Инженерный оазис

Инженерная система проекта реконструкции бассейна «Лужники», разработанная компанией Engex в составе консорциума бюро Асадова: баланс между комфортом и экономией – не только энергии, но и финансов.

13 Марта 2015

Объект

Инженерное проектирование

Конкурсный проект
Конкурс на концепцию реконструкции бассейна «Лужники» был проведен весной 2014 по заказу компании Codest, и мы рассказывали о нём достаточно подробно. Здание 1956 года требовалось переосмыслить, превратив открытый бассейн в крытый аквапарк, максимально сохранив фасады – неплохой образец сталинского ампира. Соревнование проходило в два этапа, и от финалистов, дорабатывающих свои проекты во втором туре, требовалось разработать все разделы концепции, в том числе инженерные и экономические, очень подробно: не так, как это обычно бывает в архитектурных концепциях, скорее образных, чем детализированных.

Так что инженерная часть концепции проекта «Затерянный мир», предложенного консорциумом, возглавляемым архитектурным бюро Асадова, разработанная специалистами компании Engex, заслуживает отдельного рассмотрения. Напомним, что суть проекта – в превращении антикизированного сталинского периптера в романтическую руину, скрывающую внутри роскошный природный мир каскадного оазиса. Пространственной кульминацией этого многоуровневого водного сада стал блок помещений, накрывающий существующий комплекс, смещенный в сторону Большой спортивной арены и консольно нависающий над летней террасой.

zooming — Концепция реконструкции бассейна «Лужники» © Архитектурное бюро Асадова

Спрятать новый объем внутри старых стен, волюнтаристски сместив его хотя бы с одной оси – тема для реконструкции не новая, но всегда дающая интересные результаты. А когда присутствие старого фиксируется не стенами, а колоннадой, возможности архитекторов и инженеров вообще практически не ограничены. Так случилось и в этот раз.

Концепция комфорта
Если говорить об инженерном решении, то здесь самым главным стало формирование максимально комфортной и энергоэффективной среды внутри здания. Ради этого специалистам компании Engeх пришлось разделить все внутренние инженерные системы на три уровня, ориентируясь на разницу функций бассейнов: аквапарка на первом этаже, спортивного бассейна на четвертом – в «пенале», накрывающем существующее здание, и эко-спа зоны – на крыше. В соответствии с режимом работы и особенностями технических требований каждый бассейн должен обслуживаться отдельной системой, расположенной в том же уровне. Это – важнейшее условие.

Оценить отдельные элементы, формирующие микроклимат, и увидеть ситуацию в целом помогло энергомоделирование трехмерной модели здания – его использовали сначала для определения тепловых параметров всего объема, а затем – для создания алгоритма и определения параметров работы его инженерных систем и оборудования.

Энергомоделирование здания – это не просто анализ параметров отдельных систем, это очень точное определение их работы в различных температурно-климатических режимах при различных функциональных нагрузках. На стадии концепции этот процесс, естественно, был в достаточной степени обобщен: расчет делался только для базовых экстремальных месяцев (в Москве – это февраль, июль), и для нагрузок в рабочее и нерабочее время. Учитывались уровень солнечной радиации в разное время года, а также возможность и необходимость регулирования температуры внутри комплекса днем и ночью. Между тем несмотря на некоторую долю обобщения целью проектировщиков стал высокий уровень объективности расчетов, для которых использовались два признанных международных индекса оценки термального комфорта. Первый, PMV (Predicted Mean Vote), позволяет прогнозировать среднюю оценку комфортности среды посетителями; индекс состоит из семи единиц, от минус трех до плюс трех, и в данном случае он должен, согласно вычислениям, колебаться в рамках одной единицы около «идеального» ноля, между -0,5 и 0,5. Второй индекс, PPD (Predicted Percentage Dissatisfied), оценивает процент возможного недовольства клиентов аквапарка, отрицательных оценок, и он, по убеждению авторов, не должен подниматься выше 10%. Расчеты, таким образом, нацелены на создание предсказуемой и управляемой среды, чей комфорт оказывается величиной отнюдь не случайной.

