В 2020 году в Екатеринбурге завершилось строительство здания новой штаб-квартиры «Русской медной компании» (РМК) по проекту Нормана Фостера. Офис расположен на берегу Исети в историческом центре города. Это первый в России реализованный проект британского архитектурного бюро Foster+Partners. Необычное сооружение примечательно не только как архитектурный объект: по энергоэффективности, безопасности и уровню автоматизации оно не имеет аналогов в России. В том числе — благодаря передовым инженерным решениям компании Grundfos, которые использованы в составе систем жизнеобеспечения здания.
«Медный дом»
Современный Екатеринбург — настоящая лаборатория архитектурных инноваций. За последние 10-15 лет в городе реализовано множество интересных проектов, преобразивших его облик. Один из наиболее примечательных — 15-этажный (высота — 87,5 м) офис РМК, спроектированный архитекторами знаменитого бюро Foster+Partners.
Уникальное здание стало новой доминантой и достопримечательностью уральской столицы. Необычный призматический фасад в точности передаёт оттенок благородной меди, а форма его сегментов архитектурно повторяет структуру кристаллической решётки этого металла: недаром местные жители и журналисты уже окрестили штаб-квартиру «медным домом». Однако, несмотря на свою необычную конфигурацию, здание идеально гармонирует с застройкой старого города.
То, что скрыто за фасадом, не менее интересно. Каркас строения полностью выполнен из белого архитектурного бетона, а его внутреннюю планировку отличает модульная конфигурация. Все внутренние перегородки и стены кабинетов выполнены из стекла, что обеспечивает максимальное проникновение дневного света. Элементы интерьера и мебель уникальны и изготовлены по эскизам Foster+Partners.
Комфортные условия для работы и отдыха
При разработке внутренней планировки башни архитекторы старались создать комфортную, уютную рабочую среду для персонала компании. Поэтому вместо открытых рабочих пространств они выбрали планировочное решение с небольшими офисами, которые занимают рабочие этажи со второго по тринадцатый. Помещения объединены в стандартные двухэтажные модули, состоящие из пары «установленных» друг на друга офисов. Модули расположены рядами по обе стороны от центрального холла, выполняющего функцию пространства для отдыха. Через застеклённую шахту лифта отсюда открываются живописные виды на город.
Особого внимания заслуживает система управления микроклиматом, которая позволяет в любое время года и суток поддерживать в офисах комфортную температуру и режим воздухообмена. Реализовать это позволило широкое использование инноваций и средств автоматизации управления температурой и влажностью воздуха. Такие возможности, в частности, обеспечило применение в составе климатической инфраструктуры здания современных циркуляционных насосов GRUNDFOS TPE со встроенным преобразователем частоты и интеллектуальным контроллером для непрерывной регулировки напора теплоносителя или хладагента в соответствии с подачей. Это позволяет контролировать рабочие параметры системы на основании сигналов датчиков.
В частности, установленные в штаб-квартире насосы GRUNDFOS TPE3 оборудованы встроенным совмещённым датчиком температуры и перепада давления, а их интеллектуальный контроллер имеет набор встроенных автоматических режимов управления: AUTOADAPT, FLOWADAPT, FLOWLIMIT. В дополнительный функционал оборудования входят: автоматический ночной режим, функция контроля тепловой энергии, оценки расхода и ряд других, являющихся неизменными атрибутами умных насосов GRUNDFOS.
Режим AUTOADAPT основан на работе алгоритма постоянного контроля состояния системы путём анализа внутренних рабочих параметров насоса и показаний встроенного датчика перепада давления. Анализируя эти данные, контроллер определяет оптимальную кривую пропорционального давления и рабочую точку на ней, подстраивая производительность оборудования под потребности системы и обеспечивая тем самым максимальную эффективность её работы.
Функция FLOWLIMIT реализует автоматический контроль расхода без превышения заданного порога. В сочетании с AUTOADAPT она даёт режим управления FLOWADAPT, позволяющий без использования дроссельных клапанов ограничить величину расхода при автоматическом выборе оптимальной рабочей точки. Это снижает вероятность возникновения дисбаланса в системе и повышает её энергоэффективность при общем упрощении и удешевлении конфигурации.
Гидравлическую часть насосов TPE отличает конфигурация «инлайн» с расположенными на одной линии всасывающим и напорным патрубками равного диаметра с резьбовым или фланцевым присоединением. С валом электродвигателя она соединена короткой жёсткой разъёмной муфтой: насос и двигатель выполнены в виде отдельных блоков, а перекачиваемая жидкость отделена механическим торцевым уплотнением вала. Это позволяет оптимизировать использование технических площадей, а также упрощает обслуживание и ремонт агрегата, поскольку демонтировать его головную электрическую часть можно без отсоединения корпуса от трубопровода.
