Проектирование домов энергоэффективных: Проектирование энергоэффективных домов — Проект энергосберегающего дома

проектирование энергоэффективных домов

На первый взгляд, общая ситуация с масштабным распространением энергоэффективного строительства выглядит не так оптимистично, как бы хотелось, и проще свернуть проекты, расписавшись в собственном бессилии и технической отсталости. Однако перспективы есть и довольно существенные.

Проблемы и успехи в строительстве энергоэффективных домов

Расходы на «коммуналку» — одна из самых весомых частей бюджета большинства россиян. С середины 1990-х об энергоэффективных домах говорилось как об экзотике, которую могли себе позволить только в высокотехнологичных странах мира. Российский путь в тот период предполагал только замену ламп накаливания на энергосберегающие и установку доводчиков на подъездные двери. Но благодаря усилиям Правительства России начался поиск решений проблем обветшалого жилищного фонда, изношенных коммунальных сетей и инфраструктуры. Было очевидно, что своими силами регионы России эту проблему не решат. Так возникла госкорпорация – Фонд содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства.

ЗАЧЕМ УЛУЧШАТЬ ХОРОШЕЕ?

С 2010 года Фонд в рамках программ переселения граждан из аварийного жилищного фонда начал практиковать и пропагандировать строительство энергоэффективного жилья. На сегодняшний день построено 123 дома с применением инновационных технологий различных классов энергоэффективности в 37 регионах России.

С самого начала работы Фонда было понимание того, что строить жилье по стандартным технологиям можно, только если гнаться за резким ростом ввода новых жилых площадей. Но в итоге через несколько лет мы получили бы новые объемы для капитального ремонта и поток жалоб граждан на низкое качество коммунальных услуг и завышенные размеры коммунальных платежей. Но главное, говорить об энергосбережении в сфере ЖКХ не приходилось бы.

Кто-то возразит: зачем улучшать хорошее? Есть же и вполне удачные проекты — так называемых «сталинских» домов или технические решения «элитного жилья» 1970-80-х. Да, для своего времени эти решения были актуальны. Но во времена СССР вопрос об экономии каких-либо ресурсов не стоял. В новых экономических реалиях первыми, кто обратил внимание на энергоэффективные технологии, стали владельцы частного жилья. Однако подход, приемлемый для частного дома или таунхауса на две-три семьи, становится качественно иным при проектировании многоквартирного дома даже малой этажности.

И ПЛАТЕЖ МЕНЬШЕ, И СТРОИТЕЛЬСТВО ДЕШЕВЛЕ

Справедливости ради нужно сказать, что в России уже немало реализовано энергоэффективных проектов, где и управляющая компания молодец, и местные власти не подкачали: все оборудование обслуживается должным образом, а жильцы реально экономят. Опыт показывает, что комплексная застройка энергоэффективных кварталов позволяет достигать наилучших экономических показателей не только по стоимости строительства в сравнении с отдельно строящимися домами, но и по показателям энергетической эффективности.

Один из примеров — возведение квартала из 10 домов в городском округе Жатай Республики Саха (Якутия). К настоящему времени построено и сдано в эксплуатацию девять домов, возведенных в рамках программы по переселению людей из аварийного жилья с участием средств Фонда ЖКХ. Еще один дом в квартале строится.

Так, в трехэтажном 80-квартирном энергоэффективном доме №4 по улице Комсомольской в Жатае усилена теплоизоляция цокольного и чердачного перекрытий, установлены общедомовая приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла, окна с энергоберегающим датчиками погодного регулирования. Вентиляционная система также работает автоматически. Приготовление горячей воды производится за счет двух источников: вакуумных гелиевых солнечных нагревателей и конденсационного котла. Причем, солнечные батареи могут нагревать воду и зимой. Светодиодные светильники во дворе снабжаются энергией от фотоэлектрических панелей. Лестничные клетки и коридоры оснащены светодиодными светильниками с датчиками движения и освещенности.

При строительстве домов в различных комбинациях использованы практически все известные на сегодня энергосберегающие технологии, применимые к условиям севера и вечной мерзлоты. На примере квартала в Жатае показано, что вложение дополнительных средств в энергоэффективные технологии и использование источников альтернативной энергии положительно сказывается на условиях проживания жителей и более чем на 40% снижают стоимость оплаты за коммунальные услуги.

ОТ «УМНЫХ» КОТТЕДЖЕЙ К «УМНЫМ» КВАРТАЛАМ

— Анализируя основные ошибки, которые совершаются в процессе строительства энергоэффективных домов, можно предупредить их повторение в дальнейшем. Заказчик четко должен определить для себя следующие вещи. Расчет проекта должен исполняться только комплексно, в увязке со строительными требованиями и мероприятиями по энергоэффективности. На начальном этапе необходимо уделять внимание расчетному влиянию оборудования, которое планируется применять, на ожидаемый эффект только совместно со строительными решениями, — говорит начальник Отдела энергоэффективных проектов государственной корпорации – Фонда содействия реформированию ЖКХ Андрей Савранский.

Частая ошибка, когда муниципалитет имеет проект дома с определенными параметрами по обычным технологиям, или уже начал его строить, и тут поступает решение сделать этот дом энергоэффективным, например, по классу энергосбережения «А». Еще более заманчивым предложение становится, когда приходят «опытные специалисты», которые построили в соседнем районе несколько частных «умных» коттеджей.

Безграмотное отношение на этапе проекта к подбору энергоэффективных мероприятий как к чему-то побочному, и внедрение при этом в проектное решение инновационных материалов и оборудования в лучшем случае ничего не даст.

