4. обертається "сонячний" будинок

Обертається "сонячний" будинок - це енергогенеруючий будинок на одну сім'ю, енергоспоживання якого покривається повністю або частково за рахунок використання сонячної енергії. Від простого енергогенеруючого будинку його відрізняє те, що вся будівля встановлено на так званій "підставці, що обертається", внаслідок чого сонячні колектори постійно розташовані оптимально стосовно напрямку інсоляції. Таким чином досягається більш повне використання сонячної енергії.

5. 3-Liter-Haus

Для опалення цих будинків потрібно менше 30 кВтг на рік на 1 м2 опалювальної площі. Це відповідає приблизно 3 літрам рідкого палива на рік на 1 м2 опалювальної площі. Назва "3-Liter-Haus" вживається здебільшого при продажу та купівлі житла для характеристики показника енергоспоживання. Критеріїв, що дозволяють перевірити енергоспоживання будинку на відповідність цієї назви, немає, тому, "3-Liter-Haus" це, скоріше, обіцянка, ніж реальні показники. Це визначення запозичене з автомобільної галузі, де існує таке поняття як "машина 3 літри" для автомобілів, що витрачають дуже мала кількість палива. У побут визначення "3-Liter-Haus" ввела німецька компанія Viebrockhaus. Пізніше з'явилися також "1-Liter-Haus", "5-Liter-Haus" і т.п. Їх можна об'єднати під одним загальним поняттям "Х-Liter-Haus".

Розглянемо окремо опалювальну, енергозбереження, водопостачання.

Опалювальна система

Завдяки швидкому розвитку науки і переходу на використання нових енергоефективних будівельних конструкцій та матеріалів, можливий перехід від будівель старої споруди (група 1) до будівель з нульовим витратою енергії (група 5). Проведені в Німеччині дослідження показують, що в приміщеннях будівель старої споруди, на обігрів одного квадратного метра потрібно від 300 до 400 кВт • год / м2, а в будівлях, побудованих протягом останніх 20 років, потреба в опалювальній енергії знижена до 150-200 кВт • ч / м2 (група 2). Сьогодні вже експлуатуються житлові будівлі, побудовані з використанням новітніх енергозберігаючих технологій та із застосуванням сучасних енергоефективних матеріалів, в яких питома витрата енергії на опалення становить близько 20 кВт • ч / м2. [1] Для досягнення таких цілей потрібно:

1. - високоефективна теплоізоляція будинків;

Дослідження показують, що при експлуатації традиційного багатоповерхового житлового будинку через стіни втрачається до 40% тепла, через вікна - 18%, підвал - 10%, покриття - 18%, вентиляцію - 14%.

Найкращим способом підвищення теплозахисту вже наявних будівель (реконструйованих будівель) вважається зовнішня теплоізоляція стін із застосуванням ефективних теплоізоляційних матеріалів. При цьому забезпечується значне підвищення теплотехнічної однорідності зовнішніх огороджень, простота конструктивних рішень додаткової теплозахисту, можливість утеплення будівель без виселення мешканців, збереження корисної площі, поліпшення температурно-вологісного режиму існуючих зовнішніх огороджень. Поширення в будівельній практиці отримали конструкції зовнішньої теплоізоляції, які умовно можна розділити на "мокрі" системи з оштукатурюванням плитного (краще - нанести) утеплювача, і "сухі" вентильовані системи з облицюванням на віднесенні від шару теплоізоляції. Ті ж підходи використовуються при проектуванні та зведенні нових енергоефективних будівель. Застосування новітніх енергозберігаючих рішень із залученням сучасних теплозахисних матеріалів, багатошарових стінових конструкцій, граматичних багатокамерних склопакетів, енергозберігаючої сантехніки та інженерного обладнання дозволяє значно скоротити втрати тепла. Зниження енергоспоживання залежить від регіону будівництва та об'ємно-планувальних рішень будівель і в середньому становить близько 40% в порівнянні з будівлями, побудованими за старими нормами. Крім перерахованих вище аспектів пасивного енергозбереження, також варто згадати про новітні рішеннях із залученням високих технологій. Маються на увазі інтелектуальні системи опалення, що дозволяють оптимізувати надходження пари та гарячої води в будинку - тобто забезпечити необхідне і достатнє його кількість тоді і там, де це необхідно. Однак такий підхід вимагає внесення значних і деколи радикальних змін в поширену, зокрема, в Росії схему централізованого опалення. [3]

