В Киеве, на жилом массиве Осокорки, построили первую в Украине энергоэффективную и «умную» школу. 3 сентября 2018 года современная школа открыла двери для своих учеников.

Школу торжественно открыл Виталий Кличко. Глава города прошел по учебному заведению, чтобы убедиться в ее готовности к учебному году.

Новое заведение уникальное по нескольким критериям:

НОВАЯ

Строительство школы начали еще 25 лет назад, и стало долгостроем уже через год — на стадии возведения стен.

Возобновили строительство в 2017 году. Сейчас, когда школу уже достроили и открыли для учеников, она стала современным учебным заведением с применением новых технологий. Школа рассчитана на 1,5 тысячи учеников. Самые младшие будут учиться по концепции «Новая украинская школа».

Для комфортного учебного процесса обустроены специализированные лаборатории, компьютерные классы, лингафонные кабинеты, классы изобразительного и музыкального искусства, спортивные залы, актовый зал со звуковым и световым оборудованием, библиотека, медицинский блок с процедурным и терапевтическим кабинетами, а также кабинет психолога и социального педагога.

ШКОЛА С СИСТЕМОЙ «УМНЫЙ ДОМ»

Также в здании установлена система «умный дом», которая предусматривает автоматическое регулирование температуры помещений школы в зависимости от того, находятся ли в помещении люди и какая температура на улице. Здание имеет дополнительное утепление и энергоэффективное LED-освещение.

ОБУСТРОЕНА ДЛЯ ДЕТЕЙ С ИНВАЛИДНОСТЬЮ

Здание школы готово принимать детей с ограниченными физическими возможностями. Для них есть пандусы, лифты и специальные уборные. А учителя готовы к программе инклюзивного образования. Улучшить его позволят современные технологии в школе. Территория учебного заведения огорожена и охраняется. В школе установлены камеры внутреннего и наружного видеонаблюдения.

Как пояснил Кличко, в школе установлено современное энергосберегающее автономное оборудование для обогрева помещения — тепловые насосы, которые значительно экономичнее по сравнению с обычными отопительными системами, ведь для своей работы в большей мере используют тепло земли и электроэнергию.

«Инженерные системы школы оборудованы системой автоматики, а управление ими осуществляется по принципу «умного дома» с единого центра и автоматически регулируется в зависимости от расписания занятий и внешних природных факторов. Когда в отдельном помещении не проводятся занятия, уменьшается подача воздуха и тепла. Если солнце освещает восточный фасад, то в помещения, расположенные на востоке, подается меньше тепла, чем в другие. Система вентиляции оборудована рекуператорами тепла, позволяющими нагревать приточный холодный воздух за счет теплого удаляемого воздуха. Также светильники в классах автоматически изменяют яркость в зависимости от имеющегося естественного освещения в помещении. Эти прогрессивные решения по энергосбережению позволяют вдвое снизить потребление тепла в школе и обеспечивают энергоэффективность здания на уровне класса А», — отметил первый замглавы КГГА Николай Поворозник.

В школе установлена система геотермальных тепловых насосов торговой марки BeGreen украинского производителя, использующих тепло земли для обогрева школы и создающих систему отопления полностью автономной и независимой от традиционных поставщиков тепла. «Все эти технологии позволяют школе быть полностью энергонезависимой. Кроме того, по подсчетам экспертов, применяя эти технологии, мы сможем сэкономить на потреблении тепловой энергии за 10 лет более 15 миллионов гривен», — подчеркнул Поворозник.

Перейдем к реализации…… Отапливаемая площадь школы составляет 20000 м2, мощность установленных тепловых насосов составила 1400 кВт. В каскаде объеденены четыре тепловых насоса каждый мощностью 350 кВт.

Системой климата в классах и помещениях общего пользования, качеством воздуха, тепловыми насосами, освещением, пожарной сигнализацией управляет единый сервер, построенный на свободно программируемых контроллерах немецкого концерна Siemens.

К внедрению задуманного приступили с проектирования комплексного решения по внедрения энергосберегающих технологий. В первую очередь было принято решение по укладке в стены 200 мм волоконного утеплителя, применение качественных оконных и дверных блоков для заполнения проемов здания и реализовано на этапе строительства. Забегая вперед нужно отметить, что расчетная толщина утеплителя позволила обеспечить работу радиаторной системы отопления в низкотемпературном режиме, характерном для работы низкотемпературных отопительных систем, таких как теплый водяной пол.

До начала проведения буровых работ, были проведены испытания грунта на тепловую реакцию (тепловой тест), что позволило оценить теплоемкость грунта на месте проведения буровых работ.

Проведенные исследования позволили выполнить расчет оптимальной протяженности геотермального поля, способной обеспечить надежную работу тепловых насосов по отоплению здания и приготовления горячей бытовой воды. Расчетная суммарная протяженность геотермального поля составила 26300 метров. Приступили к буровым работам можно сказать в экстремальных условиях. Тепловой тест опробовали как на двухтрубной системе грунтового теплообменника, так и на четырехтрубной. Испытание проводилось собственной лабораторией, которую разработали и смонтировали специалисты компании “Дабл Ю энд Эйч Инжениринг»”.

При строительстве первичного теплового источника для тепловых насосов было пробурено 263 геотермальные скважины глубиной 100м, которые объедены с помощью 27 собирательных коллекторов в единую гидравлическую систему теплового источника.

О свежем воздухе в классах…..

Мы уверены, что таким решением, как достаточное количество свежего воздуха, мы уже дадим детям нашей школы огромное преимущество в обучении.

