Лидером энергосберегающего строительства в гостиничной отрасли считается Дания, ставшая родиной общепризнанной системы сертификации Green Key. Именно здесь расположен самый экологичный отель в мире Crowne Plaza Copenhagen Towers
Научная литература по «зелёным» зданиям выделяет следующие меры по снижению выбросов СО2 и повышению уровня энергоэффективности:
- Сокращение энергопотребления здания. Достигается при помощи современных архитектурных, инженерных, конструктивных и технологических решений.
- Использование возобновляемых источников энергии: солнечных батарей и световых коллекторов, которые интегрированы в энергетическую систему здания.
- Оптимальное использование полученной энергии. Специалисты выполняют расчёты, на основе которых моделируют процессы внутри отеля, а затем создают модель единой энергетической системы.
Остров экоинноваций в Копенгагене
Две 25-этажные башни отеля Crowne Plaza были построены в 2009 году в индустриальном районе Копенгагена Orestad. Спустя год новая гостиница получила титул «Самый экологичный отель в мире» (присуждён организацией Skal International Eco Tourism Award). Сегодня Crowne Plaza – член Глобального договора ООН, имеет сертификацию Green Key и эко-маркировку Европейского союза зелёного строительства.
Ещё на стадии проектирования отеля специалистам был брошен своеобразный вызов – требовалось обеспечить снижение расхода ресурсов и уровня выбросов СО2 на 50% в сравнении с соответствующими показателями аналогичных зданий. Инженерам удалось добиться заданных показателей за счёт покрытия фасадов солнечными батареями и уникальной системы аккумулирования тепловой энергии в водоносных пластах (ATES).
Использование альтернативных источников энергии
С трёх сторон – южной, западной и восточной – 85-метровые башни отеля покрыты ультратонкими высокотехнологичными солнечными панелями. Площадь одной стены более 2000 кв. м, что делает фасады Crowne Plaza крупнейшим частным массивом монокристаллических фотоэлементов в Северной Европе. За год отделка фасада гостиницы производит более 200 000 кВт электроэнергии, покрывая 15% потребностей отеля. Остальные 85% электричества вырабатываются ветровыми турбинами – источником возобновляемой энергии. Общая мощность фотоэлементов составляет 270 кВт.
Фасад из солнечных батарей – лишь первое звено в экологической концепции отеля. Гораздо больший интерес с инженерной точки зрения представляет техническое решение, отвечающее за охлаждение и отопление гостиницы.
Что такое ATES
На цокольном этаже датского зелёного отеля находится система аккумулирования тепловой энергии в подземных водоносных пластах (ATES), аналогов которой нет во всём мире. Перед её созданием были протестированы нижние слои грунта, состоящие из пористой извести. Проведённые исследования установили, что использование подземных вод для инженерных систем гостиницы не окажет никакого влияния на гео- и экосистемы нижних слоёв. Инженеры приняли решение пробурить артезианские скважины для добычи воды, которую используют для охлаждения номеров в летнее время. Отводимое в течение данного процесса тепло повторно используется в зимний период, но уже для отопления.
Дополнительно в здании устроена система вентиляции с изменяемым объёмом потока (VAV). В сочетании с ATES она позволяет создать индивидуальный, наиболее комфортный для каждого постояльца микроклимат в номерах, лобби и конференц-залах.
Холодильная мощность установленной системы аккумулирования – 4,1 МВт, тепловая – 2,4 МВт. Благодаря ATES и VAV общий годовой объём энергопотребления Crowne Plaza на отопление, кондиционирование воздуха, бытовое горячее водоснабжение и вентиляцию составляет 51 кВт на кв. м. Срок окупаемости системы аккумулирования тепловой энергии составляет 6-7 лет. Это обстоятельство делает отель Crowne Plaza Copenhagen Towers не только самым экологичным, но и более рентабельным в сравнении с конкурентами.
Инженерная начинка
Система ATES в Crowne Plaza Copenhagen Towers – это:
- три скважины тёплой и три скважины холодной воды (каждая глубиной 110 м и производительностью 80 м3);
- два теполообменника;
- главная и вспомогательная градирни 1;
- насосное оборудование.
Режим охлаждения в летний период
В жаркие месяцы грунтовая вода из холодной скважины с температурой 80С перекачивается через теплообменник в систему жидкостного кондиционирования воздуха здания. При этом вода нагревается до 160С и возвращается в тёплую скважину. Никакого дополнительного активного охлаждения не требуется, так как система имеет довольно высокий КПД – 41%.
Естественное охлаждение покрывает до 60% общей потребности башен Crowne Plaza в кондиционировании. Во время пиковых нагрузок одновременно включаются два теплообменника. Отводимая от них энергия также сохраняется в скважине с тёплой грунтовой водой.