2. сучасні "інтелектуальні" опалювальні установки і системи регулювання опалення, відповідають високому рівню теплоізоляції з високим ККД;

3. - великі скляні поверхні (вікна) для пасивного використання сонячної енергії, встановлені, переважно, з південного боку будівлі;

4. - рекуперація тепла в системах вентиляції, які регулюються користувачем;

5. - позитивне ставлення мешканців до будівель з низьким енергоспоживанням.

електропостачання

Розглянемо на прикладі будівлі будинок Роуз (Rose House), Портленд, штат Орегон, США, це невеликий будинок, який послужив як лабораторії для енергозберігаючого житлового проекту в 2004 році, і, як виявилося, став першим будинком в штаті, спроектованим для досягнення нульового споживання корисної енергії.

Фотоелектричні панелі забезпечують будинок електроенергією і використовують "фактичні виміри для визначення різниці показань". Електролічильник в будинку вважає як вхідні, так і вихідні вати; енергопостачальна компанія купує запас енергії під час сонячного періоду і продає вати при необхідності.

З такими показниками система сонячних батарей може зберігати потужність в мережі в денний час і використовувати електромережу вночі, коли попит на електроенергію невеликий. Особливість полягає в розробці системи, споживання і виробництво електроенергії в якій врівноважені або в якій сонячна енергія виробляє більше ват, ніж необхідно для будинку.

Максимальна потужність фотоелектричних панелей в будинку Роуз (Rose House) оцінюється в 3,3 кВт. При фактичному використанні, він генерує постійну середню потужність близько 6 кВт / год на добу.

Належним чином розташовані вікна і системою затінення, щоб отримувати сонячне світло, коли і де це необхідно для виробництва тепла і освітлення. Звичайно, розміщення вікон важливо щоб отримувати достатньо світла з південної, східної і західної сторін для пропорційного природного освітлення, і мінімізації втрати тепла з північного боку.

Крім того, один з винаходів Елдона Хайнса, - сонячна батарея з мідним відбивачем (Copper Cricket solar panel), яка також забезпечує нагрів гарячої води. [4]

Звичайно варто відзначити що при всіх своїх НОУ-ХАУ такий будинок все ще далекий від повного саме забезпечення енергією. Це пов'язано більшою мірою з тим, що обладнання недостатньо зовсім. Але за заявами авторів проекту, даний будинок досягне нульового енергоспоживання.

водопостачання

У пасивних будинках часто використовують альтернативні джерела холодного і гарячого водопостачання. Для цього зазвичай використовують теплові насоси, а також сонячні водонагрівачі.

1. Тепловий насос - пристрій для переносу теплової енергії від джерела низькопотенційної теплової енергії (з низькою температурою) до споживача (теплоносія) з більш високою температурою, Термодинамічно тепловий насос являє собою звернену холодильну машину. Такі системи можуть відбирати тепло:

a. з повітря, в жарких країнах як правило це кондиціонери, а в холодних, опалювачі.

b. З гірських порід. Таким чином мова йде про те що температура грунту на глибині декількох метрів не змінюється протягом року, що робить такі установки незалежними від погоди. За даними на 2006 рік у Фінляндії таких установок уже 50 тис, в Норвегії 70 тис. У таких системах виробляють буріння на глибину скельних порід 100-200 метрів (термін окупності 10-15років).

c. З грунту. В землю заривають на глибину 30-50см нижче рівня промерзання грунту регіону. Тут вже не потрібно буріння але потрібні великі площі для такої системи. Орієнтовне значення теплової потужності, що припадає на 1 м трубопроводу в рік, в глині ​​50-60 кВт * год в піску, 30-40 кВт * год для помірних широт, на півночі цифри менше.

d. З водойми. При використанні в якості джерела тепла довколишнього водойми контур укладається на дно. Глибина не менше 2 метрів. Коефіцієнт перетворення енергії тепловим насосом такий же як при відборі тепла від грунту. Орієнтовне значення теплової потужності на 1 м трубопроводу - 30 Вт.