…Рязанская область, город Рыбное. Двухэтажный дом на 13 квартир, класс энергоэффективности «А». Оборудован системой солнечных коллекторов для подогрева воды, электростанцией на солнечных батареях, тепловым насосом с геотермальными зондами для системы отопления. Довольно удачное решение по ограждающим конструкциям, выбранным материалам изоляции, крыши, чердачных и подвальных помещений. Но при этом рядом с домом расположена газовая котельная, к которой… дом также зачем-то присоединен.

В итоге получается занятная ситуация. Так как тепловой насос на 22 кВт рассчитан на работу при температуре воздуха -5…-8 С, в более холодную погоду отопление и ГВС согласно проектному решению переходит на питание от котельной. Один нюанс: котельная принадлежит стороннему юридическому лицу, а тепловой насос – собственность жителей дома. Автоматику переключения решили не предусматривать, так как при переключении источника теплоснабжения каждый раз надо оформлять акт. А температура может меняться пару раз в течение суток. Поэтому никто не стал думать, как исправить данный казус – решили питаться только от котельной, собственник которой отпускает тепло по рыночной цене.

ОБ ИНЖЕНЕРЕ ЗАБЫЛИ

Обслуживание и эксплуатация — не менее важный элемент успешной жизнедеятельности системы энергоэффективного дома. Начиная проектирование и строительство сложного с технологичной точки зрения здания, еще на начальном этапе нужно точно знать, кто в дальнейшем будет обслуживать и эксплуатировать оборудование. Лучше, если это будет делать организация, которая проектировала и осуществляла монтаж. И тогда не придется искать виноватых, когда что-то пойдет не так.

Найти квалифицированного инженера трудно. Если его нет, идею применения сложного энергосберегающего оборудования в доме стоит отложить до лучших времен. Иначе эффект будет прямо противоположным!

Обратимся к опыту поселка Юбилейный Кировской области. Двухэтажный дом на 12 квартир, где установлен тепловой насос, четыре солнечных коллектора и 12 рекуператоров воздуха. Удачное проектное решение дома. Оптимальный набор энергоэффективного оборудования. Организация, которая осуществляла проектирование, поставку и контроль монтажа оборудования, предложила заключить контракт на обслуживание систем с инженером, который был уполномоченным от данной компании и проживал в транспортной доступности. После пуска дома в эксплуатацию на волне общей радости и суматохи об инженере забыли. Через некоторое время сменилась и администрация. И те, кто помнил о сложном доме, тоже сменились. Управляющая компания от греха подальше отключает сложное и дорогостоящее оборудование, мотивируя это тем, что в ближайшей округе нет специалистов такого высокого уровня. Дом благополучно обогревается газом. Разумеется, по рыночной цене. Как давно повелось, за любые огрехи коммунальных организаций у нас платит потребитель.

…КЛАССА «А+»

В последнее время звучат упреки от граждан в адрес инновационных технологий в строительстве: дескать, сколько не улучшай и не сберегай, счета за коммунальные услуги продолжают расти вместе с тарифами. Но, повторимся, снабжающие организации очень не хотят терять свою прибыль, поэтому любые свои потери от экономии каких-либо ресурсов стараются восполнять слезами о больших издержках и попытками поднимать тарифные ставки на свои услуги. То есть опять за счет потребителя.

Московская область, Клинский район, поселок Решетниково. Трехэтажный дом на 56 квартир. Наружные стены здания — керамический пористый кирпич с отделкой связанной с системой утепления 130 мм, три тепловых насоса для системы отопления, 48 вертикальных геотермальных зондов, тепловой насос для системы горячего водоснабжения.

Подбор технических решений близок к наиболее полному комплекту для класса энергоэффективности «А+». Тепловизионное обследование дома в мороз -15 С показало отличную теплозащиту.

С чем столкнулись жители данного дома? Управляющая компания упорно не желает замечать установленные поквартирные счетчики тепла, хотя дом был принят всеми возможными комиссиями. И счета за отопление выписываются «в среднем по больнице». Хотя в одной квартире температура составляла порядка +30 градусов, а в точно такой же квартире этажом ниже, соседи прекрасно проживают при +21 градусе. Размер оплаты за тепло абсолютно одинаков!

Представители управляющей компании искренне не понимают, почему дом все еще не подсоединен к центральным сетям и, по понятным причинам, мечтают это сделать. Разница в том, что граждане, проживающие в домах с центральным отоплением вынуждены платить за тепло в течение всего года, даже летом. А в домах с индивидуальными тепловыми пунктами (ИТП) граждане вольны сами решать, когда им нужно отопление, а когда нет, и, соответственно, платить за него.

ДОРАБОТКА И НАЛАДКА

— Приведенный выше опыт строительства домов с применением энергоэффективных технологий нельзя назвать однозначно отрицательными или отнести неудачи в адрес местных властей. Мы только в начале пути, которые многие западные страны уже прошли. Но тем ценнее приобретаемый опыт того, чего не следует делать. В этой сфере отсутствуют нормативные базы и технические регламенты, инструменты государственного стимулирования. Требуется введение сертификации оборудования на предмет соответствия паспортным параметрам и назначению. Законодательно необходимо обязать муниципалитеты не заключать контракты на установку оборудования, требующего обслуживания, без обязательного договора с компанией-поставщиком на последующее обслуживание, в том числе с дистанционным управлением и мониторингом систем, или подготовку соответствующих кадров, уполномоченных работать с данным оборудованием, — подчеркнул Андрей Савранский.

