необходимо обратить внимание на то, что механическая вентиляция позволяет обеспечивать комфортные параметры микроклимата при одновременной экономии энергии за счет утилизации тепла удаляемого воздуха. Естественная вентиляция внутренних (смежных с зимним садом) офисных помещений эффективнее, чем вентиляция офисов, расположенных по периметру здания, поскольку внутренние офисные помещения расположены рядом с зимними садами. Зимние сады действуют как термальные буферные зоны, в которых прямая или рассеянная солнечная радиация помогает обогревать все помещение. В переходный период, когда наружная температура колеблется в пределах от 5 до 15°C, механическая вентиляция не является необходимой из-за приемлемой температуры наружного воздуха. Рис. 14. Рис. 15. Рис. 14. Энергопотребление зданий с традиционной системой кондиционирования и с естественной вентиляцией
Рис. 15. Конвекторы

Открытие окон наклонно-поворотного типа имеет смысл, когда сила ветра умеренная. Такое открытие окон создает кратность воздухообмена в помещении 4–6 1/ч. При высокой скорости ветра и температуре ниже 15°C окна необходимо держать закрытыми и следует использовать механическую систему вентиляции и дополнительный обогрев, а также, при необходимости, и увлажнение. Каждый находящийся в комнате может включить механическую вентиляцию и систему обогрева, а также открыть на определенное время окна для поступления свежего воздуха, вернувшись, таким образом, к системе естественной вентиляции.
На рис. 10 приведены расчетные значения наружных и внутренних температур в летний и переходный периоды при естественной вентиляции. Анализ температурных данных показывает, что в летнее время при безветренной погоде необходимо осуществлять дополнительную вентиляцию и охлаждение здания, поскольку в противном случае температура в комнатах будет превышать комфортную. В этот период времени окна зимних садов полностью открываются, забирая теплый наружный воздух при температурах около 32°C. В зимних садах наружный воздух охлаждается приблизительно на 0,5–1°C. Охлажденный естественным образом воздух движется через атриум и затем перемещается к следующему зимнему саду, где выходит из здания (рис. 11).
В ночное время в преддверии жаркого летнего дня теплоемкие части здания охлаждаются посредством прохладного наружного воздуха, в то время как охлаждаемые перекрытия с замоноличенными трубопроводами поглощают и высвобождают тепловую энергию. Оборудование приблизительно 50% площадей помещений охлаждаемыми перекрытиями обеспечивает достаточную теплоемкость для создания прохладных температур в помещениях на следующий день в диапазоне от 21°C (8:00 утра) до 28,5°C (18:00 вечера) без использования воздушного кондиционирования.
Здание «Commerzbank» дополнительно оборудовано системами механической вентиляции для обеспечения требуемых параметров микроклимата. Уровень механической вентиляции и охлаждения может быть задан любым присутствующим в здании.
В результате наблюдений, проводимых в данном здании в течение года, было установлено, что частота использования естественной вентиляции в дневное время достигла 70% (рис. 12). Только в 9% времени года наружная дневная температура повышалась настолько, что действительно было необходимо применять воздушное кондиционирование. В 21% времени года целесообразно дополнительно использовать механическую вентиляцию для экономии энергии посредством утилизации тепла удаляемого воздуха. Тем не менее, естественная вентиляция возможна и в данный период.
Исследования различных способов ночного охлаждения здания дали следующее процентное распределение, построенное по совокупному объему часов эксплуатации (рис. 13):
- использование механической вентиляции и дополнительно охлажденного воздуха – около 15%;
- использование механической вентиляции и наружного воздуха – 12%;
- охлаждение путем естественной вентиляции – около 73%.
На рис. 14 представлено сравнение энергопотребления для зданий с естественной системой вентиляции и для аналогичного по объему здания с традиционной системой кондиционирования воздуха.