2. Сонячний водонагрівач - різновид сонячного колектора. Призначений для виробництва гарячої води шляхом поглинання сонячного випромінювання, перетворення його в тепло, акумуляції та передачі споживачеві. Сонячні водонагрівачі можуть бути активного або пасивного типів. Активна система використовує електричний насос для циркуляції рідини через колектор; пасивна система не має насоса і годиться тільки на природну циркуляцію. Є експериментальні зразки, де перекачування теплоносія проводиться стірлінг-насосом, який отримує енергію від сонця. [5]

Комплекс систем з ефективного використання водопостачання, електроенергії та теплової енергії дозволяють досягати максимального зниження (10% від звичайного) споживання енергії і в майбутньому досягне повного саме забезпечення.

Тепер розглянемо приклади подібних споруд.

приклади

1. Першим "пасивним" будинком стала будівля Учбового Центру по вивченню навколишнього середовища (Огайо, США). Причому проект постійно вдосконалюється - розробники розраховують до 2020 року довести будівлю до кліматичної нейтральності, тобто воно не буде мати потребу в зовнішніх джерелах енергії і води. Однією з основних концепцій будівлі є можливість виробництва за допомогою сонячних батарей електричної енергії, що перевищує потреби самої будівлі. Це технічне рішення дозволяє будівлі Центру стати експортером енергії, але поки ця мета не досягнута. У міру розвитку нових технологій планується впровадження нових енергоефективних інженерних систем будівлі. Розробники проекту сподіваються до 2020 року зробити кліматично нейтральне будівля - будівля, яка не вимагає зовнішніх надходжень енергії і води.

У будівлі був застосований ряд інноваційних рішень, що підвищують його енергоефективність. Це використання тепла землі для опалення та охолодження будівлі, утилізація тепла вентиляційних викидів, використання природного освітлення та інші заходи. За оцінкою проектувальників, енергоспоживання будівлі Центру має скласти не більше 25% від енергоспоживання традиційних будівель такої ж площі.

Особлива установка, звана "Living Machine", що включає бактерії, рослини, равликів і комах, забезпечує очистку стічних вод, використовуючи біологічні процеси. При цьому традиційні методи хімічного очищення стічних вод не застосовуються.

Будівля Центру складається з двох частин: двоповерхової, в якій розташовані класні кімнати і двоповерховий атріум, і, з'єднаної з нею, будівництвом, в якій розташована аудиторія на 100 місць і оранжерея з установкою "Living Machine". Крім навчального процесу, будівля використовується для конференцій, прийомів та інших подібних заходів. На прилеглій ділянці розташовані сади для вирощування сільськогосподарської продукції, місця відпочинку та прогулянок, а також розміщений водойма і болота, що дозволяють збирати дощову воду для використання в цілях іригації. Планується в подальшому використовувати частину цієї води для водопостачання будівлі. [6]

2. Ще один будинок "нульової енергії" Glass & Bedolla House в Чикаго побудований американською компанією Zoka Zola 2005р.

3. Тут були застосовані чи не всі відомі на сьогодні рішення: сонячні електричні батареї і сонячні теплоколлектори, вітрогенератор і геотермальний джерело тепла (взимку) і холоду (влітку). Ретельно продумана орієнтація приміщень і вікон по відношенню до сонця, з урахуванням зміни його висоти над горизонтом в різні пори року. Крім того, застосовані ефективні і довговічні теплоізоляційні рішення. Навіть дерево в однієї зі стін будинку - не просто прикраса, але механізм скорочення споживання енергії. Воно буде давати ажурну тінь в спеку, взимку ж, з опалим листям, що не буде перешкоджати проникненню світла всередину.

