Выступы крыши и массивные кирпичные стены сводят охлаждение к минимуму, а вся конструкция здания значительно ограничивает потребность в тепле и кондиционировании. Тепло обеспечивается главным образом пассивным солнечным обогревом, внутренним накоплением тепла от работы значительного количества приборов и от присутствия тысячи сотрудников и студентов. Эти тепловые нагрузки могут быть достаточно высокими — от 84 ватт на квадратный метр для оборудования в электротехнической лаборатории до 100 ватт на квадратный метр в механической лаборатории. В типичных административных зданиях Великобритании оборудование и работники создают тепловые нагрузки не более 25–32 ватт на квадратный метр. Дополнительное тепло дает природный газ.
Все эти подходы минимизируют потребление электроэнергии, что уменьшает размеры оборудования или даже устраняет необходимость в нем, давая экономию как энергии, так и капитальных затрат. По сравнению с типичными капитальными затратами в 34—40 %, объем капитальных затрат на механические и электрические системы в «Здании Королевы» составил лишь 24 %. Здесь используется только 25–30 % топлива, необходимого для эквивалентного здания. Общие затраты на здание с отделкой и полным оборудованием составили всего 12 миллионов долларов, или 1980 долларов за квадратный метр, а без отделки — 1184 доллара за квадратный метр. В любом случае это чрезвычайно низкая цена.
1.7. Ремонт выстроенных в ряд кирпичных домов
В Сент-Луисе, штат Миссури, как в большинстве американских городов и во многих городах других стран, большая часть жилой застройки — однообразные улицы, вдоль которых тянутся ряды узких трехэтажных домов, сделанных из дикого камня или кирпича. Многие из когда-то солидных, старинных классических сооружений порядком обветшали и даже брошены владельцами. Что можно сделать с такими домами?
Руководитель Управления энергетики Сент-Луиса Джим Сэккетт пришел к выводу, что эти здания нужно восстановить. Но многие из них находились в ужасном состоянии. Разваливалась на куски внутренняя отделка домов, переживших пожары, перекашивались стены, неровными становились полы. Нанять квалифицированных специалистов для того, чтобы все сделать вертикальным, прямоугольным и горизонтальным, было не по средствам. Но даже если бы деньги удалось найти, многим городским беднякам все равно оказалось бы не по силам оплачивать счета за энергию в домах с тонкой или отсутствующей изоляцией, в климате с очень жарким и влажным летом и холодной зимой.
Путем проб и ошибок было найдено удачное решение. В основание в качестве самовыравнивающегося фундамента заливался «плавающий бетонный пол». Расположенный по соседству цех в массовом количестве производил сборные панели, заполненные изолирующей пеной. Панели вставлялись между жаропрочными слоями стены из сухой кладки, так, чтобы края их плотно прилегали друг к другу. Используя простую монтажную систему, приспособленную для совсем не идеальных стен, все здание можно было облицевать этим привлекательным отделочным и сверхизоляционным материалом.
Затем был найден простой способ прорезания отверстий для дверей и окон. Поскольку в то время суперокна еще были недоступны, Сэккетт выбрал другой широко известный вариант: два окна с двойной подвеской. Каждое окно состояло из верхней и нижней частей, скользящих по направляющим. Открывая и закрывая внутреннюю и внешнюю, верхнюю и нижнюю рамы в различных комбинациях, можно было заставить окна обогревать, охлаждать, проветривать или изолировать дом в различные времена года.
Результат оказался замечательным как по своему эффекту, так и по простоте. Без использования сверхсложных методов или материалов — никаких суперокон, никаких теплообменников типа воздух-воздух и т. п. — сверхизоляция вполовину сократила издержки на каждый дом за срок службы. Потребность в отоплении упала более чем на 90 %; даже при отсутствии отопления в самую суровую зиму температура в помещении почти никогда не падала ниже 12 °C благодаря поступлению через окна пассивного солнечного тепла. Необходимость в охлаждении сократилась примерно на столько же — один установленный в окне кондиционер мог охладить и осушить весь дом, обеспечивая комфорт.