Для обеспечения высокого уровня надёжности насосы TPE выпускаются в корпусе из чугуна с гальваническим покрытием или нержавеющей стали. Гидравлическая и механическая балансировка их рабочих колёс увеличивает срок службы подшипников двигателя и торцевого уплотнения вала.
Помимо TPE, в системе управления микроклиматом «медного дома» использованы интеллектуальные циркуляционные насосы GRUNDFOS MAGNA3 и GRUNDFOS MAGNA1.
Ещё один пример применения инноваций для создания комфортной рабочей среды — организация системы водоотведения. В её составе использованы технические решения, дающие архитекторам и проектировщикам полную свободу в размещении санузлов и точек водоразбора. В частности, автоматические канализационные установки GRUNDFOS Sololift2 C-3. Они позволяют проектировать расположение сантехнических помещений без необходимости учитывать уклоны канализационных трубопроводов и их расположение относительно коллекторов, как это происходит в обычных зданиях с естественным (гравитационным) водоотводом.
Одна установка Sololift2 C-3 обеспечивает водоотвод для трёх сантехнических устройств (раковины, душевой и т. д.) одновременно. Она способна отводить стоки без твёрдых включений с температурой до 90 °C, что делает её оптимальным выбором для кухонь и прачечных, в том числе с автоматическими стиральными и посудомоечными машинами.
Другое решение, также использованное в системе водоотведения «медного дома», — канализационные установки на базе дренажных насосов GRUNDFOS Unilift KP, откачивающих до 14 м3 стоков в час. Насосы выполнены в устойчивом к коррозии корпусе из нержавеющей стали и установлены в специальных накопительных ёмкостях Liftaway C. Они спроектированы для перекачивания сточных вод из стоков в полу, умывальников, стиральных и посудомоечных машин и т. п. — в местах, где невозможно водоотведение самотёком. Грязная вода поступает в насосную установку из подключённой системы. Поплавковый выключатель автоматически включает и отключает насос в зависимости от уровня жидкости в резервуаре, после чего она перекачивается по напорной трубе в главный канализационный коллектор.
Экономия ресурсов — во главе угла
Энергосбережение — визитная карточка Foster+Partners. В разработке проектов бюро всегда принимают участие специалисты по использованию ресурсов окружающей среды. Они помогают строить здания с учётом климатических условий региона, особенностей расположения на местности, естественной инсоляции и других природных факторов.
Например, для Екатеринбурга характерны резкие перепады температуры и небольшое количество солнечных дней в году. С учётом этих особенностей климата и был создан фактурный фасад, напоминающий кристаллическую решётку меди. Он образован чередующимися глухими и прозрачными поверхностями, расположенными под углом друг к другу. Нижние застеклённые элементы фасадных сегментов позволяют невысокому зимнему солнцу свободно проникать в офисы, а верхние глухие панели защищают их от перегрева летом. Такое решение позволило добиться существенной экономии энергоресурсов на освещении помещений зимой и кондиционировании в жаркие месяцы.
Всё установленное в здании инженерное оборудование соответствует высочайшим требованиям в части энергосбережения. Так, упомянутые выше циркуляционные насосы GRUNDFOS TPE3 оснащены электродвигателями класса энергоэффективности IE5, превосходящего требования самых строгих действующих российских и мировых стандартов. В сочетании с оптимизированной конфигурацией проточной части это позволяет снизить энергопотребление при сохранении высокой производительности оборудования.
Частотно-регулируемые двигатели MGE класса IE5 на постоянных магнитах использованы также и в вертикальных многоступенчатых насосах CRE, на базе которых построены четыре автоматические установки повышения давления GRUNDFOS Hydro MPC-E, обеспечивающие работу систем отопления и водоснабжения здания. Их применение позволяет достичь до 10 % дополнительного снижения потребления электроэнергии.
Станция повышения давления Hydro MPC-E представляет собой готовое решение на базе нескольких (от двух до шести) насосов CRE. При минимальном энергопотреблении установки данной серии обеспечивают производительность до 1460 м3/ч и способны создавать напор до 146 м водяного столба. Это позволяет строить на их основе системы водо- и теплоснабжения зданий любой конфигурации и этажности.
Полная автоматизация
Помимо высоких показателей энергоэффективности, выбор решений GRUNDFOS был обусловлен возможностью интеграции насосов в систему диспетчеризации здания: это стало одним из основных требований заказчика. Автоматика позволяет поддерживать постоянное давление в системе с динамическими параметрами независимо от давления на входе путём непрерывного контроля частоты вращения насосов.
Для достижения оптимального КПД контроллер реализует автоматическое каскадное управление насосами и поддерживает множество дополнительных функций: включение и выключение при малом расходе воды, плавное увеличение давления, автоматическое переключение агрегатов для обеспечения одинакового времени наработки и пр. Производительность установки в каждый момент времени зависит от числа одновременно работающих насосов и скорости вращения двигателя каждого из них. Также Hydro MPC-E может функционировать в режиме резервирования, при этом периодически происходит автоматический пробный пуск резервных агрегатов.
Автоматика широко применяется и для контроля работы системы водоотведения здания, в частности для управления дренажными насосами GRUNDFOS серии Unilift. В набор базовых опций входят пуск и останов оборудования (в том числе с задержкой), чередование, обнаружение перелива, аварийные сигналы и предупреждения. Кроме того, контроллер обеспечивает реализацию таких сервисных функций, как ежедневное опорожнение, слив пены, защита от заклинивания, задержка после пуска, возможность управления мешалкой или промывочным клапаном, измерение и расчёт рабочих параметров и пр.
«Всё используемое в составе инженерных систем здания оборудование настолько гармонично встроено, что сейчас мы буквально не видим и не слышим, как оно работает. Можно только почувствовать, что в помещении свежий воздух и комфортная температура. Системы включаются, как только сотрудник приходит на работу. Для этого в офисах установлены датчики присутствия, ничего настраивать не нужно. Автоматически запускаются воздухообмен, климат-контроль, включается свет. Кроме того, есть управление шторами солнцезащиты и шторами приватности, отделяющими кабинеты от атриума», — рассказывает Александр Березовский, директор компании-застройщика — группы компаний «А1».
Безопасность — на высшем уровне
Обеспечению безопасности находящихся в здании людей — сотрудников и гостей компании — проектировщики уделили особое внимание. Так, во всех офисах установлены датчики контроля уровня углекислого газа, связанные с системой управления воздухообменом, имеются датчики присутствия и средства видеонаблюдения. На случай перебоев в электроснабжении в «медном доме» предусмотрены автономные источники питания.
Работу системы водяного пожаротушения обеспечивают четыре мощных консольно-моноблочных одноступенчатых центробежных насоса горизонтальной компоновки GRUNDFOS NB50-315. Эта серия оборудования характеризуется способностью подавать в сеть большие объёмы воды, создавая при этом высокий напор, необходимый для работы систем пожаротушения многоэтажных зданий. В частности, два из установленных в «медном доме» насосов могут поддерживать напор до 99,6 м каждый, обеспечивая при этом производительность до 76,6 м3/ч.
Длительную и безаварийную эксплуатацию оборудования серии NB гарантирует нанесённое методом катафореза и улучшающее коррозионную стойкость покрытие проточной части и рабочего колеса, а также вал из нержавеющей стали. Сервисное обслуживание тяжёлого агрегата облегчает конструкция, позволяющая демонтировать двигатель и рабочее колесо без отсоединения корпуса гидравлической части от трубопроводов: с помощью крана или лебёдки эту операцию может выполнить всего один специалист.
Не менее серьёзно проектировщики здания подошли к решению вопроса отвода дождевых и паводковых вод, что особенно актуально, учитывая сложную гидрогеологию поймы реки Исети. Благодаря грамотным проектным решениям вокруг новой штаб-квартиры РМК максимально комфортно и сухо даже во время дождей.
В числе прочего эффективный дренаж обеспечивают два канализационных погружных насоса GRUNDFOS SL1 мощностью более 5,5 кВт каждый. Их отличают применение одноканального рабочего колеса S-tube и конструкция с использованием устойчивых к коррозии и агрессивным средам чугуна и нержавеющей стали. Благодаря этому насосы могут в течение длительного времени эксплуатироваться в тяжёлых условиях без ремонта и профилактики.
Рабочее колесо S-tube обеспечивает свободный проход твёрдых включений размером до 80 мм и отвод стоков с содержанием сухих веществ до 3 %. Хомутное соединение из нержавеющей стали позволяет при необходимости быстро и без специальных инструментов демонтировать гидравлическую часть насоса с узла электродвигателя для осмотра и техобслуживания.
