Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

Содержание:

1.Самодостаточность архитектурных объектов.

1.2.Возобновляемые источники энергии.

1.3.Зеленое строительство.

1.4.Энергоэффективный дом.

2.Международный опыт формирования объектов с энергоэффективной самодостаточностью.

Заключение.

Список используемой литературы.

1.Самодостаточность архитектурных объектов.

Самодостаточность

Авта́рки́я (от др.-греч. αὐτάρκεια — самообеспеченность (самодостаточность) — система замкнутого воспроизводства , с минимальной зависимостью от обмена с внешней средой, т.е. объект либо сооружение должны обладать воспроизводством систем жизнеобеспечения. 

1.2.Возобновляемые источники энергии.

Возобновляемая или регенеративная энергия («Зеленая энергия») — энергия из источников, которые по человеческим масштабам являются неисчерпаемыми. Основной принцип использования возобновляемой энергии заключается в её извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде процессов и предоставлении для технического применения. Возобновляемую энергию получают из природных ресурсов, таких как: солнечный свет, ветер, дождь, приливы и геотермальная теплота, которые являются возобновляемыми (пополняются естественным путем).

В 2013 году около 21 % мирового потребления энергии было удовлетворено из возобновляемых источников энергии.

Термоядерный синтез Солнца является источником большинства видов возобновляемой энергии, за исключением геотермической энергии и энергии приливов и отливов. По расчётам астрономов, оставшаяся продолжительность жизни Солнца составляет около пяти миллиардов лет, так что по человеческим масштабам возобновляемой энергии, происходящей от Солнца, истощение не грозит.

Ветроэнергетика

Это отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, тепловую и любую другую форму энергии для использования в народном хозяйстве. Преобразование происходит с помощью ветрогенератора (для получения электричества), ветряных мельниц (для получения механической энергии) и многих других видов агрегатов. Энергия ветра является следствием деятельности солнца, поэтому она относится к возобновляемым видам энергии.

Гидроэнергетика

На этих электростанциях, в качестве источника энергии используется потенциальная энергия водного потока, первоисточником которой является Солнце, испаряющее воду, которая затем выпадает на возвышенностях в виде осадков и стекает вниз, формируя реки. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. Также возможно использование кинетической энергии водного потока на так называемых свободно поточных (бесплотинных) ГЭС.

Приливная электростанция

Электростанциями этого типа являются особого вида гидроэлектростанции, использующие энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды.

Энергия волн

Волновые электростанции используют потенциальную энергию волн переносимую на поверхности океана. Мощность волнения оценивается в кВт/м. По сравнению с ветровой и солнечной энергией энергия волн обладает большей удельной мощностью. Несмотря на схожую природу с энергией приливов, отливов и океанских течений волновая энергия представляет собой отличный от них источник возобновляемой энергии.

Солнечная энергетика

Данный вид энергетики основывается на преобразовании электромагнитного солнечного излучения в электрическую или тепловую энергию.

Солнечные электростанции используют энергию Солнца как напрямую (фотоэлектрические СЭС работающие на явлении внутреннего фотоэффекта), так и косвенно — используя кинетическую энергию пара.

Геотермическая энергия

Электростанции данного типа представляют собой теплоэлектростанции использующие в качестве теплоносителя воду из горячих геотермальных источников. В связи с отсутствием необходимости нагрева воды ГеоТЭС являются в значительной степени более экологически чистыми нежели ТЭС. Строятся ГеоТЭС в вулканических районах, где на относительно небольших глубинах вода перегревается выше температуры кипения и просачивается к поверхности, иногда проявляясь в виде гейзеров. Доступ к подземным источникам осуществляется бурением скважин.

1.3.Зеленое строительство

Зелёное строительство — это вид строительства и эксплуатации зданий, воздействие которых на окружающую среду минимально^]. Его целью является снижение уровня потребления энергетических и материальных ресурсов на протяжении всего жизненного цикла здания: от выбора участка по проектированию, строительству, эксплуатации, ремонту и сносу.

Другой целью зелёного строительства является сохранение или повышение качества зданий и комфорта их внутренней среды. Эта практика расширяет и дополняет классическое строительное проектирование понятиями экономии, полезности, долговечности и комфорта.

Хотя новые технологии по строительству зелёных зданий постоянно совершенствуются, основной целью данной идеи является сокращение общего влияния застройки на окружающую среду и человеческое здоровье, что достигается за счёт: эффективного использования энергии, воды и других ресурсов;внимания по поддержанию здоровья жителей и повышению эффективности работников;сокращения отходов, выбросов и других воздействий на окружающую среду.

Задачи: 

1.Сокращение совокупного (за весь жизненный цикл здания) пагубного воздействия строительной деятельности на здоровье человека и окружающую среду, что достигается посредством применения новых технологий и подходов.

2.Создание новых промышленных продуктов.

3.Снижение нагрузок на региональные энергетические сети и повышение надёжности их работы.

4.Создание новых рабочих мест в интеллектуальной сфере производства.

5.Снижение затрат на содержание зданий нового строительства

1.4.Энергоэффективный дом.