Система климатизации здания

Система климатизации здания включает в себя систему механической вентиляции с утилизацией тепла удаляемого воздуха, охлаждаемые теплоемкие перекрытия с замоноличенными трубопроводами, конвекторы для обогрева помещений офисов (рис. 15) и обогреваемые металлические конструкции светопроемов ограждений атриума (рис. 16). Рис. 16. Рис. 17. Рис. 16. Обогреваемые металлические конструкции светопроемов ограждений атриума
Рис. 17. Пульт управления климатическим оборудованием

Охлаждаемые теплоемкие перекрытия с замоноличенными трубопроводами используются для естественного охлаждения здания вместо традиционной системы кондиционирования с присущими ей недостатками.
Обогрев помещений осуществляется стандартными конвекторами. Сотрудники банка имеют возможность индивидуально контролировать температуру в офисе внутри определенного диапазона.
Все функции здания направлены на удовлетворение потребностей сотрудников и в то же время предполагают высокую эффективность использования энергии. Это достигается при управлении инженерным оборудованием «интеллектуальной» системой, которая обеспечивает оптимальный режим работы систем вентиляции, отопления и охлаждения, а также позволяет сотрудникам индивидуально регулировать параметры микроклимата непосредственно в рабочей зоне (рис. 17).

Использование естественного освещения

Команда разработчиков проекта придала большое значение максимально возможному использованию дневного света. Использование естественного освещения значительно снижает эксплуатационные затраты и, кроме этого, улучшает психологический комфорт находящихся в здании людей.
Каждое офисное помещение в здании «Commerzbank» расположено в соответствии с требованиями Германского строительного стандарта, который требует, чтобы все сотрудники размещались не далее чем 7,5 м от окон. Прозрачность здания и стеклянные перегородки между офисными помещениями и коридорами позволяют достичь высокого уровня освещенности дневным светом на всех рабочих местах.
На каждом уровне одна из треугольных секций здания является открытой и составляет часть зимнего сада. Такая конструкция позволяет каждому офису либо иметь вид на город, либо иметь вид на атриум и сад (рис. 18). Рис. 18. Каждый сотрудник офиса имеет вид на зеленый участок. В данном случае это вид через атриум на один из садов

Зимние сады позволяют свету проникать к внутренним стенам каждого крыла. Эти сады обеспечивают «природный вид» для сотрудников офисов и вместе с атриумом участвуют в организации естественной системы вентиляции для всего здания.

Особенности конструкции

Здание представляет собой равносторонний треугольник со скругленными углами шириной 60 м. Его форму составляют три секции, сочлененные с центральным атриумом.
Немецкие строители предложили конструкторское решение, предполагавшее использование железобетона в качестве основного конструкционного материала. Железобетонная конструкция дешевле на несколько миллионов долларов по сравнению со стальной, однако такое решение привело бы к необходимости размещения колонн внутри зимних садов и за счет этого к ухудшению естественной освещенности всего здания. Здание «Commerzbank» стало первым в Германии высотным зданием, в котором сталь использовалась в качестве основного конструкционного материала (рис. 19).
Применение стали вместо железобетона в конструкции высотного здания потребовало специальных противопожарных мероприятий, осуществленных немецкой компанией «BPK Brandschutz Planung Klingsch GmbH». В числе прочих мероприятий – применение спринклерной системы, обеспечивающей подачу воды даже при отключении энергии. Конструктивно эта система выполнена в виде емкостей, в которых помимо воды закачен под давлением газ. В случае пожара емкость разгерметизируется и вода под давлением разбрызгивается без дополнительного побуждения.
Для ограничения усадки существующего старого 30-этажного здания «Commerzbank», расположенного в нескольких метрах, строители производили забивку свай и заливку монолитного фундаментного основания для каждого угла в отдельности.
Забивка свай производилась на 40 м до незатронутой подстилающей коренной породы (здания во Франкфурте обычно имеют фундамент на глубине 30-метрового глинистого пласта). Сплошной фундамент был создан на глубине 7,5 м, его толщина составляет 2,5–4,5 м. 111 свай диаметром 1,5–1,8 м и длиной до 48,5 м собраны по группам под каждой из колонн высотного здания (рис. 20). Рис. 19 Рис. 20 Рис. 19. Стальной каркас здания
Рис 20. Расположение свай