4. Аналогічний принцип найбільшої економії енергії за рахунок сонця використаний і в новому житловому комплексі "Солнцеград". В даний час він вводиться в експлуатацію на сході Москви, в 2-х кілометрах від столиці. Однією з його особливостей є лінійна архітектура району. Це унікальне розташування будинків, лінії яких знаходяться під кутом в 15 градусів один до одного і постійно висвітлюються сонцем. Вікна орієнтовані так, щоб максимально використовувати природне освітлення. [2]

Хочеться відзначити, що сьогоднішні новобудови будують настільки герметичними, що повітрообмін тільки через нещільності в зовнішній оболонці недостатній. Часто рекомендується кватиркового провітрювання, але воно також не приносить переконливого позитивного результату. Свіже повітря - це не тільки питання комфортного проживання, а й необхідність для здоров'я людини. Отже, вентиляція квартир буде ключовим завданням майбутнього щодо всіх житлових будинків, як новозведених, так і поточних.

висновок

Які ж перспективи використання технології пасивного будинку в Росії? Вони величезні. Сьогодні більшість будівель в Росії значно відстають по енергоефективності від європейських стандартів. У Німеччині звичайними будинками вважаються будівлі з питомою річним витратою тепла близько 300 кВт год / м2 на рік, а у нас - 400-600 кВт год / м2 на рік. При цьому очевидно, що пасивні будинки набагато актуальніше в наших суворих умовах, ніж у відносно м'якому кліматі більшості західноєвропейських країн. Але до недавнього часу енергоефективні будівлі сприймалися в Росії як щось фантастичне; лише в останні кілька років з'являються деякі ознаки майбутніх змін.

Певним стримуючим фактором в будівництві будинків нового типу стає відносна дорожнеча при їх зведенні. В даний час вартість споруди квадратного метра енергоефективного будинку у нас приблизно на 8-10% більше середніх показників для звичайного будинку. Проте, тільки в Москві вже побудовано декілька експериментальних будинків з використанням технології пасивного будинку (зокрема житловий будинок в Нікуліно-2). Демонстраційний проект такого будинку зведений також під Петербургом. Треба сказати, що різниця в ціні швидко нівелюється - додаткові витрати на будівництво окупаються вже протягом 7-10 років. Тим часом, повсюдне використання енергоефективних будівель змогло б істотно знизити споживання енергії в РФ, заощадити мільйони тонн умовного палива!

література

1. http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3589

2. http://www.stroyby.com/index.php?newsid=601

3. http://www.bitwood.kiev.ua/articles/articles-ekonomicheskie-aspekty.html

4. http://mos-archi.ru/archi-world/portland/house-zero-energy.php

5. http://ru.wikipedia.org/

6. http://reenergy.by/index.php?option=com_content&task=view&id=42

розділ: фізика
Кількість знаків з пробілами: 20419
Кількість таблиць: 0
Кількість зображень: 0

... північних регіонів за рахунок зведення подвійної оболонки будівлі з використанням сонячної енергії можна забезпечити до 40% економії тепла. З огляду на розвиток технологій відновлюваної енергетики, з належною часткою впевненості можна сказати про реальну можливість створення ефективної системи енергопостачання віддалених від центральної енергомережі сільських будинків за умови комбінованого використання ...

...: одна з них пов'язана з пробудженням національної життя і національних рухів, друга привела до розвитку і спрощення різних відносин між націями. З появою в світовому господарстві соціалістичної економічної системи становище на світовому ринку було ускладнене. Все більшого значення набувають економічні контракти між країнами, розширюється коло цих відносин, швидко розвиваються ...

...: трудового і колективного; -правила внутрішнього трудового розпорядку організації, відповідальність за порушення цих правил; -Організацію роботи з управління охороною праці; -контроль і нагляд за дотриманням вимог охорони праці в організації; -основні небезпечні і шкідливі виробничі фактори, характерні для даного виробництва; -СІЗ, порядок і норми видачі їх і строки носіння; - ...

... також невисока і зазвичай становить близько 100 кбайт / с. НКМЛ можуть використовувати локальні інтерфейси SCSI. Лекція 3. Програмне забезпечення ПЕОМ 3.1 Загальна характеристика і склад програмного забезпечення 3.1.1 Склад і призначення програмного забезпечення Процес взаємодії людини з комп'ютером організовується пристроєм управління відповідно до тієї програми, яку користувач ...