Пассивный дом, энергосберегающий дом или экодом (нем. Passivhaus, англ. passive house) — сооружение, основной особенностью которого является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление  — в среднем около 10 % от удельной энергии на единицу объёма, потребляемой большинством современных зданий. В большинстве развитых стран существуют собственные требования к стандарту пассивного дома.

Растут цены на электричество и тепло. Остро стоит вопрос эксплуатационных затрат на жилье. Показателем энергоэффективности объекта служат потери тепловой энергии с квадратного метра (кВт·ч/м²) в год или в отопительный период. В среднем составляет 100—120 кВт·ч/м². Энергосберегающим считается здание, где этот показатель ниже 40 кВт·ч/м².Для европейских стран этот показатель ещё ниже — порядка 10 кВт·ч/м².

Достигается снижение потребления энергии в первую очередь за счет уменьшения теплопотерь здания.

Архитектурная концепция пассивного дома базируется на принципах: компактности, качественного и эффективного утепления, отсутствия мостиков холода в материалах и узлах примыканий, правильной геометрии здания, зонировании, ориентации по сторонам света. Из активных методов в пассивном доме обязательным является использование системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией.

В идеале, пассивный дом должен быть независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры. Отопление пассивного дома должно происходить благодаря теплу, выделяемому живущими в нём людьми и бытовыми приборами. При необходимости дополнительного «активного» обогрева, желательным является использование альтернативных источников энергии. Горячее водоснабжение также может осуществляется за счёт установок возобновляемой энергии: тепловых насосов или солнечных водонагревателей. Решать проблему охлаждения/кондиционирования здания также предполагается за счет соответствующего архитектурного решения, а в случае необходимости дополнительного охлаждения — за счет альтернативных источников энергии, например, геотермального теплового насоса.

Иногда определение «пассивный дом» путают с системой «умный дом», одной из задач которой является обеспечение контроля энергопотребления здания. Также отличается система «активного дома», которая помимо того, что мало тратит энергии, ещё и сама вырабатывает её столько, что может не только обеспечивать себя, но и отдавать в центральную сеть (дом с положительным энергобалансом).

2.Международный опыт формирования объектов с энергоэффективной самодостаточностью.

Испания:

Испанский архитектор построил в Валенсии самодостаточный «Дом в лесу»

Дом вполне способен функционировать в замкнутом цикле, даже если вокруг него на сотни километров не окажется станций энергоснабжения и городского водопровода. Здание расположено на местности, где начинается  долина, и открываются лучшие виды окрестных пейзажей.

Как сообщает сайт espanarusa.com, работа над конструкцией началась в 2008 году. В итоге получится продукт топографической работы. Дом оборудован системой управления участком вокруг здания, самостоятельной вентиляцией и циркуляцией воздуха. Часть постройки является основной  в жизнеобеспечении здания и управляет всеми внутренними программами.

«Дом в лесу», как свою работу называет сам знаменитый испанский архитектор, «уважает» окружающую среду. Исключение составила вырубка нескольких деревьев вокруг  постройки для предотвращения возможных пожаров. Подобную конструкцию принято называть «разъединенной».

Речь идет о привычных всем нам системах водо- и электроснабжения, отопления, водоочистки, которые могут работать в непривычном пока автономном режиме. Дом не нуждается в дополнительном подключении к стандартным коммуникациям, так как использует солнечную и ветровую энергию, специальные батареи, а также систему очистки дождевой воды.

Аргентина:

Знаменитый борец с мусором во всех его проявлениях Майкл Рейнольдс строит свои экодома Earthship в самых разнообразных уголках мира. Для возведения очередного здания из экологичных стройматериалов Рейнольдс выбрал место на самом “конце света”.
Расположенный в городке Ушуайя (Аргентина), который является самым южным в мире, экодом Tol-Haru, la Nave Tierra del Fin del Mundo можно назвать полностью самодостаточным: все электрооборудование внутри него может запитываться от возобновляемых источников энергии (ветра и солнца) – равно как и система отопления здания. Дом изготовлен из натуральных и вторичных стройматериалов (его создатели использовали 333 шин, 3000 алюминиевых банок, 5000 пластиковых и 3000 стеклянных бутылок). Строение площадью чуть более 50 квадратных метров также может похвастать высокоэффективной системой фильтрации дождевой воды.

 Строительство началось в начале этого года после того после того, как Рейнольдс сотоварищи получил одобрение со стороны местного муниципалитета. В проекте пришило участие около 60 человек, включая иностранных студентов, местных рабочих и самого Рейнольдса.

Китай:

Башня «Жемчужная река» является вполне самодостаточным сооружением, не нуждающимся в богатых украшениях. Внушительные размеры небоскреба и его невиданные обтекаемые формы — лучший декор, гораздо более яркий, чем помпезные шпили или магическая многоцветная иллюминация. 