Наружное освещение

Молодой немецкий дизайнер Томас Эмде (Thomas Emde), чьим средством выражения является свет и цвет, добавил окончательные штрихи к зданию, спроектированному Норманом Фостером. Схема наружного освещения, предложенная Томасом Эмде, была выбрана по итогам конкурса.
Проект этой схемы наружного освещения был разработан в студии «Blendwork», в которой работали четыре профессионала: дизайнер Томас Эмде, менеджер проектов и историк-искусствовед Питер Фишер (Peter Fischer), дизайнер светового оформления Гюнтер Хекер (Gunther Hecker) и менеджер по световому дизайну Ральф Тьювен (Ralf Teuwen).
Благодаря световому оформлению от Томаса Эмде особые черты первого в мире экологичного высотного здания видны ночью так же отчетливо, как и днем. При взгляде издали девять 4-этажных зимних садов, опоясывающих здание по спирали, создают впечатление прозрачности здания. Именно такую прозрачность и хотел подчеркнуть Томас Эмде при разработке схемы наружного освещения. Для этого он разместил источники рассеянного света в садах, что позволяет им ночью светиться теплым желтым светом. Он также подсветил верхние фасады здания, чтобы подчеркнуть вертикальность здания. В результате панорама ночного Франкфурта сильно изменилась.
В студии «Blendwork» также было создано «Цветовое Руно» («The Color Fleece») – огромная картина в вестибюле здания. При размерах в 210 м2 данное произведение является одним из самых больших в мире. То, что видит наблюдатель, зависит от его местоположения, времени суток и уровня естественной освещенности. В монографии, описывающей процесс создания данного произведения, Эмде написал о здании «Commerzbank»:
«В отличие от других высотных зданий (во Франкфурте) здание Нормана Фостера создает новое двойное движение. С одной стороны, здание практически уходит в бесконечную высоту, заметно поднимаясь ввысь от земли и отрываясь от нее. В то же время само здание несет ввысь и девять садов».
«Здание поднимает вместе с собой целые деревья, отрывая растения от земли, со своим пониманием близости к природе и корней в почве. Это отражает двойственность здания, поскольку оно, как и деревья, которые всегда стремятся расти ввысь, ближе к свету, тоже стремиться ввысь».
«В данном случае здание «Commerzbank» изменяет простой закон прикрепленности к земле. Природа – моделированное жизненное пространство, находящееся в движении в высоте, отражающее двойственность здания. Здание отрицает необходимость нахождения растений на земле посредством поднятия их на высоту и их приближения к свету».

В.П. Клавдиенко,
кандидат экономических наук
А.П. Тарасов

«Энергия» 2006, № 9. С. 42-46.

Одним из ключевых направлений доктрины устойчивого развития является обеспечение воспроизводства возобновляемых ресурсов, замедление темпов эксплуатации почерпаемых ресурсов и замещение их возобновляемыми, снижение нагрузки на ассимиляционный потенциал окружающей среды.

Подобные задачи в настоящее время решаются во многих странах мира (как промышленно развитых, так и развивающихся), и мировой опыт показывает, что один из перспективных путей их решения — формирование действенного механизма стимулирования и практического использования возобновляемых источников энергии. Особое внимание при этом уделяется различным видам нетрадиционных возобновляемых источников энергии — НВИЭ, позволяющим получать «чистую» энергию, то есть практически не оказывающим отрицательного воздействия на окружающую среду.

Загрязнение окружающей среды наносит значительный ущерб экономике. В европейских странах он оценивается в 4-6% ВВП. Поэтому, наряду с обострением глобальной энергетической проблемы, бурным ростом цен на энергетическое сырье (прежде всего на нефть) и стремлением к уменьшению рисков и потерь при импорте энергоносителей, значимость экологических проблем является в странах ЕС важным стимулом к государственному «вмешательству» в экономику, в частности к стимулированию развития нетрадиционной энергетики.

В настоящее время нетрадиционные источники не могут конкурировать на рынке с традиционными (углем, нефтью, газом). Поэтому государство предоставляет разнообразные льготы нетрадиционной энергетике: субсидии и кредиты по низким процентным ставкам; снятие фискального бремени с части прибыли, инвестируемой в развитие данной отрасли; освобождение потребителей «чистой» энергии от экологических налогов и др.

