8.2. Гідротермальні енергоактивні будівлі (ГідроЕаб)
Використовується низька потенціальна теплова енергія, накопичена у водоносних пластах земної поверхні. Джерела енергії можуть бути природними (гейзери) або штучними (скидні води ТЕЦ, металургійних виробництв і т. п.).
Реалізація може здійснюватися:
-
пропуском гідротеплоносія через порожнини захищаючих конструкцій;
-
напірною подачею води через трубчасті теплообмінники;
-
забір води з водонасиченого шару грунту.
Конструктивне рішення ГідроЕАЗ:
-
Виконання фундаментів у вигляді резервуару (гідроколектора), гідроізолюються від зовнішнього середовища і сприймають навантаження від будівлі.
-
Будівля з гідротермальним колектором, розташованим у водонасиченому шарі ґрунту.
Рис 8.4. Конструктивне рішення будівлі з гідротермальними колекторами
8.3. Геоенергоактівниє будівлі (ГеоЕаб)
Використовується низькопотенціальна теплова енергія, накопичена в товщі земної поверхні. Шар землі в межах 1,5 – 3 м від поверхні землі представляє практичний інтерес для енергоактивних будівель. Спостереження, проведені в Петропавловську-Камчатському (табл. 8.2), наприклад, ілюструють розподіл температур таким чином.
Таблиця 8.2 – Розподіл температур в ґрунті
|
Період |
Температура повітря, оС |
Температура на глибині, м |
||||
|
0,2 |
0,4 |
0,8 |
1,6 |
3,2 |
||
|
Січень |
- 8,4 |
- 1,7 |
- 0,3 |
1,1 |
2,6 |
5,8 |
|
липень |
12,6 |
13,5 |
12,5 |
9,4 |
6,7 |
4,0 |
|
рік |
1,9 |
4,5 |
4,6 |
4,6 |
4,6 |
5,1 |
Таблиця 8.2. указує на річну стабільність температури на глибині 3 м.
Для використовування тепла землі застосовуються різні варіанти:
-
масив ґрунту підключений до системи тепло- і холодозабеспечення;
-
у масив включається щебінь або галечник для збільшення тепломасообмінних властивостей;
-
шар ґрунту теплоізолюються;
-
ґрунт теплоізолюються; а потім насичується водою;
-
додаткове використовування сонячної радіації;
-
виконання укосів, що обрамляють частину або всі стіни будівлі.
8.4. Біоенергоактівні будівлі (БіоЕаб)
Використовують біогаз – кінцевий продукт багатоступінчатої конверсії сонячної енергії. Сировиною є органічні відходи сільськогосподарської і тваринницької діяльності, лісорозробок, легкої промисловості і т.п.
Отримання біогазу або Метанове бродіння проходить цикли: завантаження (в метантенки), перемішування, сепарації і відведення газу, видалення відходів, зберігання газу в газгольдерах. Для активізації здійснюється додатковий обігрів метантенків теплотою промислових відходів. В результаті синтезу утворюється газ з низьким октановим числом (110-115) і відходи у вигляді азотних і фосфорних добрив. В традиційних способах приготування добрив втрачається 30-40 % азоту.
Тільки за рахунок переробки відходів харчової промисловості в Україні методами біоконверсії можна буде одержати в рік до 850 млн. м3 біогазу, або 850 тис. т умовного палива. Спосіб отримання біогазу без механічного перемішування приведений на мал. 7.6.
світлопрозора
плівка
газ
біомаса
Рис. 8.5. Спосіб отримання біогазу без механічного перемішування
Для активізації процесу отримання газу використовуються спеціальні види ємностей, з яких найбільш зарекомендували себе циліндрові резервуари з конусною верхньою і нижньою частиною або яйцеподібні. Вони характеризуються невеликим простором для накопичення газу, концентрованої в обмеженому об'ємі плаваючою кіркою, а також хорошим відведенням шламів. Резервуари такої форми виготовляються з бетону, а останнім часом з металу. Особливістю роботи таких установок є необхідність підтримки постійної температури бродіння субстрату.
Рис 8.6. Конструктивні прийоми поєднання підігріву і перемішування біомаси в метантенках: а – лопатевий пристрій з трубчастим теплообмінником; би – теплообмінник в днищі метантенка, повідомлений з сонячним колектором; в - те ж, з безпосередньою подачею сонячної енергії на метантенк
Міністерство освіти і науки України
Донбаська національна академія будівництва і архітектури
Кафедра архітектури промислових і цивільних будівель
КОНСПЕКТИ ЛЕКЦІЙ
З БУДІВЕЛЬНОЇ КЛІМАТОЛОГІЇ
(для студентів архітектурної спеціальності 7.120101)
Укладач: ТИМОФЄЄВ Микола Васильович
Комп’ютерна верстка: ТИМОФЄЄВ Микола Васильович