Пассивный залог: стекло, вырабатывающее энергию

Проект «Прозрачный мир» создан журналом archspeech при поддержке

AGC Glass Europe - глобальной компании по производству стекла, занимающей передовые позиции более чем в тридцати странах мира, в том числе в России.

Мы уже знаем, что стекло может защищать от жары и холода, шума и дыма, и современные технологии производства стеклопакетов позволяют построить дом полностью из стекла - хоть в Африке, хоть за полярным кругом. И вот мы снова на пороге очередного прорыва: стеклянные крыши и фасады научились вырабатывать электричество, сделав мечту о пассивных зданиях с нулевым энергопотреблением реальной перспективой ближайшего будущего.
 
Старые добрые солнечные панели появились еще в 70-х годах прошлого века. Тогда это были довольно громоздкие конструкции, однако для домов, удаленных от электросетей, они стали настоящим спасением. В 80-е появились более компактные и эффективные разработки, а их дизайн предусматривал интеграцию с элементами кровельных конструкций. Но понятие BIPV - Building-integrated photovoltaics, интегрируемые строительные фотоэлектрические модули - появилось только в 90-е, когда стеклянные панели, вырабатывающие электричество, стали непосредственной частью оболочки здания.

Формально, разумеется, энергию вырабатывает не стекло, а фотоэлементы: в модулях BIPV они размещаются между двумя слоями стекла. Панели BIPV можно использовать в самых разнообразных формах - на фасадах и козырьках, навесах и парапетных ограждениях, в устройстве кровель и зенитных фонарей. И именно тот факт, что модули BIPV не дополняют существующие конструкции, а заменяют собой строительные материалы, сделало развитие их производства и внедрения таким перспективным. Фотоэлектрические технологии автоматически стали гораздо доступнее, удешевляя строительство пассивных зданий, - неудивительно, что с каждым месяцем их становится все больше и больше.

Штаб-квартира AGC Glass
 
Чуть больше года назад, в 2014 году, мы писали про штаб-квартиру компании AGC Glass в бельгийском городке Лувэн-ла-Нёв. И в ней панели SunEwat, вырабатывающие электричество, подавались как инновация и ноухау, «изюминка» ассортимента производителя. 900 BIPV-панелей установили на крышу нового здания, и теперь они обеспечивают 15 000 кВт электричества в год, покрывая энергопотребности в освещении, отоплении и вентиляции.

Павильон Бельгии на ЭКСПО-2015
 
В павильоне Бельгии на Всемирной выставке ЭКСПО в Милане технологию, обещающую разрешить энергетический кризис, продемонстировали уже широкой публике. 315 квадратных метров фотоэлектрических панелей SunEwat XL встроили в крышу «фермы» и геодезический купол. И этого оказалось достаточно, чтобы полностью обеспечить павильон необходимым электричеством – панели производили около 130 кВт энергии в день.


Павильон Бельгии на ЭКСПО-2015
 
И это больше, чем в одном из первых проектов, использовавшем SunEwat от AGC Glass, - лицее гостиничных технологий в Монако (2012). Здание, построенное архитекторами бюро Agence Rainier Boisson, производит 38900 кВт в год. Его фасады сделаны из стекла практически полностью, однако фотоэлектрика вмонтирована только в навес над открытой террасой на крыше. Тем не менее, здание получило сертификат HQE - высшую оценку «зелености» согласно французским стандартам.

Лицей гостиничных технологий в Монако. Agence Rainier Boisson
 
Впрочем, самая громкая премьера панелей SunEwan состоялась этой осенью в Лионе. Здесь, построенный по проекту японца Кенго Кумы (Kengo Kuma), открылся первый в Европе энерго-позитивный городской квартал.
 
Группа из трех зданий различного назначения получила название Hikari - в переводе с японского это означает «свет». Тематическое имя дали каждому дому: офисное здание площадью 5500 кв. м - Higashi («Земля»); жилое - площадью 3400 кв. м - Minami («Юг»), а мультифнукциональный корпус с офисами, пентхаусами на крыше и магазинами на первом этаже стал «западом» - Nishi. В разработке проекта самое деятельное участие принимали японское правительственное агентство Nedo, корпорации Toshiba и Bouygues Immobilier, а также непосредственно городская администрация Лиона.

Городской квартал Hikari в Лионе. Кенго Кума
 
Каждое из зданий оборудовано тремя источниками возобновляемой энергии. Фотоэлектрические панели SunEwat на фасадах и кровлях общей площадью 520 квадратных метров обеспечивают электричеством 160 квартир (15000 кВт в год). Система отопления функционирует за счет геотермальной системы - теплового насоса, берущего энергию из земли. А кроме того, когенеративная установка, использующая в качестве топлива местное рапсовое масло, не только вырабатывает энергию, но и утилизирует выделяемое при этом тепло, включая и его в системы жизнеобеспечения. За счет всего этого здания Hikari производят на 0,2% больше электричества, чем потребляют, а это около 1523 МВт в год.

Городской квартал Hikari в Лионе. Кенго Кума
 
Немалая заслуга в том, что проект получился настолько энергоэффективным, принадлежит и архитектору. Все три дома - начиная от пятна застройки и заканчивая структурой фасадов - сконфигурированы так, чтобы пропустить через себя максимум солнца и, таким образом, самим превратиться в образ непрерывного «светового потока». В отделке Кенго Кума щедро использовал местный серый камень, и его фактура задала ритм остальным элементам фасада. В частности, стеклянные BIPV-модули компания AGC производила на заказ, в соответствии с размерами и текстурами, предложенными автором проекта.
 
Представитель компании Nedo, которая, начиная с сентября 2015 года, в течение 18 месяцев будет тщательно мониторить проект, выражает небывалый энтузиазм в связи с его реализацией: «Мы надеемся, что инновационные технологии в действии лучше всего остального покажут миру, что здания - в том числе и жилые - могут производить больше энергии, чем они потребляют, - убежден Питер Грэхем. - И в будущем это станет основой для эффективной бизнес-модели, которую будут воспроизводить и в других городах». Стоит ли говорить, что без BIPV-модулей подобные проекты были бы невозможны в принципе.

Городской квартал Hikari в Лионе. Кенго Кума
 
Уже сегодня стеклянные панели со встроенными фотоэлектрическими элементами могут выглядеть как кровельная черепица или солнцезащитные жалюзи. А через несколько лет, вероятно, прозрачные источники энергии начнут маскироваться и вовсе под обычные окна. На ЭСКПО в Милане в том же бельгийском павильоне компания AGC Glass показала исследовательскую разработку, совместную с Heliatec. Ячейки из стекла, но с нанесенной на него органической пленкой тоже вырабатывали электричество! Специальные покрытия, превращающие оконные стекла в солнечные батареи, разрабатывают и в других лабораториях.
Так что рано или поздно буквально каждый сантиметр строительной конструкции будет «активным», превращая современное здание в пассивное и автономное.