В странах ЕС накоплен значительный опыт использования и стимулирования НВИЭ, к которым, в соответствии с Директивой ЕС по стимулированию НВИЭ (сентябрь 2001 г.), обычно относят энергию солнца, ветра, малых рек, приливов, волн, биомассы, геотермальную энергию. Но имеются некоторые особенности включения отдельных объектов в программы стимулирования в разных странах. В большинстве стран ЕС из программ стимулирования исключаются ГЭС мощностью свыше 10 МВт, в Германии поддержку получают ГЭС мощностью не более 5 МВт, а в Нидерландах не включаются в национальные программы поддержки даже малые и микро-ГЭС.

Существуют также различия в трактовке электроэнергии, производимой от сжигания промышленных и бытовых отходов. Некоторые страны, например Германия и Греция, исключают энергию, полученную от сжигания отходов, из классификации возобновляемых источников. А в Бельгии, Великобритании и Нидерландах этот источник в течение многих лет является главным возобновляемым энергоресурсом.

Условия для развития нетрадиционной энергетики в странах-членах Евросоюза различны. Эти различия обусловлены следующими основными факторами:

географическими и природными (количеством осадков, направлением водных потоков, солнечной интенсивностью, розой ветров, наличием ископаемых энергоресурсов и др.),

экономическими (уровнем цен на нефть и газ, величиной субсидий для энергопроизводства на базе традиционных и ядерных источников, системой экономических стимулов и регуляторов природоохранного характера и т.п.),

политическими и социальными (международными обязательствами и программами, влиянием партий «зеленых» в органах государственной и местной власти, административной инициативой и ответственностью, общественным мнением и т.п.),

технологическими и др.

Сочетание и различные комбинации этих факторов обусловливают и различия в направлениях и масштабах развития нетрадиционной энергетики отдельных стран ЕС.

Нидерланды и Великобритания, имеющие на своей территории существенные запасы нефти и газа, меньше озабочены развитием нетрадиционной энергетики, чем большинство стран ЕС. Для использования солнечной энергии страны Южной Европы, безусловно, имеют более благоприятные возможности, чем, скажем, Швеция. Неудивительно, что лидером в использовании энергии солнца среди европейских стран является Греция, где установлено около 1/3 мощностей солнечной электроэнергетики Евросоюза.

Опыт европейских стран показывает, что природный фактор является важной, но отнюдь не единственной предпосылкой успешного развития НВИЭ. Наилучшими природными условиями для использования ветроэнергетических установок в Европе обладают Франция, Великобритания, Эстония и Ирландия, В результате благоприятных географических и природных условий ветроагрегаты в Ирландии могут производить в 2 раза больше электроэнергии, чем те же самые агрегаты, установленные в Германии. Однако установленные в Германии ветроэнергетические агрегаты (в 2003 г. — около 12 000 МВт) более чем в 15 раз превосходят по мощности взятые вместе ветроэнергетические установки в Ирландии, Великобритании, Эстонии и Франции (около 800 МВт).

Таблица 1

Доля стран в мировой производстве
энергии ветроустановками (в %)

Мир в целом — 100%. В том числе:

Германия — 36

Италия — 3

США — 17

Великобритания — 2

Испания — 14

Нидерланды — 2

Дания — 10

Швеция — 1

Индия — 6

Остальные страны — 9

Общая мощность ветроэнергетических установок в мире увеличилась с 2 ГВт в 1991 г. до более чем 32 ГВт в 2004 г. При этом не менее 70% вырабатываемой в мире ветроустановками энергии дают страны ЕС (см. табл.1).

Одним из существенных препятствий на пути более широкого использования НВИЭ являются административные барьеры, связанные с получением разрешений на строительство объектов нетрадиционной энергетики (особенно ветроэнергетических установок).

Наиболее сложны и длительны «разрешительные процедуры» в Греции, Нидерландах и Великобритании. Для получения разрешения на установку ветроэнергетических объектов необходимо согласие многочисленных административных, строительных, экологических и других организаций, предъявляющих требования по сохранению ландшафта, минимальному шумовому загрязнению, отсутствию угрозы для птиц и животных и т.п.

