Окна, фасады, остекление – тенденции современного рынка

Йозеф Лео Бекхофф

В конце января 2007 года на презентации начала строительства нового завода профилей VEKA AG под Киевом, г-н Йозеф Лео Бекхофф, Генеральный директор ООО VEKA Rus и VEKA Ukraine сообщил, что оконный рынок в Украине будет прирастать на 30-40% ежегодно в течение 3-4х лет, а затем, очевидно, планы развития их фирмы в Украине будут пересмотрены. Ёмкость нынешнего украинского рынка представители компании оценили в 150 млн. евро или 80 тыс. тонн PVC-профиля в год.

В чем же дело? Почему через три-четыре года производственные планы строящегося завода придется пересматривать? По мнению ряда экспертов, не только из VEKA AG, к 2010-2012 г. до Украины «докатится» волна концептуальных изменений в оконной и фасадной отрасли, которая уже захлестнула Европу и США.

Условия «Новой волны» развития оконной отрасли:

  • Тотальная нехватка ресурсов и влияние природных катаклизмов
  • Три основные тенденции выбора стекла в архитектурном остеклении
  • Теплый, энергоэффективный, но прозрачный фасад с управляемой инсоляцией
  • От энергосбережения до энергогенерации
  • Стекло – архитектурный материал с еще неисчерпанными свойствами
  • Металл и композиты – достойное обрамление для стеклянных конструкций

Тотальная нехватка ресурсов:

Мировой валовой продукт в  1900-2100 г.г.

Запасы минеральных ресурсов пересекут критический экстремум. После чего мировое потребление и производство (на 1-го жителя планеты) начнет сокращаться (2010-2025г.). К 2050 г., если не предпринять срочных мер по ограничению потребления природного сырья, прогнозируется «обвал» мирового потребления, ухудшение качества производительных сил вплоть до начала падения народонаселения планеты и коллапса мировой экономики.

 
ift Rosenheim

В будущем - как единодушно утверждают эксперты - ресурсов будет всё меньше и меньше. Мы видим это не только по сокращению энергоносителей, но и по стремительному росту стоимости такого сырья как древесина, металлы, газ и сырая нефть, которое является незаменимым базовым материалом для производства высококачественной промышленной продукции. Рынок будет определяться дальнейшим развитием глобализации и связанными с этим социальными изменениями.

  1. Разнообразие и персонализация
    Товары и услуги ещё больше должны отвечать потребностям и пожеланиям пользователей. Всё большее значение будет иметь квалифицированная индивидуальная консультация, целью которой является выбор специального технического решения для каждого клиента.
  2. Энерго- и ресурсосбережение
    Энергосбережение и экономное расходование материалов будут играть всё большую роль. В этом заключаются важные шансы для производителей окон и фасадов, потому что в связи с введением в Европе норм эффективного использования энергии именно окнам отводится важное место в энергосбережении зданий.
  3. Длительный срок службы
    Длительный срок службы будет приобретать всё большее значение в рамках норм и стандартов, уже готовятся директивы ЕС с соответствующими требованиями. Ввиду сокращения запасов сырья нет больше места обществу-расточителю. Долговечность продукта обеспечивается за счёт длительной функциональности и приспособления к изменившимся условиям жизни. "Качество не нужно проверять, его нужно производить и им нужно управлять"
  4. Гибкость
    Простота сочетания строительных элементов со всей концепцией зданий. Не только в частных домах и квартирах требуются частые, но недорогие изменения (часто возникает необходимость изменить на некоторое время размеры и назначение жилплощади в связи с изменением количества проживающих), но и на предприятиях, в связи с диверсификацией или увеличением объемов производства требуется гибкая приспособляемость зданий и их элементов.
  5. Демографические изменения
    Население Европы и Украины «стареет». Производственная сфера, а также концепции строительства зданий и жилья вынуждены теперь ориентироваться на потребности стареющих людей. Прежде всего, это безопасность, удобство в пользовании и простота устройства и перепланировки помещений и интерьера
Развитие технологии стекла
Развитие оконных технологий
Развитие исследований до 2020 года
 

Климатические изменения

Экология и экономика больше не противоречат друг другу. Экологическая модернизация процессов, технологий и производства не только бесспорная необходимость нынешнего времени, но и генератор развития самой экономики. (Реццо Шлаух, адвокат, секретарь парламентского комитета в отставке, Штутгарт, Германия). 2004 год стал годом рекордных мировых природных экологических катастроф. По оценке страховой фирмы Muenchener Rueck, Германия, экономические последствия разрушений, вызванных ураганами на атлантическом побережье США и Европы достигли $145 млрд., а в 2005 году ситуация еще более ухудшилась.