Высота здания согласно проекту планируется немалая – 310 метров. Всего в доме предусмотрен 71 этаж — 69 офисных и 2 технических. Именно на технических уровнях устроят гигантские ветряные турбины, которые установят вертикально в специальных каналах. Такое расположение ветряков более эффективно. Разработчики подсчитали, что автономные ветряные мельницы давали бы в 15 раз меньше энергии, чем те, которые планируется интегрировать в здание. В общем-то, это и понятно. На высоте в сотню метров дуют сильнейшие ветры. К тому же скорость ветра в 2.5 раза усилится за счет конструктивных особенностей здания. Фасад небоскреба в форме гигантской вертикальной волны плавно закругляется перед каждым каналом с ветряками. В образовавшуюся гигантскую щель потоки воздуха направятся с большей силой, способствуя наращиванию вращения огромных лопастей турбин и потенцируя генерацию мегаватт энергии. Еще одно положительное свойство отверстий в небоскребе – уменьшение ветровой нагрузки на здание, которую неизбежно испытывают все небоскребы. Расположение сооружения тоже выбрано неслучайно, фасад дома ориентирован навстречу ветрам, дующим с юга Китая.

В Жемчужной Реке предусмотрена и масса других инноваций, существенно экономящих средства на обслуживание здания и способствующих рациональной планировке помещений. Например, в полы встроена система, по которой циркулирует охлажденная жидкость. Таким образом, осуществляется кондиционирование. Инженерам удалось избежать объемных сетей принудительного воздушного охлаждения. Высвободившиеся площади использовали для устройства 5 дополнительных этажей, причем безо всяких дополнительных расходов и увеличения первоначальной высоты здания. 

В Гуанчжоу большую часть года тепло и влажно, поэтому разработчики уделили большое внимание не только системе охлаждения, но и осушения воздуха. Она организована также в скрытых вентиляционных шахтах, где установлены пассивные осушители воздуха, позволяющие убрать излишнюю влагу без привлечения энергетических ресурсов. Сухой горячий воздух будет поступать из каналов, организованных между двойным остеклением южного фасада. Подобная вентиляция стекол к тому же снизит общий нагрев здания и, как следствие, затраты на его кондиционирование.  

Солнечную энергию планируется использовать в полной мере, нисколько не меньше, чем ветряную. Для этого фасад здания обрамят фотоэлектрические панели. Излишки энергии будут запасаться в аккумуляторных батареях. Специальные панели, не только предусматривают улавливание солнечной энергии, но еще и уменьшают нагрев здания. Покрытие стекол в окнах Жемчужной Реки также не обычное, а антибликовое, способствующее отражению прямых солнечных лучей. Подобные стекла, во-первых, помогут избежать излишнего перегрева офисных помещений, а во-вторых, повысят комфорт пребывания в здании, создавая мягкое освещение в комнатах. Дополнительно все окна оборудуют «умными» автоматическими жалюзи. Они будут самостоятельно открываться и закрываться в зависимости от положения Солнца на небе. 

Экономия воды, впрочем, как и теплоснабжение здания, в Башне задумано по последнему слово экологической моды. Например, в дом внедрят тепловые коллекторы, в которых вода будет нагреваться за счет солнечной энергии. Эту горячую воду пустят на обогрев и хозяйственные нужды. Откуда же возьмется сама вода? С неба. На крыше установят сборники дождевой влаги, которые будут направлять ее на дальнейшую очистку и переработку. Для еще пущей экономии воды в Perl River Tower организуют безводные писсуары. В итоге поступление воды извне понадобится в гораздо меньших объемах, чем это обычно требуется для подобных сооружений.

Заключение:

Остается ответить на вопрос, почему же будущее именно за таким энергосберегающими домами? На самом деле ответ очевиден. Дом, независимый от каких либо наружных источников энергии, полностью автономен. Он будет существовать и отлично себя «чувствовать» даже, когда цены на нефть взлетят в разы, а стоимость электричества, подаваемого из центральных электростанций, резко увеличится. 

Второй плюс таких домов – в бесспорной экономии природных ресурсов. Представьте, что все офисные и жилые здания в мире смогли бы обеспечивать себя энергией сами! В таком случае экологическая ситуация явно пойдет на поправку. Ну и, в-третьих, — сооружения подобного типа очень экономичны. Они не требуют больших затрат на содержание, кроме того, стоимость коммунального обслуживания несравнима мала. В год владельцы здания смогут экономить сотни тысяч долларов, поэтому возможно, спустя несколько десятков лет, денежные вложения, пошедшие на строительство здания, полностью окупятся. 

Несомненно, «зеленные» офисные и жилые здания привлекают к себе большое внимание общественности. Квартиры и коммерческие площади в них продаются и сдаются гораздо быстрее, чем в обычных типовых постройках. Да, преимуществ более чем достаточно. Осталось дело за малым — внедрить передовые технологии во все сферы строительства и поставить это дело на поток не только в Китае, но и в других странах мира. 

Список используемой литературы.

1. http://nevsedoma.com.ua/index.php?newsid=173366
2. http://green-dom.info/%D0%B7%D0%BE%D0%B4%D1%87%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE/samodostatochnyj-dom-earthship-postroen-na-krayu-sveta/
3. http://xreferat.ru/88/166-4-neboskreby-mira.html
4. http://greenevolution.ru/2013/08/12/ispanskij-arxitektor-postroil-v-valensii-samodostatochnyj-dom-v-lesu/
5. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0