Энергетические сваи в современном строительстве.

Геотермальные энергетические сваи - необходимость применения.

Energosvai-1Современное городское строительство становится все выше и энергозатратней, а энергоносители дороже и менее доступней. Арендаторы стремятся платить меньше и, соответственно, будут переходить в здания с меньшей арендной платой. Потому системы энергосбережения и энергообеспечения становятся актуальны как никогда ранее. Представьте, что для получения технических условий на коммуникации вам необходимо на треть или половину меньше мощности, и что применяя грунтовые энергетические сваи вы получаете фактически бесплатное тепло или холод на протяжении всего срока эксплуатации здания.

Рассматривая долгосрочную перспективу – это выгодно. К сожалению, застройщикам интересно дешевле построить и дороже продать, но людям, которые будут эксплуатировать помещения, важна экономия. В реалиях современного мира – это необходимо. И новые покупатели или арендаторы помещений будут с теми, кто думает о будущем. Геотермальная энергия – это перспективное направления получения энергии для нашей страны, учитывая большое количество воды в слоях грунта.

Геотермальная энергия.

Energosvai-2Представьте себе нашу Землю как резервуар, в котором находится тепловая энергия. Эта энергия содержится в 260 миллиардах кубических метров горных пород и металлических сплавов чуть ниже наружной поверхности земли. Расчеты показывают, что Земля замерзла бы и превратилась в однородное твердое тело, если бы притоком тепла являлась только энергия Солнца.

Тепловая энергия непрерывно поступает от ядра к мантии Земли за счет теплопроводности. Геотермальное повышение температуры составляет около 3 °С на каждые 100 м глубины. Таким образом, геотермальная энергия на глубине 10 км могла бы удовлетворить нужды всего человечества в энергоресурсах на 6 миллионов лет. Тем не менее, современные технологии позволяют использовать только часть этой энергии в качестве возобновляемого источника. Остальная часть энергии слишком широко распространена по поверхности земли или слишком глубоко расположена для практического применения.
Одним из методов использования теплоты грунтов есть энергетические сваи.

Принцип работы.

Energosvai-3Energosvai-4Энергетические сваи состоят из свайных фундаментов в сочетании с замкнутым контуром источника наземных систем с тепловым насосом. Их цель состоит в том, чтобы оказывать поддержку здания и выступать в роли источника тепла или теплоотвода . В сущности, термальная масса земли служит резервуаром, в который сбрасывается тепло, выделяемое от систем холодоснабжения и источником тепла для тепловых насосов в зимний период времени.

Как правило, грунтовые тепловые насосы используются для извлечения тепла из земли в течение определенного количества часов в год. И, соответственно, летом можно использовать и аккумулированный холод, минуя холодильную машину, или с ней.

Конструкция энергетических свай.

Energosvai-5Energosvai-6Есть несколько традиционных вариантов решения энергетических свай. Свайное поле здания превращается в теплообменник путем добавления пластиковых труб, одной или более петель, по всей длине сваи и группировки.

При построении сваи изначально бурится скважина, из которой извлекается грунт. Вставляется жесткий сварной арматурный каркас, на котором закреплены петли из полиэтилена высокой плотности (как правило, 25 мм диаметром, с толщиной стенки 2-3 мм). Есть специальные решения производителей трубопроводов для таких задач.

Петли трубопровода выводятся за пределы сваи и заполняются теплопередающей жидкостью с низкой температурой замерзания. Производится установка контрольного оборудования с манометром на концы трубопроводов. Перед бетонированием производят испытание целостности системы. Верхние части трубопроводов защищаются для предотвращения повреждений при заливке сваи бетоном. Заливка бетоном производится согласно обычной технологии. По завершении бетонирования трубопроводы теплообменника сводятся в распределительный коллектор. Из распределительного коллектора теплоноситель попадает в теплообменник, который подключен к вторичной сети трубопроводов, идущих в здание, и позволяет подключать к нему один или несколько тепловых насосов. Второй вариант использования – напрямую как первая ступень нагрева или охлаждения.

Актуальность применения энергетических свай.

Торговые центры
1. Большая площадь застройки, возможность большего количества тепла.
2. Возможность частичного или ухода от внешнего газа и магистрального теплоснабжения;
3. Уменьшение стоимости котельной
4. Уменьшение стоимости получения ТУ и подведения энергоносителей.
5. Удешевление системы в целом
6. Возможность использования пассивного холода.
7. Энергонезависимость

Многофункциональные выcотные здания
1.Уменьшение количества установленного оборудования на кровле, нагрузки на кровлю;
2. Работа на тепло и на холод одновременно.
3. Уменьшение капиталовложений на шумовую защиту здания;
4.Уменьшение длинны трубопроводов в шахтах здания.
5. Уменьшение мощности котельной;
6. Увеличение полезной площади здания.

Energosvai-7

Преимущества геотермальных свай.

• Экологически чистый источник энергии, соответствует требованиям LEED, BREAM.
• Независимость от погодных условий, времени года и суток.
• Восполняемый источник энергии.
• Использование геотермальной энергии на отопление зимой и на охлаждение летом.
• Экономия энергии на отопление и на охлаждение.
• Отсутствие выбросов СО2.
• Возможность ухода от потребления традиционных видов топлива (газ, дизель, и т.д.).
• Уменьшение количества оборудования и площади под установленное оборудование на кровле, соответственно, уменьшение нагрузок на кровлю здания.
• Визуально спрятаны, рациональное использование площади застройки.
• Увеличение комфорта в помещении за счет снижения температуры теплоносителя.
• Нет риска повреждения трубы или загрязнения подземных вод.
• Долгий срок эксплуатации.

Проектирование и стоимость.

Energosvai-8При проектировании энергетических геотермальных свай необходимо производить моделирование всего свайного поля и проведение экспериментальных исследований на месте выполнения свай, которые позволят получить более точную мощность свайного поля, энергетический потенциал грунтов и устранение риска замораживания грунта и бетона, т.к. это может привести к серьезным проблемам. Контроль температуры свайного поля является важным фактором работы всей системы и безопасности здания.

UVT group, Л-СТИК ЛТД имеет огромный опыт проектирования и работе с геотермальными системами, который позволяет расширять горизонты применения своих знаний.