Разработка вентсистемы велась 8 лет и была запатентована в 2016 году

СГЛАЖИВАЯ УГЛЫ И ПОКОРЯЯ ВИХРЕВЫЕ ПОТОКИ

Строящийся в Казани бизнес-центр класса «А» URBAN Business Center* станет первым в России объектом, где будет использована запатентованная в 2016 году энергоэффективная система приточной вентиляции, аналогов которой в мире еще не существует. Ее разработку более 8 лет вела группа ученых Казанского государственного архитектурно-строительного университета во главе с кандидатом технических наук, доцентом кафедры КГАСУ Арсланом Зиганшиным.

Ноу-хау разрабатывалось на базе недавно открытого вузовского инженерного центра «Системы/Systems». Центр стал хорошим примером взаимодействия науки и бизнеса — 80% оборудования вузу предоставили фирмы-партнеры. В инженерном центре проходят обучение более 6 тыс. студентов, здесь же готовят участников WorldSkills.

В инженерном центре проходят обучение более 6 тыс. студентов, здесь же готовят участников WorldSkills

В вузе отмечают, что в разработке энергоэффективных вентсистем участвовали и преподаватели, и студенты, которые защитили в процессе исследования несколько магистерских диссертаций. Среди прочих Зиганшин выделяет Евгению Солодову — аспирантку кафедры, которая выполнила большой объем расчетов и экспериментов. Результаты изысканий неоднократно публиковались в российских и зарубежных научных журналах.

В чем же суть открытия? Для начала представим прямоугольный вентиляционный канал, который давно и прочно «обосновался» во всех крупных торговых или офисных центрах. Соединения, повороты каналов, как правило, делают под углом 90 градусов — просто, как дважды два. Но в таком случае в нем создаются вихревые воздушные потоки. Эти паразитные завихрения забирают энергию у основной воздушной массы — и вентилятору приходится тратить больше энергии на то, чтобы «прокачать» воздух до потребителя. Ученые КГАСУ предложили уйти от острых углов к скруглению каналов по очертаниям вихревых зон — этот прием давно используют автодизайнеры, судостроители и авиаконструкторы.

«Сама по себе идея не нова: конструкторы стремятся сгладить острые углы, чтобы максимально снизить аэродинамическое сопротивление, — рассказывает Зиганшин. — С вентиляционной системой то же самое. Даже в классических учебниках предлагаются такие решения, в научных журналах СССР писали о том, что неплохо было бы это сделать. Но до применения такие идеи так и не доходили».

Ученые КГАСУ предложили уйти от острых углов к скруглению каналов по очертаниям вихревых зон

Раньше очертания вихревых зон в вентиляционных каналах никто не изучал. Ученые КГАСУ сначала провели исследования энергоэффективной вентсистемы в центре компьютерного моделирования гидроаэродинамики. Затем была собрана экспериментальная установка. «По сути, это часть системы вентиляции, в которую вмонтированы измерительные датчики», — уточняет Зиганшин. По итогам проведенного исследования снижение сопротивления потока зафиксировали на уровне 35–40%.

В прежние годы внедрение разработок тормозилось из-за сложностей с формовкой вентканалов. Сейчас же все серийные детали изготавливаются на станках плазменной резки металла и затем скрепляются друг с другом. «Тут вопрос только в перенастройке программы, внесении нужной геометрии конструкции в компьютер. Профилирование не требует дополнительных расходов при производстве и установке каналов», — подчеркивает Зиганшин.

АУДИТОРЫ ПОДТВЕРДИЛИ, ЧТО КАЧЕСТВО МИКРОКЛИМАТА БУДЕТ ВЫШЕ НОРМАТИВОВ

Сегодня сотни метров вентканалов уже монтируют в URBAN Business Center с учетом разработок ученых КГАСУ. Ученые обещают, что эксплуатационные расходы на вентиляцию снизятся почти в два раза.

URBAN Business Center станет первым в мире зданием с энергоэффективной вентиляцией, созданной учеными из КГАСУФото: ООО «Урбан»

«Мы строим бизнес-центр класса «А» и стремимся собрать в нем самые передовые технологии. Поэтому нас заинтересовало изобретение казанских ученых, а внешние аудиторы — наши партнеры EST Group — подтвердили, что оно будет эффективным и качество микроклимата в пространствах бизнес-центра станет даже выше установленных в России нормативов, — рассказывает управляющая бизнес-центром Анна Ложкина. — Сейчас URBAN Business Center проходит сертификацию по обновленной версии международного стандарта повышения энергоэффективности LEED v4. Проект претендует на получение уровня GOLD и станет первым объектом такого уровня в Татарстане. Получение международного сертификата для нас — это подтверждение того, что мы соответствуем самым высоким требованиям «зеленых» зданий. А качество воздуха сегодня — одно из ключевых требований федеральных и международных компаний к помещениям, условиям работы их сотрудников. Мы с первого дня проектирования на первое место поставили комфорт сотрудников, поэтому, помимо высококлассных отделочных материалов, URBAN будет оснащен всеми топовыми инженерными решениями».

Ложкина рассказывает, что вместе с энергоэффективной вентиляцией в здании установят датчики углекислого газа, которые будут контролировать и изменять скорость воздухообмена в помещении.

«То, что мы называем духотой, — это не нехватка кислорода, а переизбыток углекислого газа в помещении. Человек в такие моменты чувствует себя подавленным и уставшим. Так вот, в наших офисах такого не будет», — объясняет плюсы новых решений Ложкина. 

Рашит Низамов: «В КГАСУ мы стараемся делать так, чтобы наши научно-инновационные разработки находили достойное место в строительном секторе»

ПУТЬ НОУ-ХАУ: ИЗ НАУКИ — В СТРОИТЕЛЬСТВО

«Это хороший пример того, как локальное научное открытие становится полезным для общества, — говорит ректор КГАСУ Рашит Низамов. — Конечно, когда работаешь с производственниками, бизнесом, все это катализируется и подталкивает ученого к новым научным открытиям. Мы стараемся создать необходимую атмосферу в коллективе, чтобы раскрывался потенциал ученых, чтобы им было интересно, работаем над улучшением материально-технической базы. Для этого открыли новый центр инженерных систем. Все это в совокупности дает хорошие результаты. Вообще стараемся делать так, чтобы наши научно-инновационные разработки находили достойное место в строительном секторе».

У разработчиков КГАСУ есть решения и для уже существующих объектов — для борьбы с вихревыми явлениями разработаны и протестированы вставки из пластмассы и негорючих материалов в действующие вентсистемы.