Для того, чтобы учиться, то есть «работать головой» — нужен воздух. Точнее должны быть выдержаны нормы концентрации СО2 в воздухе, которым дышат в школе дети.

На улице показатель СО2 находится в диапазоне 400-500ppm.

Для учебных заведений этот показатель, согласно санитарным и строительным нормам, не должен превышать 1000ppm.

Цифра в 1000-1200ppm — это граница, после которой помещение должно быть проветрено. И не 5-10 минут в режиме «залпового проветривания», а до возвращения уровня СО2 в норму.

Чтобы постоянно удерживать уровень СО2 в помещении, нужен воздухообмен: воздух, в котором накапливается углекислый газ, должен быть из помещения удален, а его место должен заполнить воздух с нормальным содержанием СО2.

Воздухообмен — это не просто важное слово, это обязательное условие для того, чтобы ребенок мог нормально дышать и учиться.

*Экран работы приточно-вытяжной вентиляции

С целью контроля качества воздуха, в каждом классе был установлен датчик, который определяет содержание СО2 в помещении.

Задача приточно-вытяжной вентиляции не вносить дисбаланс в систему отопления и обеспечивать качество воздуха не хуже 850 PPT.

На этапе строительства смонтировано семь зональный установок приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла и частичной подачей свежего воздуха , обеспечивающей качество воздуха в классах и помещениях общего пользования. Работа радиаторной и вентиляционной системы программно объединены в единую систему климата, выставлены приоритеты. Иными словами, если есть запрос на повышение качества воздуха, система притока начинает активно работать, соответственно программный комплекс системы автоматики определит, какие приводы следует открыть, какие прикрыть, для достижения комфортной температуры и обеспечения допустимого содержания СО2 в классах оптимальным путем.

Как организовано освещение в школе?

При проектировании климата школу условно разделили на «восток» и «запад». Эта концепция привязана к естественной инсоляции. При разработке проекта инженеры учли тот факт, что в первой половине дня наиболее освещенной и прогреваемой стороной будет юго-восточная сторона здания, западная сторона больше освещения и тепла получает во второй половине дня. При недостаточном освещении классов естественным освещением включается штатное освещение. Через 15 минут, после того как последний человек покинул класс, освещение выключается. Такой подход позволил обеспечить дружелюбный эко-режим освещенности в классах.

*Экран климатической зоны в школе

На экране визуализации процессов можно наблюдать, в каких классах включено, либо выключено освещение.

О системе отопления…

Неравномерная нагрузка по инсоляции оказывает существенное влияние и на отопительную систему. В солнечные дни это приводит к тому, что в классах температура достигает комфортного значения при отключенных радиаторах, что неоднократно приводило учителей в некоторое замешательство. Создавалось впечатление, что в классах радиаторная система отопления просто не работает. На самом деле автоматика отключала поток теплоносителя на радиаторы в классах, где температура составляла 21С.

*Экран загрузки буферной емкости тепловыми насосами

Верный расчет толщины утеплительного слоя в ограждающих конструкциях школы обеспечил подачу теплоносителя в радиаторную систему в отопительный период 2018-2019 года не более 46С. Естественным образом тепловые насосы работали с максимальной эффективностью и высоким COP.

*Экран загрузки буферной емкости и работы потребителей тепло/холод

В жаркое время года возникает потребность в холоде, координально противоположная задача по отношению к зимнему периоду. Она решается автоматически, с использованием пассивного холода, источником которого является естественная температура грунта. Происходит следующее, включаются циркуляционные насосы геотермального поля и поток тепло/хладоносителя трехходовыми моторизованными кранами переключается на теплообменник, через который осуществляется передача естественного холода земли на теплообменники вентиляционной системы. При этом цена производства колода мизерная, учитывая, что компрессорная система выключена и не участвует в процессе генерации хладоносителя.

Что у нас с отоплением в классе ?

*Экран визуализации одного из классов школы

Погружаемся в систему управления климатом школы и имеем возможность оказаться прямо в классе. Комментируя фрагмент, можем утверждать, что в этом классе процесс обучения закончен. Наблюдаем в классе снижение температуры до 20,1С и отсутствие посетителей. Снижение температуры будет происходить до 16С, что соответствует режиму отопления класса без присутствия человека. Освещение выключено. Значок «Листочек» в правом верхнем углу помещения означает, что сейчас система отопления класса работает в «Режиме энергосбережения».

Какой результат получили?

На основании мониторинга установили, что самым холодным месяцем зимы оказался январь 2019 года. Естественно, что потребление электроэнергии для работы тепловых насосов получилось максимальное. При этом затраты школы на отопление (реализацию климата) «по кошельку» составили пять гривен на м2. Мы пересчитали полученный результат на популярную однокомнатную квартиру в Киеве, площадью 50 м2 и тоже были приятно удивлены «мизерной коммунальной платой за отопление….». Для сравнения, затраты на отопление на условный метр в декабре 2018 года, который оказался более теплым, составили четыре гривны.

Удаленный доступ.

В современных климатических системах сложно представить управление климатом без удаленного доступа. В нашем случае, постоянное присутствие обслуживающего персонала не требуется. В рабочее время инженер за компьютером может отследить и внести коррективы в работу системы. В нерабочее время на мобильном приложении телефона обеспечена гарантированная информационная поддержка мониторинга работы как тепловых насосов, так и всей, выше рассмотренной системы климата.

Похоже, что вывеску не зря установили на этой школе ……