Режим отопления в зимний период
С наступлением холодного времени года теплообменник начинает работать как тепловой насос. Энергию он берёт от воды из тёплой скважины. Отводимая в процессе отопления жидкость возвращается в холодную скважину с температурой 80С. Для поддержания высокого КПД теплового насоса температура в подающем трубопроводе должна быть 600С, а в обратном – 300С.
Избежать перебоев во время пиковых нагрузок или при замерзании тёплой скважины позволяет резервный источник нагрева – система централизованного теплоснабжения.
В течение полного цикла охлаждения или отопления система ATES поддерживает равновесие. При наличии избыточного тепла в тёплой скважине в конце отопительного сезона оно удаляется при помощи градирни.
Краткое описание системы аккумулирования тепловой энергии в водоносных пластах:
- Холодильная мощность только с грунтовой водой: 2,1 мВт при 12/18 °C, КПД=41%;
- Холодильная мощность с грунтовой водой и теплообменниками: 4,1 мВт при 12/18°C, КПД=14%. Тепловая мощность: 2,4 мВт при 60/30°C, КПД=4%.
- Теплообменники: аммиачные (NH3) винтовые компрессоры с регулируемой частотой вращения с пластинчатым испарителем и конденсатором с маслоочистителем и охладителем.
Закон сохранения энергии
Добиться максимального энергосбережения системами ATES и VAV позволяют сразу несколько технических решений. Во-первых, в качестве хладагента используется аммиак. Во-вторых, теплообменники снабжены винтовыми компрессорами с регулируемой частотой вращения, что позволяет адаптировать мощность устройства к фактической нагрузке. И третья, самая эффективная мера – в системах кондиционирования, отопления и вентиляции установлены насосы с самыми современными моторами и преобразователями частоты.
Поставщиком энергоэффективного оборудования стал датский концерн GRUNDFOS, ведущий мировой производитель насосов. «Наша компания стремится внести свой вклад в сокращение неблагоприятного воздействия на окружающую среду за счёт снижения выбросов СО2. Мы нацелены на создание экологически чистых технологий и решений, которые позволяют повысить эффективность, снизить потребление электроэнергии, а также увеличить объём повторного использования ресурсов. Конечно же, учитывая все указанные особенности, концерн просто не мог остаться в стороне от такого масштабного проекта, как Crowne Plaza Copenhagen Towers, – говорит Йенс Норгаард, управляющий отдела услуг для коммерческих зданий компании GRUNDFOS. – Наши инженеры подобрали наиболее экономичное и экологичное решение – насосы серий NB, NBE и TPE с двигателями класса энергоэффективности IE3. Наличие частотного регулирования (встроенного или внешнего) позволяет обеспечить максимальный КПД оборудования в любой точке рабочей характеристики, что существенно сберегает электроэнергию».
Оборудование GRUNDFOS, установленное в системе ATES:
- Система жидкостного отопления здания – 3 консольных насоса серии NB;
- Система жидкостного охлаждения здания – 3 консольных насоса NB;
- Контуры конденсаторов теплообменников – 2 консольных насоса NBE;
- Контуры испарителей теплообменников – 2 консольных насоса NBE;
- Контуры главной и вспомогательной градирни – 2 «ин-лайн» насоса TPE.
А что ещё?
Для максимального снижения выбросов СО2 и обеспечения рационального использования ресурсов в отеле Crowne Plaza выполняется ещё ряд экологических программ:
- В фитнес-центре гостиницы установлены производящие электричество велосипеды. Каждому гостю, который выработал более 10 Вт·ч электроэнергии, предоставляется бесплатный ужин и прочие поощрительные бонусы от отеля. Для сравнения: если на подобном тренажере крутить педали со скорости 30 км/ч в течение 60 минут, то будет произведено 100 Вт·ч энергии;
- Упаковки для мыла и шампуней, а также зубные щётки делаются из специально переработанного кукурузного и картофельного крахмала. Революционный органический материал выглядит как пластмасса, но в отличие от неё пригоден для повторного использования и является биоразлагаемым;
- Администрация отеля отказалась от информационных листовок – всё, что необходимо знать клиентам отеля, отображается на интерактивных телеэкранах;
- На кухнях установлены индукционные плиты, которые мгновенно нагреваются только в той «точке», где это требуется (например, под дном чайника);
- Пищевые отходы измельчаются и отправляются в подвальный резервуар, а после перевозятся на завод по производству биогаза. Получаемый в процессе переработки остаток используется для удобрения сельскохозяйственных угодий.