Эффективный подход
Совершено очевидно, что в офисной части здания и в зоне бассейнов подходы к созданию комфортной среды принципиально различны. Для деловой части комплекса основной характеристикой внутреннего микроклимата является температура воздуха, и проектировщики, соответственно, ориентируются на поток людей, присутствие которых в помещении неминуемо повышает температуру внутри него.
Критическая характеристика для помещений «проведения водных процедур», как и для бассейнов, – уровень влажности воздуха: от этого зависит объем испарений с поверхности воды. Как ни парадоксально, но объединение этих, казалось бы несоединимых, функций общей замкнутой системой энергоснабжения позволяет использовать тепло нагретого офисного воздуха в помещениях бассейна.
При этом пришлось считаться с тем, что основной потребитель тепла в здании – сама система бассейнов и подогрев воды для них. В существовавшей с 1956 года конструкции здания с открытой поверхностью воды можно было говорить просто о выбросе тепла в окружающую среду. Помещения раздевалок были отделены от уличного воздуха только тепловыми завесами в проходах, а относительно комфортная среда в зоне бассейна создавалась за счет высокой температуры воды: плюс 27–29 градусов, в то время как расчетная температура воды для нового комплекса – 26 градусов.

Ради экономии электроэнергии и затрат на водоснабжение даже чистая вода конденсата, образовавшаяся при охлаждении воздуха, будет использоваться для подпитки бассейна, а тепло «серых стоков» – утилизированной воды из бассейна – для подогрева притока воздуха и воды в нем.

***

Из-за высокой влажности воздуха основная проблема бассейнов – выпадение конденсата на холодных поверхностях витражей и наружном остеклении. Для того, чтобы этого избежать, поверхность витража обдувается сухим теплым воздухом из встроенных в пол воздухораспределителей – по принципу всё той же «воздушной завесы». А уровень контроля вентиляционного воздуха ведется по датчикам влажности – это позволяет регулировать расход воздуха и работу электроприводов только в зависимости от базового параметра… то есть всё от той же влажности, ради которой, собственно, все и стремятся в этот благословенный оазис.

Для того, чтобы повысить уровень комфорта и не создавать угрозы сквозняков в основных помещениях бассейна, а также для перераспределения и притока воздуха в зоне пребывания людей используется система вытесняющей вентиляции – вертикальные воздухораспределители, через которые приток воздуха идет с низкой скоростью. Всё – во имя того, чтобы ни в коем случае не превысить предсказанный процент отрицательных оценок – тот самый PPD! Отрицательным оценкам, как и отрицательным эмоциям здесь не место.

Архитектура света
Архитектурная концепция мастерской Асадова предполагала большое количество естественного освещения: и за счет верхнего света, и за счет бокового – через витражи. Чтобы его максимально эффективно использовать, некоторые группы светильников, большая часть которых расположена по периметру здания, плавно регулируются датчиками освещенности и лишь дополняют естественное освещение. При этом в световые фонари на кровле существующего здания встраиваются солнечные коллекторы, собирающие дополнительную энергию – за счет солнечной радиации. Делается это при помощи устойчивой к проникновению влаги и пропускающей свет прозрачной ETFE-пленки-мембраны, с нанесенными на нее фотогальваническими элементами, преобразующими прямое излучение в рассеянное. Но ночью в здании не нужна такая температура, как днем, и авторы предложили плавно снижать уровень отопления в нерабочее время. При проведении ночных мероприятий этот режим снижения можно отменять вручную. Утром же – в обычные дни – температура в помещениях снова доводится до рабочей, ибо прогрев комплекса начинается за два часа до прихода первых посетителей.

Баланс интересов
Несмотря на знаковость объекта и безусловный интерес концепции, от целого ряда инженерных решений, тем не менее, пришлось отказаться – из-за их дороговизны и неэффективности. Чрезмерно дорогой оказалась даже столь очевидная в любом бассейне обработка «серых стоков» для повторного использования. Таким образом вся инженерная система в целом стала результатом поисков разумного баланса между уровнем комфорта внутренней среды, оптимальным использованием энергии и финансовой эффективностью проекта.

13 Марта 2015

Автор текста:

Наталия Волкова

АБ ASADOV: другие проекты

Работы студентов

Многоликие транзиты

Воркшоп Открытого города «Городские транзиты» под руководством бюро ASADOV – кажется, поставил целью раскрыть тему с максимального количества сторон. Шутка ли: 5 задач, 5 решений, 10 проектов. Показываем все.