В Греции, например, для получения лицензии на установку ветроэнергетических агрегатов требуется согласие 35 различных организаций на центральном, региональном, префектуральном и местном уровнях. Кроме того, проекты на установку этих объектов должны соответствовать 4 общенациональным законам и 7 постановлениям различных министерств. Получение лицензии на установку ветроэнергетических агрегатов в Греции, Нидерландах, Великобритании зачастую затягивается на 5 и более лет. В современных условиях глобализации экономики и обострения проблем, связанных с изменением климата, возросла роль международных обязательств в формировании энергетической политики стран ЕС.

Выступив одним из инициаторов Киотского протокола (1997 г.), предписывающего развитым странам обеспечить к 2008-2012 гг. 5.2%-ное сокращение выбросов газов, создающих парниковый эффект, страны ЕС заявили о готовности снизить на 8% (по сравнению 1990 г.) уровень выбросов «парниковых» газов — в том числе Люксембург на 28%, Германия и Дания — 21%, Австрия — 13% и т.д.

Одним из основных путей выполнения этих международных обязательств считается более широкое использовании НВИЭ и повышение их доли в энергетическом балансе стран Евросоюза. Директивой ЕС по стимулированию НВИЭ (2001 г.) предусмотрено, в частности, повышение доли нетрадиционной энергетики в энергопотреблении стран Евросоюза на 8.1% по сравнению с 1997 г., в том числе: в Дании на 20.3%; Греции — 11.5; Ирландии — 9.6; Великобритании — 8.3; Австрии — 8.1; Германии на 8% и т.д. По оценкам экспертов ЕС, международные обязательства, вытекающие из Киотского протокола и закрепленные Директивами ЕС, создают существенные стимулы к использованию НВИЭ в странах Евросоюза, особенно в Германии, Дании, Люксембурге.

Опыт стран ЕС показывает, что среди разнообразных факторов, влияющих на степень и перспективы освоения НВИЭ, определяющую роль играют действующие в этих странах системы экономического стимулирования.

Наиболее распространенными инструментами стимулирования использования НВИЭ в европейских странах являются: компенсации (премии) к тарифам на энергию, получаемую от НВИЭ; освобождение от налога части прибыли, инвестируемой в развитие нетрадиционной энергетики; освобождение потребителей «чистой» энергии от экологических налогов; тендеры и квоты («зеленые сертификаты») на поддержку различных видов НВИЭ из общего специального фонда.

В большинстве стран предпочтение отдается первому или первым двум из вышеназванных инструментов, хотя некоторые страны (Австрия, Бельгия и др.) используют более широкую гамму стимулов.

Наиболее сложна система поощрений НВИЭ в Австрии. Кроме основных инструментов, компенсаций к тарифам, тендеров и «зеленых сертификатов», эта система содержат в себе различные виды прямого субсидирования, льготные кредиты, налоговые скидки и т.п. В каждом из девяти регионов (землях) Австрии действуют девять различных постановлений, регулирующих тарифы на энергию, получаемую от НВИЭ. Возникают значительные региональные различия в тарифах на энергию, получаемую от одних и тех же видов НВИЭ (по солнечной энергии они достигают отношения 32 : 1, по энергии биомассы 8:1). Некоторые европейские специалисты оценивают австрийскую систему стимулирования НВИЭ как хаотичную, считая более рациональными простые системы с меньшим количеством регуляторов. При этом, как правило, ссылаются на опыт Германии, Испании, Дании.

Действительно, система стимулирования НВИЭ в Германии, Испании, Дании, построенная на минимальном количестве регуляторов, действует весьма успешно. В настоящее время эти страны являются лидерами по установленной мощности ветроэнергетических агрегатов: Германия — 12 ГВт; Испания — 4.8; Дания — 2.9 ГВт. Германия в последние годы также добилась существенных успехов в использовании солнечной энергии.

Основным инструментов стимулирования НВИЭ в этих странах являются компенсации к тарифам на энергию, получаемую от НВИЭ. Суть этого инструмента заключается в том, что государство поддерживает закупочные цены на «чистую» энергию на уровне реальных издержек на ее производство, компенсируя производителям повышенные расходы.