На первый взгляд, общая ситуация с масштабным распространением энергоэффективного строительства, описанная выше, выглядит не так оптимистично, как бы хотелось, и проще свернуть проекты, расписавшись в собственном бессилии и технической отсталости. Однако перспективы есть и довольно существенные.

Надежды связаны с решением задачи строительства арендного жилья (идея доходных домов продолжает жить). Почему? В предлагаемом механизме решения стоящих перед государством задач заказчик-арендодатель имеет единственный источник возврата инвестиций – это арендная плата, которая в процессе эксплуатации, помимо коммунального платежа, входит в стоимость полного объема платы арендатора. Чем дешевле будут обходиться энергоресурсы за счет высокого класса энергетической эффективности МКД, тем большую арендную ставку можно будет включить в квитанцию по квартплате, тем раньше окупятся инвестиции, тем больше будут конкурентные преимущества данного арендодателя.

Прилагаемые усилия в законодательном поле явно недостаточны. Энергоэффективность в ЖКХ заслуживает особого внимания, как одного из значительных инструментов энергосбережения в экономике и может рассматриваться как отдельный национальный проект.

Проектирование энергоэффективных домов • Energy-Systems

 

Почему проектирование энергоэффективных домов должно быть индивидуальным

При решении задач любого уровня сложности следует придерживаться принципа единства поставленных целей и предполагаемых способов их достижения. В ситуациях, когда речь идет о строительстве энергоэффективных домов, такой подход будет как нельзя более кстати, поскольку, если ставится подобная задача, то ее решение предполагает обязательную разработку соответствующего проекта, то есть также энергоэффективного. Данная сфера строительства пока что относится к числу весьма дорогостоящих и затратных, что вполне логично, если принимать во внимание тот факт, что создание альтернативных источников энергии само по себе относится к числу достаточно дорогих удовольствий.

Именно поэтому многие потенциальные владельцы энергоэффективных домов стремятся найти те или иные способы экономии, и «под нож» пытаются пустить, прежде всего, проектировочный процесс. Речь не идет об отказе от проектирования энергоэффективных домов, необходимость этого процесса очевидна и неоспорима. Чаще всего дело касается попыток адаптировать какой-нибудь уже готовый типовой проект под имеющиеся задачи и условия, выполнить его определенную модернизацию. Такое решение становится в корне неверным, поскольку оно в принципе противоречит самой природе такого явления, как создание домов с высоким уровнем энергоэффективности.

Комплексный подход к проектированию энергоэффективных домов и его необходимость

Любой опытный в деле специалист с легкостью подтвердит, что энергетическая эффективность домов достигается только путем комплексного подхода к их проектированию, поскольку только в этом случае можно говорить о максимально реализуемом энергосбережении. Стоит согласиться, что если в дом старой постройки, где масса щелей и понятие изоляции отсутствует «как класс», поставить даже самый современный и мощный рекуператор или тот же тепловой насос, то проблему энергосбережения это не решит, разве что породит новую, связанную с резко возросшими счетами за электричество.

Без тесного и плодотворного сотрудничества заказчика проекта, его архитектора и строителя говорить об успехе всего начинания в деле создания энергоэффективного дома не имеет смысла. К примеру, заказчику кажется, что уменьшение на пару сантиметров толщины изоляционного слоя не приведет ни к каким серьезным последствиям, что с точки зрения профессионалов является грубейшим нарушением. Потом, типичной бывает ситуация, когда сама строительная бригада пытается где-то что-то сэкономить и заработать себе на реализации проекта. Опять же тут могут последовать попытки убедить заказчика, что ему изоляция такой толщины совсем не нужна, это слишком дорого и не оправданно к тому же соображениями эффективности. Можно встретить варианты, когда человека на полном серьезе убеждали, что заложенный в проекте рекуператор ему не нужен, что это напрасная трата денег. Примеров можно привести еще множество, итог у всех один — дом вместо энергоэффективного превращается фактически в бездонную бочку, куда уходят с каждым годом все больше и больше денежных средств, и конца этому потоку не видно.

Естественно, что необходимый результат достигается только в том случае, если все заинтересованные в результате стороны в ходе процесса проектирования жилых домов работают слаженно, сообща и в тесном сотрудничестве друг с другом.

На какие моменты следует обратить особое внимание в ходе проектирования энергоэффективных домов

Существует несколько аспектов, определяющих конечный результат в деле проектирования энергоэффективных домов. Прежде всего, архитектура такого дома должна быть максимально простой и не содержать в себе различных излишеств в виде тех или иных элементов, исполняющих сугубо эстетическую функцию, а также большого количества углов, служащих своеобразными «проводниками» тепла за пределы здания.

Энергоэффективный дом также необходимо правильно расположить на участке относительно сторон света, кроме того, его размеры должны соответствовать количеству обитателей. К примеру, для семей из трех-четырех человек оптимальными считаются дома площадью в 150–200 квадратных метров. Огромное значение имеет толщина теплоизоляционного слоя, в этом вопросе даже два-три сантиметра имеют значение. В современном проектировании домов, относящихся к классу энергоэффективных, приняты стандарты, согласно которым для крыши этот показатель должен составлять 35–40 сантиметров, а для стен — 20.

Наконец, энергоэффективный дом немыслим без соответствующего теплового оборудования, например, солнечного коллектора, теплового насоса или рекуператора. Но просто купить самые лучшие или мощные приборы не означает решение проблемы, все оборудование должно приобретаться на основе выверенных и обоснованных расчетов, выполнение которых является одной из важнейших задач, решаемых в ходе проектирования.