Уже с 2005 г. в обиход был введен еще один экономический (а не только метеорологический!) показатель – количество ураганов высшей категории.

Glashusett, Hammarby Sjostad, Stockholm

Выставочный зал и конференс-холл Glashusett, Hammarby Sjostad, Stockholm с «гибридным» энергопотреблением

И рекордно холодная зима 2006 г. и рекордно теплая зима 2007 г. – раскачивают баланс экономики, энергопотребления, усиливают непредсказуемость ситуации для энергетики и потребителей – надо отапливать или уже охлаждать? В связи с угрозой перебоев энергоснабжения (по природным или политико-экономическим причинам), возрастает роль энергонезависимости как стран, так и регионов, отдельных производств вплоть до энергонезависимости каждого отдельного дома.

Фермерский дом в штате Висконсин, США

Фермерский дом в штате Висконсин, США, объединен в распределенную grid-систему солнечного энергоснабжения с другими фермами, хотя и остался подключенным к обычной электросети.

В соответствии с экономико-математической моделью, разработанной в Германском институте экономических исследований (German Institute for Economic Research, DIW, Берлин), сумма потерь ЕС из-за природных катаклизмов достигнет 167 триллионов евро к 2050 году. Это сравнимо с двадцатикратным ВВП США. Этот неутешительный сценарий основан на прогнозных оценках климатических изменений, согласно которым среднегодовая температура планеты повысится всего на 2,5 0C к 2100 году.

Даже если все пойдет и не так плохо, мы не должны закрывать глаза перед реальностью надвигающейся угрозы экономического коллапса из-за экологии и нехватки природных минеральных ресурсов.

В отличие от признания оптических свойств стекла, сейчас недостаточно применяется стекло в качестве собственно конструкционного материала и материала для композитных стеновых материалов. Незаслуженно приуменьшена роль стекла, как материала с выдающимися термодинамическими характеристиками.

London City Hall

London City Hall: 3-мерная кривизна архитектуры достигнута плоским стеклом благодаря его точному машинному раскрою, CAD- проектированию и CNC-производству металлоконструкций.

Получат самое широкое распространение фасадные конструкции с двойным остеклением, дающие возможность обеспечить вентиляцию без активных систем кондиционирования, специальные виды стекла, управляющие тепловым потоком, системы остекления, которые позволяют поддерживать тепловой баланс в здании. Стекло, как материал, – классический пример того, что экологичность и энергосбережение вовсе не означает аскетизм во всем, возврат к первобытности, шерстяным «носогрейкам» и шкурам в берлоге.

Три тенденции выбора стекла в архитектурном остеклении

Галерея La PrailleGallery

Галерея La PrailleGallery: гнутое термоупрочненное стекло с покрытием на крыше зданияи в элементах ограждения лифтов, маршей и пандусов.
 

Капсула London Eye

Капсула London Eye: гнутое термоупрочненное стекло с покрытием, задерживающим УФ-лучи и отражающим ИК-лучи. Светопропускание видимого спектра – до 90%

ФДО: Kista Science Tower, Швеция

ФДО: Kista Science Tower, Швеция

Три тенденции выбора стекла в архитектурном остеклении

Экономические тенденции отражают развитие технологии обработки стекла. Повысилось качество и расширилась номенклатура и ассортимент архитектурного стекла, пригодного для отделки фасадов и других светопрозрачных ограждений. У дизайнеров по фасадам наметились три основные тенденции, которые определяют выбор стекла: цвет, кривизна, прочность.

Стеклоиндустрия практически делает вызов природе своего материала и путем финишной обработки поверхности, и путем разработки способов придания более радикальной формы изделиям из стекла. Методы, отработанные в автопроме сейчас перекочевывают в практику изготовления архитектурных конструкций. Тонирование и применение цветного и текстурированного стекла позволяет добиться особой выразительности в архитектуре. Индустрия стекла расширяет и будет продолжать расширять производство и развивать технологии для гнутого, ламинированного, покрытого напылениями и спецпленками отожженного и закаленного стекла и отрабатывать строительные технологии для производства сложных трехмерных поверхностей.

Выраженные такими словами, как, цвет, кривизна, прочность, эти три тенденции на самом деле отражают стремление современных дизайнеров и архитекторов к выразительности, долговечности и безопасности. Эти три тенденции, которые скажутся на выборе стекла потребителями в будущем. Собственно, именно они будут диктовать производителям условия модернизации производства, формировать их техническую политику, непосредственно сказываться на портфеле заказов.

ABB, Швеция

Фасадное двойное остекление представительства ABB, Швеция

Энергосберегающий, теплый, но прозрачный фасад с управляемой инсоляцией

Никто не сомневается, что в Скандинавии метеоусловия и зимой, и летом не комфортнее наших. Тем не менее, фасады с двойным остеклением получили в Швеции и Норвегии широкое распространение, как для создания новых зданий, так и при ремонте и реконструкции старых.

Фасадное двойное остекление представительства ABB, Швеция

Фасадное двойное остекление представительства ABB, Швеция

Фасады с двойным остеклением – европейская тенденция в архитектуре, движимая по большей части следующими причинами:

  • эстетические пожелания иметь цельностеклянные фасады с целью увеличить прозрачность и визуальное взаимопроникновение экстерьера и интерьера, чем обогащается внутреннее пространство помещения;
  • необходимость улучшить акустические характеристики здания в смысле шумозащиты внутренних помещений зданий, расположенных возле источников наружного шума;
  • наоборот, снижение шума (например, производственного) изнутри здания наружу в вентилируемых фасадах (эффект «сдувания» шума);
  • снижение энергопотребления зданий при их эксплуатации.
Nokia-House, Стокгольм, Швеция

Nokia-House, Стокгольм, Швеция

За последние годы интерес среди архитекторов, применяющих технологию фасадов с двойным остеклением, в частности, в Скандинавии, увеличился. В Швеции такие здания были построены в последнее время сначала в Стокгольме, например, офисные здания Kista Science Tower, здания представительств ABB, Glashusett и NOKIA, а затем и в других скандинавских странах, а потом и в ЕС. Целью применения фасадов с двойным остеклением в этих случаях было снижение высокой внутренней температуры зданий летом и снижение теплопотерь зимой. Применяются разнообразные энергоэффективные стекла, как правило, во внутренней оболочке остекления.

В типичной системе фасада с двойным остеклением (ФДО):

  • Внутреннее окно может открываться пользователем, например, для естественной вентиляции помещения.
  • Солнцезащитные устройства (СЗУ, часто автоматически управляемые) интегрируется с системой управления воздушным потоком.
  • Тепловые радиаторы могут устанавливаться снаружи внутреннего остекления (в зависимости от принятого способа отопления).

Забор, направление потока и выпуск воздуха могут отличаться в зависимости от климатических условий, использования, размещения, времени суток для проветривания здания и даже от электропитания (постоянным или переменным током). Простейшие системы обеспечивают только отточную вентиляцию.

Долгое время это означало, что офисные здания с ФДО имели традиционные отопление, охлаждение и приточную вентиляцию. Теперь же ФДО – «живое» воплощение современной концепции, что фасадное остекление должно быть интегрировано в конструкцию здания, быть связано с его системой энергообеспечения и вентиляции, порой выполнять конструкционную или даже несущую роль.

 
Схема организации естественных потоков воздуха в ФДО летом и зимой

Схема показывает возможную организацию естественных потоков воздуха в ФДО летом и зимой механическими задвижками, позволяющую обеспечить естественное охлаждение внутренних помещений и рекуперацию тепла, излучаемого со стороны отапливаемого здания путем забора подогретого воздуха для использования его в системе приточной вентиляции и воздушного отопления.

Kista Science Tower, Швеция

Проход в межфасадном промежутке: Kista Science Tower, Швеция

Солнцезащитные устройства (СЗУ, часто в виде жалюзи) размещаются в ФДО между оболочками остекления. Характеристики затенения СЗУ влияют на условия внутри промежутка между фасадами, то есть выбор типа и конструктивных параметров СЗУ делается с обязательным учетом его возможного влияния на вентиляцию и характеристики воздушного потока.

Возможно также организовать запертые карманы с пониженной теплопередачей наружу и конвекционными потоками внутри кармана.

В ФДО можно использовать разные типы энергосберегающих стекол: с покрытиями, ламинированные, с вакуумными или газонаполненными стеклопакетами, прочее.

 
Фасад

Фасад, спроектированный с применением E-стекла, с автоматическими СЗУ, но без комплексной оптимизации параметров энергосбережения с учетом вентиляции, как в ФДО – разорителен.

Оптимизация и автоматизация параметров остекления, солнцезащитных устройств и систем вентиляции/ охлаждения/ отопления/ кондиционирования – сложная инженерная задача, которая позволяет, тем не менее, экономить более половины энергии при эксплуатации сооружения и быстро окупить инновации, направленные на снижение энергопотребления при комфортной атмосфере внутри здания.

Световые проемы для электрогенерации
Рождение новой отрасли состоялось

Развитие технологии стекла предопределило следующий естественный шаг – переход от энергосбережения к энергогенерации электрической или тепловой энергии фасадными, светопрозрачными или другими наружными и встроенными конструкциями.

Сейчас произошло рождение на свет новой и мощной отрасли, научно-технологические основы которой вынашивались десятилетиями на стыке индустрии производства стекла, машиностроения, электроэнергетики, строительства, архитектуры и прикладных наук.

Темпы развития ее таковы, что мировая индустрия производства стекла, изделий из стекла и связанных с этим технологий по большинству показателей превышает развитие индустрии информационных технологий и телекоммуникаций, считавшейся бесспорным лидером мировой экономики последние десятилетия.

 

Отрасль, обеспечивающая фотоэлектрическую и фототермальную фасадную энергетику удвоится за два ближайших года, а ее оборот в 2008 г оценивается цифрой 14-18 млрд. долларов. Возможно, в будущем она получит отдельное название.

 

Последние разработки конструкций и технологий производства модулей для фотоэлектрической (или фотовольтаической, как ее все чаще называют) электрогенерации уверенно ломают стереотип о том, что солнечная энергетика – «нишевая» технология, которая годится для генерации исключительно в южных широтах и не имеющая будущего при широкомасштабном применении. Лидеры фасадной и оконной фотовольтаической генерации – Германия и Япония, отнюдь не тропические страны.

 
Затраты на электрогенерацию: технологии 2005-2006
Затраты на электрогенерацию: технологии 2025 г.
 

Громадная площадь остекления зданий и сооружений в мегаполисах, обращенная на солнечную сторону – фасады, окна, крыши и ограждения, перегородки в инсолированных внутренних помещениях, конструктивные элементы из стеклоблоков и пустотелого стекла и прочее – теперь смогут использоваться для производства электроэнергии.

Расчеты усредненной себестоимости различных технологий электрогенерации (которая на самом деле очень зависима от размеров станций, страны, месторасположения, стоимости энергоносителей с учетом их транспортировки, строгости контроля национальных экологических норм по сжиганию органического топлива, особенно угля, качеству геотермальной энергии, топографии местности для гидростанций и многого другого) напоминают «среднюю температуру по больнице». Тем не менее, на диаграмме обозначены уровни для экономического сравнения.

На диаграмме «Затраты на электрогенерацию: технологии 2005-2006» показаны текущие уровни параметров себестоимости, расчеты которых выполнены при многих допущениях. В частности, средний срок амортизации принят 20 лет при ставке 6% годовых, стоимость угля принята $1,2/Mbtu, то есть чуть больше доллара за 1 млн BTU (British Thermal Unit, британская тепловая единица, BTU расходуется на получение 1 кВт электроэнергии), а стоимость природного газа при сегодняшних нестабильных мировых ценах тоже взята с запасом – $4/Mbtu.

Уровни затрат приводятся с учетом средней загруженности мощностей и К.П.Д. технологий. Например, у ядерных станций фактор загруженности составляет 90%, у фотоэлектрических – не более 20%, гидростанции обычно нагружены на 25-35% установленной мощности. Учтены затраты на капитальное строительство для разных типов электростанций. Эти и другие допущения выстраиваются в картину, требующую комментариев.

Видимая на диаграмме выгодность существующей энергетики мнима. Удорожание органического топлива, ужесточение экологических норм на выхлоп парниковых газов и зольной пыли, проблемы с утилизацией отходов, особенно в ядерной энергетике, проблемы транспортировки всевозрастающих объемов органического топлива, в том числе геополитические, физическое истощение разведанных месторождений и удорожание разработки новых, но обедненных источников нефти, угля, газа, проблемы загрязнения мирового океана и внутренних морей при разработке шельфовой зоны – все это не дает повода для оптимизма. Обещанная футурологами промышленная термоядерная водородная электрогенерация к 2025г., видимо, тоже не будет реализована.

Нужно транспортировать всевозрастающее количество электроэнергии потребителям, а значит, строить более мощные сети электропередач и подстанций – проблемы землеотвода и громадной стоимости новых электроагрегатов.

Нынешнюю ценовую эффективность «угольного» и «газового» электричества надлежит серьезно пересмотреть. Украина, а позднее и Россия, уже присоединились к Киотскому протоколу. На очереди США и Китай, там уже ведутся приготовления к его подписанию. Согласно протоколу, ограничения могут быть выражены в виде льгот производителям оборудования для «чистых» технологий, скидок потребителям, субсидий энергогенерирующим компаниям, штрафов на старые технологии – «за уголь», «за газ» и «за нефть», запрет на модернизацию и, следовательно, вывод отработавших мощностей из эксплуатации. Например, в Калифорнии, США, уже приняты документы, ограничивающие применение органо-топливной электрогенерации на территории штата, и дается «зеленая улица» солнечной энергетике, а еще ранее – ветровой.

 
Фасад, фасадный элемент, фото-модуль, солнечный элемент

Полупрозрачный несущий фасад
Генерирующий фасадный элемент здания Burgweinting_Turnhalle, Германия
Типовой фото-модуль от Siemens
Солнечные элементы на крыше здания Glashusett, Hammarby Sjostad, Stockholm,

 

В Белой книге Международного агентства по энергетике (International Energy Agency), 2002 год, технический прогресс измерялся показателями удешевления капитальных вложений на выработку одного МВт электроэнергии. Была построена экспоненциальная зависимость между ценой энергии и установленной мощностью оборудования по каждому виду технологии электрогенерации. Удвоение мощности, скажем, всех фотоэлектрических станций приведет к удешевлению капитальных затрат на новое строительство на 18%. Еще раз удвоим суммарную генерирующую 9 мощность – получим цифру капиталовложений по сравнению с базовой ((100% – 18%) – 18%) = 67,2%. В данном случае, 18% – это «коэффициент прогресса». Для ветровой энергетики этот коэффициент всего 4%. А у органо-топливных технологий он еще ниже – на уровне 2,5-3%.

«Пограничные» с точки зрения эффективности технологии обладают существенной способностью к своему росту, а значит, к снижению затрат. Удвоение по всему миру громадной установленной мощности угольных станций означает ее прирост примерно на 1000 ГВт. А удвоение всемирной мощности только фотовольтаических станций означает прибавку «всего» на 5 ГВт (по данным отчета Renewable in Global Energy Supply, International Energy Agency, Париж, ноябрь 2002 года).

 

Мировая солнечная энергетика, особенно производство фотоэлектричества, прирастает сейчас темпами не ниже, чем 30% в год. Мировой рынок всех типов возобновляемых источников энергии активно развивается и ищет новые решения. К 2008 году он достигнет величины 46 млрд. долл. США.

 

К слову, Германия увеличивает мощность своих фотоэлектростанций на 58% ежегодно, что эквивалентно удвоению мощности каждые 15 месяцев. Повторение такого увеличения в масштабах всего мира означает ежегодное снижение капитальных затрат на строительство солнечных станций на 15% безо всякого вмешательства со стороны правительств и протекционизма научно-исследовательских разработок в этой области. Если учесть, что технический прогресс означает еще и повышение эффективности генерации в сторону достижения теоретического максимума для каждой технологии, учесть коэффициент использования установленной мощности и рассчитать регресс стоимости капиталовложений, сделать поправку на рост цены органического топлива, особенно газа, то диаграмма технологий электрогенерации уровня 2005-2006 резко изменится.

 
Фотоэлектростанции
Фотоэлектростанции
 

Широкоформатные единичные модули из высокоэффективных, с точки зрения энергогенерации, монокристаллических кремниевых фотоэлементов уже перешагнули отметку в 10 кв. м. по площади.

 

То есть, данные, представленные в таблице по отношению к себестоимости фотовольтаической электрогенерации 2025 года демонстрируют весьма сдержанный оптимизм, можно сказать, это очень завышенная оценка себестоимости. При оценке себестоимости нельзя использовать подход «в лоб» - необходимо выполнять многофакторный анализ с учетом всех влияющих величин – например, рассчитывать стоимость новых ЛЭП и трансформаторных станций, транспортные расходы для топлива или способность системы гасить пиковые перегрузки…

Самый пессимистичный прогноз снижения уровня капитальных затрат на 1 кВт мощности через 20 лет колеблется от 15% для ветровых и до 56% для солнечных технологий. В действительности, к 2025 году на солнечных станциях ожидается снижение общей стоимости 1 кВт электричества в 4,9-5,6 раз! Фотоэлектричество будет к 2025 году обходиться не дороже добытого на парогазовых установках и даже дешевле, чем на ядерных станциях, поскольку диаграмма для 2025 г. показывает стоимость энергии у места производства, а не у конечного потребителя.

Утилизация энергии на централизованной фотоэлектрической или фототермальной станции пока не сможет превысить уровень 35-40%. Необходимо максимально приблизить генерацию к месту потребления. Это снижает общую стоимость энергии до уровня, ниже, чем добытая на ядерных станциях и доставленная по обычным каналам сбыта.

 
В этом суть фасадных модулей и решений – они непосредственно работают у потребителей, помимо того выполняют традиционную утилитарную функцию световых проемов и светопрозрачных конструкций для зданий, сооружений, жилья.
 

Широта предложения – от полупрозрачных покрытий оконных стекол до фасадных систем и конструктивных несущих элементов стен, мансард и крыш, от широкоформатных витрин до стеклоблоков, от кремниевых кристаллических фотопреобразователей с высоким КПД, до тонкопленочных органических рулонных покрытий и мембран или специальных пигментов, нанесенных прямо на стекло, от непрозрачных ограждений до затеняющих или с регулируемой прозрачностью световых проемов, от внутренних перегородок до декоративных наружных элементов архитектуры, от систем для строящихся зданий до устанавливаемых при ремонте, от мегаполисов до сельских зданий… Эти технологии существуют и они реальны для широкого внедрения и выхода на рынок.

Фактически устранены последние экономические, технологические и регламентные препятствия для повсеместного использования солнечной энергии – для отопления, обслуживающих систем (вентиляция, водоснабжение, кондиционирование, питание средств коммуникаций и систем пожарная и газовая сигнализация, освещение и так далее) и собственно электрогенерации.

 
Пигментный фотоэлектрический модуль

Пигментный фотоэлектрический модуль размером 30х30 см разработки Fraunhofer ISE, изготовленный методом трафаретной печати стеклокристаллической фритты. В модуле 6 солнечных ячеек соединены последовательно. Результирующее напряжение составило 4,4 В при силе тока в 1,1 А и общей эффективностью по площади модуля 3%. С развитием технологии печати фритты станет возможным за 2 следующих года поднять общий к.п.д. до 5% с единичного модуля площадью 60x100 см2

 

В связи с принятием в Европе законодательных и регулятивных документов (например, “EEG”, Акт о возобновляемой энергии), которые дают «зеленый свет» применению интегрированных в фасады фотоэлектрических компонентов, солнечные энергетические стекло-модули будут применяться в качестве несущих элементов, как самих сооружений, так и фасадных конструкций зданий. Использование стандартных модулей отчасти возможно в типовых холодных вентилируемых фасадных конструкциях.

Иное направление разработок относится к области пигментных солнечных элементов. Элементы такого типа позволяют получать энергию без дорогостоящих кремниевых технологий, правда, с меньшей энергоотдачей на единицу площади.

Однако есть альтернативные предложения по фотоэлектрическим цельностеклянным фасадам, которые одновременно выполняют функцию затенения световых проемов и генерируют электричество. Такие цельностеклянные модули с двухсторонним покрытием или просто в виде ветрозащитных ограждений содержат целый ряд инновационных технологических достижений.

 

С выходом в конце 2006 г. первого сборника типовых фотовольтаических модулей,
разрешенных к применению на рынке в Германии устранена последняя преграда на пути
применения их в качестве общеупотребимых элементов стеклянных ограждающих
конструкций в ЕС
.

Solar Cube, Aachen, Germany, Norwegian University of Science & Technology

Solar Cube с гранью в 135 футов, Discovery Science Center, Santa Ana, California, USA
Aachen, Germany: Фотовольтаическое остекление фасада здания муниципалитета (слева внизу и в центре – вид изнутри)
Фотовольтаический фасад поверх здания Norwegian University of Science & Technology, Trondheim, Norway (справа внизу)

Glashusett, Hammarby Sjostad, Stockholm
Glashusett, Hammarby Sjostad, Stockholm

Glashusett, Hammarby Sjostad, Stockholm: серия слайдов по устройству здания с гибридной системой энергоснабжения, включающей подключение к коммунальному энергоснабжению – электричеству и газу. Здание содержит энергосберегающие двойное фасадное стеклянное ограждение, рекуперацию тепла, «тепловой насос» под землей и солнечные элементы на крыше, управляемые СЗУ. Система отопления, кондиционирования и вентиляции охвачена полным контуром автоматического управления. Это позволяет существенно снизить эксплуатационные расходы – помещения здания используются для «малобюджетных» культурных выставок и общественных собраний.

 

Увеличивая индивидуализацию фасадов стало возможным расширить предложения по текстуре их поверхности, цвету, размерам, формату, прозрачности и теплозащитным свойствам ограждающих энергогенерирующих конструкций.

Для фасадов со специальными требованиями сконструированы элементы из аморфного и монокристаллического кремния, причем есть частично прозрачные конструкции. Солнечные элементы нового типа дают возможность устранить все контакты с обратной (под напряжением) поверхностью фотобатареи.

Это поможет получить более высокую отдачу электроэнергии и обеспечить однородность внешнего вида фасадов изнутри и снаружи Будучи объединенной в Grid-систему, оконная энергетика сможет покрыть коммунальные нужды в электроэнергии если не полностью, то их львиную долю. С учетом подогрева теплоносителя в теплое время года и закачки его в подземные резервуары, (т.н. «тепловыми насосами») реально использовать солнце для обогрева зданий и зимой.

 
Промышленная холодильная установка

Есть промышленные солнечные холодильные установки, работающие в климатических условиях, подобных нашим на широте севернее Киева

 

Следует помнить, что использование фотоэнергии именно для охлаждения здания – наиболее рационально – как правило наилучшее освещение и максимум фотоэлектричества совпадает с высокой температурой атмосферы.

Однако практический доступ к экологичной электроэнергетике в Украине пока прочно закрыт либо нормами регулирования и землепользования, отсутствием строительных нормалей и стандартов, либо отказом в целевых субсидиях.

Стекло – архитектурный материал с неисчерпанными свойствами

Итак, новый взгляд на применение стекла помимо энергосбережения – использование его в качестве разнообразных фотоэлектрических конструкций и модулей. Интегрированные в конструкцию самого здания снаружи или внутри, эти элементы генерируют экологически чистую возобновляемую энергию, которая сможет, в первую очередь, обеспечить энергопитанием автоматику и приводы систем «умного дома» - среды обитания будущего.

Есть решения по аккумулированию тепла специальными остекленными фасадными пакетами в виде многослойного сэндвича, где вовсе нет жидкого или газового теплоносителя, а все компоненты – продукты переработки древесины.

Технологический прорыв сделал возможным создание таких нестандартных материалов как стекло с односторонней светопроводимостью, самоочищающееся стекло или стекло с управляемой прозрачностью, что обязательно скажется на архитектурных решениях в самом ближайшем времени.

По мнению большинства экспертов стекольной отрасли, дальнейшее распространение получат клеевые соединения стекла и рамы в единый конструкционный блок с существенно большей площадью остекления, меньшей толщиной и весом. Есть все основания полагать, что газонаполненные и вакуумные фасадные и оконные конструкции с энергоэффективными стеклами – также перспективное направление отрасли.

Новое слово – сварные соединения дерева с помощью пластмассовых закладных деталей, которые ввариваются ультразвуком – пластмасса без давления, только за счет адгезивных свойств, протискивается ультразвуком во все капилляры и пустоты ДСП или между волокон дерева и без внутренних напряжений в свариваемом материале намертво крепит соединение, в том числе дерева со стеклом и металлом.

Новые решения позволят разработать более филигранные фасадные конструкции и способы их крепления, при этом обеспечат большую несущую способность. В результате этого, стекло станет доминирующим материалом фасадных конструкций. Сейчас в завершающей стадии разработки находятся еще несколько технологий в этом направлении.

Однако эти и другие тенденции в стекольной отрасли не станут возможными без соответствующих разработок в области машин и станков. Это же относится и к производству витринного и гнутого стекла, к прецизионным технологиям лазерной финишной обработки стекла, прочее.

Металл и композиты – достойное обрамление для стеклянных конструкций

Нехватка минеральных ресурсов означает, что в дальнейшем самое широкое распространение получат не PVC, а WPC- материалы (Wood-Plastic-Composite). Причем даже не из отходов древесины, а из растительных отходов сельскохозяйственного производства или из специально выращенных кустарников, однолетних или многолетних насаждений, а органические компоненты пластиков будут получаться не из нефти и газа, а из масличных культур (рапс) – полностью возобновляемое сырье.

В Украине уже есть опыт такого производства (НПО «Левада», Черкассы).

Наличие большого резерва в Украине фактически бросовых земель (чего нет в «размежеванной» Европе), которые можно сейчас использовать для целей производства возобновляемых ресурсов в 3-й и 4-ой зонах отчуждения ЧАЭС. (Зона Полесья в Житомирской, Киевской, Черниговской областях, на Волыни). Это дает возможность строить перспективный бизнес в этом направлении, в том числе с привлечением иностранных инвестиций и технологий.

Получат все большее распространение металл-содержащие конструкции (железо и алюминий), поскольку это тоже эффективно вторично перерабатываемое сырье. Термодинамические параметры композитных и составных оконных и фасадных конструкций (снижение теплопотерь до уровня порядка 1 Вт/м2К) уже позволяют говорить, что основной их недостаток с точки зрения энергоэффективности уже преодолен.

Сдвинуть с места лежачий камень на пути широкомасштабного применения возобновляемых технологий – законодательное решение вопросов о приоритетности их развития вопреки мощному лобби энергетических «традиционалистов», решение проблем землеотвода и продажи земли, инициатива предпринимателей-стекольщиков в продвижении и организации производства энергосберегающих или энергогенерирующих изделий, прагматизм негосударственных инвесторов, которым не выгодно вкладывать средства в технологии без будущего. Однако госбюджет-2007 Украины на ВСЕ программы по энергосбережению и альтернативным и возобновляемым ее источникам, включая пионерные научные разработки и единичные случаи внедрения, предусмотрел всего 750 млн. грн.

Кому как не представителям оконной отрасли подталкивать местные и центральные органы власти к решению задач по тотальной замене старых оконных конструкции путем постановки индивидуальных счетчиков учета тепловой энергии за бюджетные средства? Ведь ничто не заставит, по большому счету, заботиться об энергосбережении и замене окон, когда потребителю приходят счета за «среднегеометрический» расход по всей теплосети с учетом выброса пара и «зеленых травяных газонов» в морозы вокруг теплотрасс центрального горячего теплоснабжения.

 
Розенхайм, Германия

Розенхайм, Германия. Защитные покрытия на окнах дома, который обращен на запад. Палящее солнце и жара в комнатах сдерживаются пополудни зеркальными (2-й этаж) и энергосберегающими (3-й этаж) стеклами. А на северную сторону установили металлопластиковые окна без напыления.

В Розенхайме, Бавария, где расположен знаменитый ift-Rosenheim, существует совместная с муниципалитетом программа по замене окон на новые конструкции. Специалисты института выступают в роли консультантов, и определяют, какой тип стеклопакетов наиболее эффективно использовать именно в этом здании с учетом его расположения и условий инсоляции, а местные власти финансово содействуют домовладельцам с целью побудить их к замене старых окон на новые с учетом «паспорта энергосбережения» каждого конкретного дома или квартиры.

 

Другая назревшая проблема – санация (реконструкция) панельных зданий старой постройки («хрущевки»). В России, использовав опыт в Восточной Германии, именно специалисты «профильной» оконной фирмы «профайн РУС» выступили «пушерами» (толкателями) проекта по санации старых зданий в Москве.

Но если Вы взглянете на диаграмму (см. ниже), то стоимость работ, которые можно отнести к их «интересу» оцениваются в среднем до 4-5 %. Остальное – другие общестроительные и специальные работы. Конечно, коллеги-строители потом тоже подключились к программе, но «оконщики» сами организовали себе новый перспективный многолетний рынок сбыта.

 
9-этажные крупноблочные жилые дома серии II-18 в Москве

9-этажные крупноблочные жилые дома серии II-18 в Москве Процентное соотношение по видам работ. По данным профайн Рус

 

Санируя свои панельные дома и создавая удобную инфраструктуру жилых микрорайонов в восточных землях, немцы, кроме прочего, предотвращают массовую миграцию населения на более комфортабельный Запад Германии. Для нас этот опыт означает, что, помимо Киева, можно путем санации создавать высокорентабельный рынок жилья в районных и областных центрах Украины.

Выводы

Тотальная нехватка энергии и ресурсов, включая деградацию производительных сил: то, с чем очень скоро придется столкнуться в Украине. Отсидеться в стороне «на хуторе» в нашем глобализированном мире не удастся.

  • Энергосбережение и ресурсосбережение,
  • Распределенная энергогенерация и ее приближение к источникам потребления,
  • возобновляемые источники энергии и возобновляемые (растительные) источники ресурсов, вторичная переработка черных и цветных металлов, в том числе полученного из бытовых отходов,
  • тотальная автоматизация производств отрасли как способ избежать снижения уровня производительности в условиях деградации производительных сил,
  • новые материалы и технологии «умного дома», оптимизация параметров и адаптивное управление энергоснабжения всех инженерных систем зданий
  • запрет на «расточительные изделия»: некачественные, недолговечные и/или продукты, произведенные со сверхнормативным использованием ресурсов разных видов

- вот те основные тенденции, которые, собственно, заставят всех участников рынка в нашей стране пересмотреть свои портфели заказов уже в ближайшие годы.

С уважением,
Сергей Шовкопляс,
выпускающий редактор
Комментарии
Loading
E-Mail:
следить за ответами
Окна
Металлопластиковые окнаАлюминиевые окнаДеревянные окна
Стеклопакеты
Услуги
Ремонт оконМонтаж пластиковых оконУтепление фасадовУстройство откосов
Аксессуары
ПодоконникиМоскитные сеткиОтливыВертикальные шторы-жалюзи
Двери
Входные двериМежкомнатные двериПротивопожарные двериАвтоматические двери
Фасады
Светопрозрачные фасадыЗимние садыАлюминиевые фасадыНавесные фасады
Системы (бренды)
ПрофилиФурнитураОборудованиеСтекло и заполнениеАрмирующие профилиУплотнителиКрепежПрограммное обеспечение
Энергоэффективность
Калькулятор энергоэффективности окон
Подбор окон по энергоэффективности
Статьи об энергоэффективности
Калькулятор окон
Расчет стоимости окон
Расчет ветровых нагрузок на окна
Расчет энергоэффективности
Рейтинг, Рейтинг сайтов
Акции и скидки
Видео
Выставки
Карты
Новости
Объекты
Профильные системы
© 2019 OKNA.ua, ООО «Экодар». Все права защищены. Пользовательское соглашение
Карта сайта okna.ua