Однако было бы ошибкой считать, что существуют «естественные» преимущества какого-либо одного инструмента стимулирования. Финляндия и Греция, использующие в качестве основного рычага стимулирования премии к тарифам, значительно меньше преуспели в развитии ветроэнергетики, чем Германия или Испании, в системах стимулирования которых данный инструмент также является основным. В 2002 г. установленные в этом секторе мощности в Греции составляли 0.3 ГВт, а в Финляндии всего 0.04 ГВт. Данный пример показывает, что действие экономических стимулов может быть сведено на «нет» другими факторами. Так, стимулирующее воздействие компенсаций к тарифам на энергию от ветроагрегатов в Греции существенно снижается административными барьерами и процедурными сложностями при получении лицензий на установку этих ветроэнергетических объектов.

Успешное функционирование компенсаций к тарифам на энергию от НВИЭ в Германии и Испании связано с особенностью данного инструмента в этих странах. Эта особенность заключается в предоставлении инвесторам на этапе планирования долгосрочных гарантий (в Германии на 20, в Испании на 5 лет) на закупку энергии от НВИЭ по фиксированным ценам, предусматривающим компенсацию повышенных затрат.

Успехи Испании в использовании энергии ветра связаны также с требованиями, предъявляемыми в этой стране к застройщикам: наряду с инвестициями в объекты ветроэнергетики необходимо осуществлять обязательные дополнительные вложения в развитие инфраструктуры или социальной сферы соответствующего региона. Возникающие при этом дополнительные финансовые затраты, как показывает испанская практика, не являются обременительными для инвесторов. Вместе с тем эта схема инвестирования позволяет значительно снизить сопротивление местного населения и региональных экологических организаций строительству ветроэнергетических установок.

В Германии и Дании дополнительные стимулы были обеспечены в результате предоставления местному населению права участвовать в финансировании проектов по установке ветроэнергетических объектов.

В Великобритании система стимулирования нетрадиционной энергетики основана на проведении тендеров и выделении квот на поддержку из специального фонда для поставщиков различных видов «чистой» энергии. При этом всем поставщикам, получившим в результате тендера квоты («зеленые сертификаты») на финансовую поддержку, государство обеспечивает одинаковую доходность независимо от вида НВИЭ. Тендерная система и выделение квот на поддержку НВИЭ из специального фонда действует также в Австрии, Бельгии, Ирландии.

В Нидерландах система стимулов перехода к НВИЭ построена на освобождении от экологических налогов потребителей всех видов «чистой» энергии. Освобождение от экологических налогов для потребителей чистой энергии практикуется также во Франции и Швеции.

Наряду с ветроэнергетикой в странах ЕС бурно развивается рынок солнечной энергетики. Например, в 2004 г. рынок солнечных панелей для обогрева жилищ увеличился на 30% (по площади панелей). К 2010 г. рынок таких конструкций предполагается довести до 100 млн. м2. Наиболее высокая динамика характерна для развития рынка солнечной энергетики в Германии. Причины успеха германского рынка солнечной энергетики обусловлены значительной государственной поддержкой этой отрасли. Так, реализуемая в Германии федеральная «Программа 100 000 солнечных крыш» предусматривает финансовые субсидии инвесторам в размере 0.51 млрд. евро и является самой крупной в мире программой финансирования в сфере солнечной энергетики.

Основным инструментом стимулирования развития солнечной энергетики так же, как и ветроэнергетики в большинстве стран ЕС служат компенсации к тарифам. Наибольшие компенсации к тарифам получала солнечная энергетика в Германии и Португалии (но только установки менее 5 МВт), а также частные поставщики в Люксембурге.

Таким образом, опыт стран ЕС показывает, что будущее НВИЭ во многом зависит от той финансовой поддержки, которая будет оказана нетрадиционной энергетике. Важным условием дальнейшего развития этой подотрасли энергетики выступает активное вмешательство государства в экономическую жизнь, проявляющееся, в частности, в прекращении государственного субсидирования угольной промышленности и «экологически грязных» отраслей; установлении «угольного налога», который должен содействовать оттоку инвестиций из угольной промышленности и направлению их в энергетику на базе возобновляемых источников; замене подоходного налогообложения экологическим; расширении финансовой поддержки НИОКР в области энергосберегающих технологий и экологически «чистой» энергии и др.