Представление о стоимости проектов энергоэффективных домов, а также любых прочих объектов недвижимости можно получить, прибегнув к помощи этого калькулятора.

Онлайн расчет стоимости проектирования

Эффективный дизайн дома, или как спроектировать дом, чтобы потреблять меньше энергии

Принципы зеленого строительства:

Высокопроизводительные, энергоэффективные Эко-дома могут включать в себя такие функции, как геотермальное отопление, энергия ветра и солнечные батареи, но они не определяющие черты зеленой жизни. Они идут вторыми, а без некоторых можно даже обойтись. Зеленый дом начинается с того, что он хорошо спроектирован, хорошо изолирован и, если возможно, имеет остекление, ориентированное на юг для пассивного притока тепла.

Энергоэффективность, теплоизоляция и ориентация:

Эффективный и устойчивый дом — это дом, в котором требуется минимальное количество энергии для обогрева, освещения и работы приборов. Самый большой расход — *почти всегда нагревает , поэтому снижение потребности в тепле — лучший способ снизить эксплуатационные расходы.

* Мы говорим почти всегда, но, например, Ecohome Edelweiss House использует меньше энергии для отопления, чем большинство домов используют для горячей воды. Узнайте об эффективных стратегиях отопления здесь.

В доме, 60% окон которого выходят на юг ( пассивная солнечная энергия ), потребности в отоплении могут быть снижены на целых 25% практически без затрат. Однако важно, чтобы он был правильно спроектирован, чтобы избежать перегрева, иначе вы сведете на нет любую экономию тепла с кондиционированием воздуха летом.

Хорошо изолированная и герметизированная оболочка здания является обязательным условием функционирования вашего дома. Никакое количество солнечных панелей не компенсирует потери тепла и влаги из окон и стен.

Дом разумных размеров:

Мы просто не можем не подчеркнуть — дом меньшего размера — более эффективный дом. Меньший дом означает меньше земли для раскопок, меньше материалов для производства и доставки, меньше места для отопления, меньше места для охлаждения, меньше налогов, которые нужно платить, меньше уборки. И их всегда дешевле купить или построить.

Мы не предлагаем вам жить в спичечном коробке, но мы можем легко уменьшить среднее количество квадратных футов на человека по стране (в настоящее время 700) и при этом жить довольно комфортно.

Взгляните на Tiny Tack House и NOMAD Micro Home, чтобы узнать, сколько места вам может понадобиться на самом деле.

Гибкий дом:

Размер нашей семьи будет меняться на протяжении всей нашей жизни, и гибкий дом — это тот, который был разработан, чтобы приспособиться к этим изменениям с минимальными затратами и нарушениями. Вы можете уменьшить как финансовые, так и экологические расходы на большой ремонт, предвидя и проектируя для этого момента прямо сейчас.

Подумайте о возможных изменениях планировки или о том, где будут располагаться будущие апартаменты для бабушек, и во время строительства вы сможете проложить необходимую сантехнику и электропроводку, а также обрамить будущие дверные проемы. Поэтому, когда этот день наступит, вместо серьезного разрушительного ремонта у вас уже будет инфраструктура для создания новой ванной комнаты и кухни.

Это также может быть отличным преимуществом при перепродаже, так как будущим владельцам будет проще вносить эти изменения самостоятельно.

Использование вторичного и местного сырья:

Повторно используя существующие строительные материалы и покупая их на месте, вы просто присоединяетесь к тенденции экологичного строительства. Как мы уже говорили, зеленое строительство начинается на этапе проектирования, поэтому вы можете включить эти материалы в свою будущую постройку.

Заблаговременное знание материалов, которые вы будете использовать, может избавить вас от головной боли, так как вы можете сразу внести необходимые коррективы. Если вы планируете использовать, например, старые двери или какой-то конкретный материал для пола, вам может потребоваться отрегулировать высоту рамы или пола. Старые двери не всегда соответствуют стандартным проемам, и лучше всего знать точные размеры до начала строительства.

Проектирование зеленого дома:

Независимо от того, проектируете ли вы свой дом самостоятельно или поручите это профессионалу, помните принципы, изложенные выше. Обязательно найдите дизайнера или архитектора, который разделяет ваше видение или, по крайней мере, позволит вам руководить процессом.

Механические системы:

К сожалению, типичным жертвоприношением в жилищном строительстве являются качественные механические системы. Покупка и установка обычно происходят ближе к концу строительства, и если вы выходите за рамки бюджета, возникает сильное искушение обратить внимание на понижение версии, хотя на самом деле этого делать не следует. Ваше отопительное и охлаждающее оборудование — это ваша система обеспечения комфорта, это не то место, где стоит пытаться сэкономить. И это также, вероятно, будет стоить вам больше в долгосрочной перспективе, поскольку будет менее эффективным и менее комфортным.

Дополнительный совет : ваши системы не должен проектировать подрядчик по отоплению и охлаждению, пусть это сделает инженер. Подрядчики по отоплению обычно устанавливают системы увеличенного размера, чтобы защитить себя от жалоб на недостаточное количество тепла. В результате система запускается и останавливается чаще, поэтому никогда не работает с максимальной эффективностью. Подумайте об этом с точки зрения автомобиля, трогающегося с места и останавливающегося на серии красных сигналов светофора, по сравнению с автомобилем, который получает все зеленые сигналы светофора и едет дальше на крейсерской скорости – какой из них расходует больше бензина? И у кого более приятная поездка? Точно.

Бытовая техника и электричество:

Не стоит недооценивать количество энергии, потребляемой бытовой техникой, электроникой и освещением. Читайте ярлыки на приборах, чтобы узнать, что они потребляют, и ищите те, которые сертифицированы ENERGY STAR. Светодиодные лампы сэкономят электроэнергию и деньги, а также помогут сохранить прохладу в вашем доме летом. Лампы накаливания преобразуют 80% своей энергии в тепло, поэтому включение десяти 100-ваттных лампочек равносильно включению 800-ваттного обогревателя.

Начертить план дома:

Работа с архитектором:

Архитектор предоставит вам полный спектр профессиональных услуг, а именно: проектирование, заключение контракта, оформление всех контрактных документов и получение всех разрешений и согласований.

Однако они недешевы, поэтому планируйте потратить примерно 10-12% от общей стоимости строительства. В зависимости от того, какого архитектора вы выберете, здесь также существует риск того, что вас обсудят с идеями, которые могут не совпадать с тем, что вы изначально представляли.

Прежде чем подписывать контракт с кем-либо, убедитесь, что вы хорошо понимаете, что ищете, или что у вас хорошие рабочие отношения, когда вы участвуете в процессе.

Архитектурный технолог или дизайнер:

Этот маршрут может быть намного более доступным, чем наем архитектора. Вы, вероятно, заплатите от 5000 до 10 000 долларов в зависимости от размера и сложности, и планы по-прежнему будут соответствовать муниципальным или государственным нормам. Это может быть хорошим вариантом для небольших проектов или ремонта.

Технолог или дизайнер может подходить к проекту более механически, чем архитектор. Как только планы составлены, они часто отказываются от ответственности, и тогда мяч оказывается на вашей стороне.

Приобретение готовых планов:

Это может быть полезно, если вы ищете стандартный дом. Это гораздо более быстрый процесс, и это, безусловно, доступный вариант. С другой стороны, вы, скорее всего, не найдете планы, которые идеально соответствуют вашему видению, и любые изменения в существующем плане означают, что цена будет выше, чем вы изначально думали.

Что еще более важно, эти фирмы, как правило, не находятся в авангарде проектирования экологичных домов. Но, как и все остальное в отрасли, они, вероятно, в конечном итоге начнут следовать их примеру, просто мы еще не видели многого. Если вы найдете действительно хорошие, дайте нам знать.

Самостоятельное составление планов дома:

Это может быть довольно весело и полезно, и если вы проведете исследование, то сможете получить отличный продукт, который вполне соответствует вашему стилю жизни и потребностям. Имейте в виду, что это займет довольно много времени, и может потребоваться серьезная кривая обучения, если вы новичок в этом.

Некоторые муниципалитеты не слишком заинтересованы в планах, составленных владельцами, поэтому проверьте, каковы их требования, прежде чем углубляться в них. Кроме того, вы можете забыть некоторые ключевые моменты, так что в долгосрочной перспективе это может вам дорого стоить, если вы не будете очень осторожны.

Какой бы из вышеперечисленных вариантов вы ни выбрали, потратив некоторое время на собственное исследование, вы получите наилучшие шансы получить конечный продукт, которым вы действительно будете довольны.

, чтобы увидеть больше около

концепции, дизайн и архитектура зеленых домов. См. Здесь от Ecohome Руководства по зеленым зданиям

6 Наиболее устойчивые и энергоэффективные проекты домов

по лениртурству на . 18 марта 2015 г. в архитектуре, исследованиях, дизайне и технологиях, устойчивом развитии и эффективности использования ресурсов

Что касается продолжения нашей искусственной среды, то в последнее время изменение климата стало важной и конкретной проблемой, которую необходимо решать во всех аспектах нашей повседневной жизни. Безответственная эксплуатация природных ресурсов привела к чрезмерному производству парниковых газов, выделяемых в результате деятельности человека, что вызывает антропогенное изменение климата (глобальное парниковое потепление). В качестве реальных последствий мы теперь часто сталкиваемся с глобальным потеплением, повышением среднего уровня моря, экстремальной погодой, непредсказуемыми дождями, штормовыми нагонами и так далее. В пятом оценочном отчете (AR5) МГЭИК (Межправительственная группа экспертов ООН по изменению климата) прямо указано, что потепление атмосферы и океанической системы недвусмысленно. Изменение климата происходит необратимо, и никакие устойчивые усилия не дали сколько-нибудь значительных результатов в борьбе с ним.

 

В отчете МГЭИК также отмечается, что чем дольше мы откладываем сокращение выбросов, тем дороже это будет.

Суть в том, что экономисты не могут даже точно оценить, сколько будет стоить климатический ущерб, если мы не предпримем серьезных шагов для замедления глобального потепления. Важно понимать, что наш выбор не состоит в том, чтобы сокращать выбросы углекислого газа или ничего не делать. У нас есть варианты: либо сократить выбросы углерода, либо продолжить работу в обычном режиме, что приведет к ускорению изменения климата и ущербу, превышающему то, что мы можем точно оценить. (Нуччителли, 2014, для The Guardian).

Остановить изменение климата, вероятно, в настоящий момент почти невозможно, учитывая, что для прекращения выбросов требуются глобальные усилия. Хотя мы знаем, что для координации такой вещи с подходом «сверху вниз» потребуется очень много сложных процессов, и изменение старой парадигмы столкнется с долгосрочными социально-экономическими и политическими препятствиями и дорогостоящими технологиями. Тем не менее, невозможно смягчить последствия изменения климата, если мы найдем более осуществимые и выполнимые усилия с подходом «сверху вниз».

 

Городское планирование и проектирование — одна из областей, которые могут превратить нашу искусственную среду в новую экологическую единицу, адаптирующуюся к изменению климата, и в то же время смягчить антропогенное изменение климата. Строительство более экологичного и энергоэффективного жилья будет наиболее стратегически важным вопросом, который должен стать основным направлением смягчения последствий изменения климата в глобальном масштабе. Современные города и люди являются взаимосвязанными ответственными ключами, где многие населенные пункты не функционируют устойчиво. Сюда входят дома или жилые поселки, в которых люди проводят большую часть своей повседневной жизни, помимо коммерческих и рабочих зон.

 

С 2002 года компания Solar Decathlon Министерства энергетики США оказывает поддержку университетам и исследовательским центрам, занимающимся вопросами устойчивого развития и энергоэффективности, в реконструкции новой модели дома будущего в форме биеннале. Их миссия состоит в том, чтобы бросить участникам исследования задачу спроектировать, построить и эксплуатировать самый привлекательный, эффективный и энергоэффективный дом на солнечной энергии, синхронизируя миссию по сокращению потребления энергии, отходов и выбросов. Модели домов должны сочетать в себе доступность, потребительскую привлекательность и превосходный дизайн с оптимальным производством энергии. С 2002 года было проведено шесть конкурсов, на которых были представлены шесть наиболее устойчивых и энергоэффективных проектов домов будущего:

 

(Вся приведенная ниже информация о проекте взята с веб-сайта Solar Decathlon, за исключением информации о Cubity, взятой с сайта Pro.Duravit).

Жилой дом, вдохновленный устойчивыми инновациями (LISI), Венский технологический университет

Источник: Венский технологический университет течение года. Дом приспосабливается к целому ряду климатических зон и подходит для различных стилей жизни. При разработке LISI команда Team Austria руководствовалась видением здорового, устойчивого будущего и концепцией, которая может адаптироваться ко многим образам жизни и климатическим условиям. Рассматривая дом как «социальное существо», стремящееся найти свое место в богато разнообразном сообществе, Team Austria чтит чувство управления в использовании самых ценных ресурсов нашей планеты.

Особенности

• Возобновляемые и экологически чистые строительные и изоляционные материалы из дерева легко транспортируются и обеспечивают комфортный климат в помещении и углеродную нейтральность.
• Сменные архитектурные элементы создают различные сенсорные условия: закрываясь, чтобы сформировать защитный кокон для пассажиров, и открываясь, чтобы позволить им расширить свое пространство.
• Два патио создают баланс между интерьером и экстерьером, общественными и полуобщественными пространствами.
• Пассивная солнечная конструкция в сочетании с автоматическим экраном и системой навеса обеспечивает тень, чтобы в жилых помещениях было прохладно и комфортно.
• Травяной сад во внутреннем дворике черпает воду из резервуара дождевой воды.
• Просторное хранилище, полностью встроенное в стены, освобождает основное внутреннее пространство от беспорядка.

Технологии

• Фотоэлектрические модули обеспечивают годовой излишек, который можно использовать для питания электрических велосипедов или транспортных средств.
• Централизованное подсобное помещение содержит все автоматизированные механические системы, необходимые дому, включая фотогальванический монитор, вентиляцию, водопровод и горячее водоснабжение.
• Два высокоэффективных воздушно-водяных тепловых насоса подают холодную и горячую воду для отопления и охлаждения помещений, а также для горячего водоснабжения.
• Вентиляционная установка с рекуперацией энергии действует как теплообменник тепла и влаги между вытяжным и приточным воздухом, обеспечивая комфорт и здоровье жилых помещений.
• Многофункциональная система чернового пола регулирует микроклимат в помещении с помощью воды, воздуха и активной кубатуры.
• Душевой поддон с рекуперацией тепла снижает потребность в энергии для горячей воды почти на треть.
• С помощью приложения для планшета можно интуитивно понятно получить доступ к автоматизированному центру управления домом, истории показателей энергопотребления и текущим данным.

Рыночная стратегия

Жители ЛИСИ экологически сознательны, интеллектуально подвижны, молоды душой и современны мыслями. LISI был разработан как гибкий дом с потенциалом для серийного производства. Первоначально были определены два экономически перспективных применения:

• Экологичный коттедж для небольших участков в городских районах
• Современное шале для горных и озерных курортов.

 

WaterShed, Мэрилендский университет

Вдохновленный экосистемой Чесапикского залива, Мэрилендский университет возвращается в программу Solar Decathlon 2011 Министерства энергетики США с выпуском WaterShed, в котором предлагаются решения проблемы нехватки воды и энергии. Дом является образцом того, как искусственная среда может помочь сохранить водосборные бассейны повсюду, управляя ливневыми стоками на месте, фильтруя загрязняющие вещества из сточных вод и сводя к минимуму потребление воды. Фотоэлектрические и солнечные тепловые батареи, эффективность оболочки здания и эффективность механических систем делают WaterShed менее требовательным к ископаемому топливу, чем стандартные дома.

Философия дизайна

Формы дома подчеркивают путь капли воды. Разделенная линия крыши WaterShed в виде бабочки подчеркивает сток ливневых вод из каждого модуля, направляя и собирая их по оси воды в центре дома. Вода, используемая в доме, пересекает эту ось через консолидированное механическое ядро.

Пространственно дом выполнен в виде двух «сараев», раздвинутых вдоль центральной водной оси и соединенных третьим модулем: дефисом. Два больших модуля выражают программный замысел живой/рабочей среды, физически разделяя общедоступную и частную сферы. Дефис обозначает ванную комнату и подчеркивает связь между внутренним водопользованием и осью водно-болотных угодий снаружи.

Особенности

Целостный подход компании WaterShed к сохранению, повторному использованию и управлению ливневыми стоками включает:

• Водно-болотное угодье модульной конструкции, которое помогает фильтровать и перерабатывать серую воду из душа, стиральной машины и посудомоечной машины.
• Зеленая крыша, которая замедляет сток дождевой воды на ландшафт и повышает энергоэффективность дома.
• Сад, система съедобных стен и станция компостирования, чтобы проиллюстрировать потенциал улучшения здоровья, экономии энергии и затрат с помощью полной программы углеродного цикла.

 

Технологии

WaterShed включает интегрированные системы, обеспечивающие комфорт в доме в различных климатических условиях. К ним относятся:

• Водопад с осушителем жидкости, который служит элементом дизайна и обеспечивает контроль влажности.
• Инженерная система, использующая избыточную энергию, вырабатываемую солнечными тепловыми батареями.
• Система домашней автоматизации, которая отслеживает и регулирует температуру, влажность, освещение и другие параметры для обеспечения максимальной функциональности при минимальном воздействии на окружающую среду.

Market Strategy

WaterShed предназначен для работающей пары, которая может использовать дом как дом и офис. Эта демографическая группа преобладает на рынках Балтимора, Мэриленда и Вашингтона, округ Колумбия, где есть много отдельных фирм в области консалтинга, права и архитектуры. WaterShed доступен по цене, потому что первоначальные инвестиции в энерго- и водосберегающие технологии в конечном итоге обеспечивают экономию средств, учитывая рост стоимости коммунальных услуг. Для людей в коридоре Вашингтона, округ Колумбия, WaterShed предоставляет возможность работать удаленно, тем самым сокращая транспортные расходы в одном из самых загруженных районов страны.

Избыточный дом, Technische Universität Darmstadt
Устойчивость-это кожа Deep

Teammy Germany началась с «фокусировки на FACADE», создавая дом, который, по-видимому, является двумя клубом. Поверхность покрыта солнечными батареями: фотогальваническая (PV) система мощностью 11,1 кВт, состоящая из 40 панелей монокристаллического кремния на крыше и около 250 тонкопленочных панелей из диселенида меди-индия-галлия (CIGS) по бокам, которые, как ожидается, будут производить невероятные 200% энергии, необходимой дому. Компонент CIGS немного менее эффективен, чем кремний, но лучше работает в пасмурную погоду. Изготовленные на заказ вакуумные изоляционные панели фасада с высокими изоляционными свойствами, а также материал с фазовым переходом в гипсокартоне поддерживают комфортную температуру. Окна с автоматическими жалюзи блокируют нежелательное солнечное тепло.

Команда

Команда относительно небольшая, всего 24 студента, в основном архитекторы. Но член команды Сардика Мейер рассказывает, сколько других участников приняло участие. «Даже мой парень, все семьи и друзья были вовлечены», — говорит она. «У нас была такая большая поддержка; это было действительно невероятно».

Команда Германии заняла первое место в Solar Decathlon 2007, и команда 2009 года полагалась на членов команды 2007 года.

The House

Философия Team Germany заключалась в том, чтобы «расширить границы с помощью как можно большего количества новых технологий». В частности, дом был спроектирован так, чтобы максимизировать выработку фотоэлектрических модулей и использовать подключение к сети электроснабжения на Национальной аллее. В результате получилось двухэтажное здание кубической формы с фотоэлектрическими панелями на крыше и по бокам и единой многофункциональной жилой зоной внутри. Описанный командой как эстетичный солнечный дизайн, дом имеет кровать и другую мебель и технику, которые складываются или служат нескольким целям.

Технологии

Широкое использование фотоэлектрических панелей является наиболее заметной особенностью дома Team Germany, но другие технологии включают:

• Изготовленные на заказ конструкционные панели с вакуумной изоляцией
• Материал с фазовым переходом как в стенах (парафин), так и в потолке (гидрат соли)
• Окна с автоматическими жалюзи
• Котел, интегрированный в систему теплового насоса, который позволяет системе обеспечивать горячее водоснабжение, а также отопление и охлаждение.

Особенности дома

• Двухэтажный куб, обеспечивающий максимальные размеры и площадь поверхности
• Площадь поверхности, почти полностью покрытая фотоэлектрическими панелями — монокристаллический кремний на крыше, тонкопленочный диселенид меди-индия-галлия по бокам
• Ожидаемое производство вдвое большего количества электроэнергии, чем необходимо
• Единое многофункциональное пространство внутри

 

 

SolarHaus, Technische Universität Darmstadt

«Сделано в Германии» — это фраза, которая хорошо подходит к работе Solar Decathlon от Technische Universitat Universitat Darmstadt, потому что команда хочет представить немецкий способ строительства, демонстрируя немецкие технологии и материалы в своих работах. солнечный дом, в том числе немецкий дуб. Дизайн дома команды кажется простым, с экстерьером из дуба и стекла, но за низкотехнологичным внешним видом скрывается множество высокотехнологичных устройств.

Акцент на продуктах и ​​технологиях «Сделано в Германии» проявляется в сотрудничестве команды с немецкими компаниями и производителями, такими как Bosch, которая организовала трехмесячную стажировку для двух дармштадтских студентов. Такое расположение предоставило студентам испытательный стенд для изучения производительности систем, которые будут обеспечивать горячее водоснабжение и климат-контроль в доме.

«Это было очень интересно, потому что все эти эксперты были рядом с нами, и когда у нас возникали конкретные вопросы, мы всегда очень быстро получали очень хорошие ответы», — говорит Тоби Керн, студент-архитектор, который был одним из стажеров.

После «Солнечного десятиборья» дом вернется в Германию для использования в качестве солнечной электростанции в рамках университетского проекта «Солнечный кампус» («Solare Lichtwiese»), благодаря которому все здания на территории кампуса будут оборудованы зданиями. — интегрированная фотогальваника, подающая электроэнергию в электрическую сеть Германии.

В Германии действует «зеленый тариф на солнечную энергию», который обеспечивает гарантированную цену на любую солнечную энергию, подаваемую в электрическую сеть Германии. Поскольку льготный тариф достаточно высок, чтобы более чем покрыть стоимость установки в долгосрочной перспективе, университет продает акции населению для финансирования этих фотоэлектрических систем. Это приносит прибыль инвесторам, поскольку доход от продажи электроэнергии распределяется между ними. Дом Solar Decathlon станет первой частью этого амбициозного проекта, продолжающего демонстрировать потенциал интегрированной в здание солнечной энергии.

Источник: Tu Darmstadt

Источник: Tu Darmstadt

Источник: Tu Darmstadt

Cubity — Plusenergiesstudentenwohnheim, Technische Universitä Darmstadt. является первым в мире студенческим общежитием, предлагающим индивидуальное жилое пространство размером всего 16 x 16 метров. Duravit поддерживает этот инновационный проект как перспективный подход к устойчивому образу жизни.

Строительство дома «Энергия плюс» основано на концепции «деревня в доме», поскольку при совместном проживании учащихся преобладают общие функции. Шесть двухэтажных кубов, каждый из которых состоит из двух независимых жилых единиц, расположены вокруг центральной общей зоны, «рынка». Помимо рынка, жители имеют общую зону для приготовления пищи, галерею и террасу. Они адаптированы к типичной студенческой деятельности.

Все кубы предлагают индивидуальное место для уединения и сосредоточены на личных функциях, таких как сон, работа и личная гигиена. Изделия Duravit из серий Happy D.2 и Darling New являются идеальным дополнением молодой экспериментальной жилой концепции Cubity. Умывальники и компактные унитазы обеспечивают дополнительное удобство, не занимая при этом слишком много места. На площади всего 7,2 м² специально разработанная встроенная мебель, которая включает в себя кровать, шкаф, стол, стул, освещение, электроснабжение и место для хранения, обеспечивает максимальную гибкость в небольшом пространстве.

На верхний этаж ведет единственная лестница с галереей, обеспечивающей доступ к отдельным кубам. Каждый куб также имеет отдельный вход.

Все здание состоит из нескольких климатических слоев. Он использует реверсивный тепловой насос воздух-вода для обогрева или охлаждения салона. Питьевая вода предварительно нагревается в накопительном баке горячей воды. Тепловой насос питается в основном от солнечных батарей на крыше. Система напольного отопления и охлаждения обеспечивает сбалансированную температуру в течение всего года в торговом зале, спроектированном как промежуточная климатическая зона.

 

 

Био S(h)IP Дизайн, Университет Колорадо

«Это естественное место, где бы вы ни находились» . Материалы, использованные в доме Университета Колорадо, читаются как меню ресторана здорового питания. Соя, кукуруза, подсолнух, рапс, кокос — это лишь некоторые из натуральных «ингредиентов» многих компонентов и мебели (и даже посуды), представленных в этом уникальном модульном доме. Более того, топливо природного происхождения будет использоваться для перевозки дома в Вашингтон и обратно 9.0007

Использование натуральных материалов было одной из пяти основных целей проектирования, наряду с инновациями, энергоэффективностью, модульностью и доступностью. Результатом стал устойчивый, привлекательный солнечный дом, построенный почти полностью из переработанных и натуральных материалов, который можно использовать практически везде, чтобы дополнить практически любой образ жизни.

Команда из Колорадо особенно стремится представить инновационные структурно-изолированные панели на биологической основе — BIO-SIP, используемые для стен. Джули Хердт, один из преподавателей группы, разработала BIO-SIP с помощью исследователей из Лаборатории лесных товаров Министерства сельского хозяйства США в Висконсине. Он отвечает всем требованиям строительных норм и правил и запатентован для использования в будущих продуктах. BIO-SIP объединяют два коммерчески доступных экологически чистых продукта: прочный, но легкий Sonoboard, изготовленный из переработанных целлюлозных материалов компанией Sonoco, и BioBase 501, легкий пенный утеплитель, изготовленный из соевого масла компанией Biobased Systems.

BIO-SIP и высокоэффективное оконное остекление способствуют повышению энергоэффективности дома. То же самое можно сказать и о встроенной лучистой солнечной тепловой системе, используемой для обогрева помещений и нагрева воды. «Нам нужна была ненавязчивая система отопления и охлаждения без воздуховодов, и она действительно отвечает всем требованиям», — говорит Кендра Таппер, студент-руководитель группы инженеров.

Команда также тщательно отобрала фотоэлектрическую систему на крыше дома и встроенные в здание фотонавесы, которые обеспечивают тень и электричество. «Наша фотоэлектрическая система на крыше состоит из 32 панелей SunPower по 200 Вт; они эффективны примерно на 16-17%», — говорит Джефф Линг, руководитель студенческого проекта.