Уже сейчас в энергетике ряда стран ЕС возобновляемые источники занимают важное место. В Швеции доля электроэнергии, вырабатываемой за счет использования альтернативных источников, составляет 25%, в Дании — более 7%, правительство Великобритании заявило о намерении покрывать за счет использования возобновляемых источников 10% потребностей страны в электроэнергии в 2010 г. и 20% — в 2025 г.

И хотя в целом для энергобаланса Евросоюза альтернативная энергетика пока наименее значима, европейские специалисты благоприятно оценивают перспективы ее развития.

В соответствии с Директивой ЕС по стимулированию НВИЭ в 2010 г. предполагается увеличить долю альтернативных источников энергии в производстве электроэнергии до 20% и важное место при этом отводится системе стимулирования НВИЭ.

Рациональный механизм стимулирования использования НВИЭ в сочетании с активной экологической политикой и распространением экологического образования позволили странам ЕС добиться заметных результатов в улучшении состояния окружающей среды. В начале XXI в. объем выбросов окислов углерода в странах Западной Европы сократился по сравнению с серединой 80-х гг. на 20-25%, причем во Франции и Швеции — более чем на 60%, Финляндии, Дании — на 46-50%. Выбросы окислов азота за этот же период в Западной Европе уменьшились в среднем на 4%, при этом во Франции — на 13, Финляндии — на 5%.

Таблица 2

Прогнозируемая импортная зависимость
от импорта энергоносителей ЕС и Европа-30 (в %)

Годы

Регионы

1998

2010

2020

2030

Евросоюз

Европа-30

1 В этом рейтинге каждая страна (всего 133 страны) оценивалась на основе 16 критериев, сгруппированных в шесть разделов: Экологическое здоровье. Качество воздуха, Состояние водных ресурсов и т.д. В первую десятку самых экологически чистых государств вошли: Новая Зеландия (88 баллов из 100 возможных), Швеция (87.8), Финляндия (87), Чехия, Великобритания, Австрия, Дания, Канада, Малайзия и Ирландия. США на 28 месте. Россия признана лучшей из государств бывшего СССР. Последнее (133-е) место занимает Нигер.

Успехи, достигнутые странами Евросоюза в сфере охраны окружающей среды, неоспоримы. Об этом свидетельствуют не только вышеприведенные данные национальной статистики стран ЕС и статистической службы Евросоюза («Евростат»), но и международные экологические рейтинги, составленные авторитетными учеными. Так, в новом рейтинге, составленном учеными Йельского и Колумбийского университетов и представленном на Всемирном экономическом форуме в Давосе в январе 2006 г., в первой десятке самых экологически чистых стран мира указаны 7 стран-членов Евросоюза: Швеция, Финляндия,Чехия, Великобритания, Австрия, Дания, Ирландия1.

Однако не оспаривая европейских прогнозов относительно развития нетрадиционной энергетики, а также рациональности механизма стимулирования НВИЭ в ЕС, целесообразности его глубокого изучения и обобщения, следует отметить, что регулирование энергопотребления и интенсивные усилия по развитию нетрадиционных возобновляемых источников энергии не обеспечивают снижение внешней энергетической зависимости Евросоюза.

Нетрадиционные источники при их современном уровне развития не могут стать основой для самообеспечения региона энергоносителями. Запасы же традиционных энергетических ресурсов в ЕС сокращаются, а зависимость от импорта энергетического сырья не только не уменьшается, но продолжает расти (см. табл. 2).

Несмотря на постепенное истощение запасов легкодоступной нефти и газа, в ближайшие 15-20 лет они останутся основными источниками удовлетворения потребностей ЕС в энергии. Поэтому ключевым условием реализации курса Евросоюза на устойчивое развитие, обеспечения его энергетической безопасности и в обозримой перспективе будет являться развитие взаимодействия ЕС с Россией в сфере энергетики.

Вывоз мусора: подмосковье от Юнион-Информ

Европа опускает энергетический з. Углеводородные коллизии газовые магистрали как единая система. Погода влияет на цену нефти. К вопросу оценки теплоэнергетиче. 2 февраля 1996 года.

Главная страница -> Технология утилизации

Экологически чистая мебель:

Сайт об утилизации отходов: