Дом нулевого энергопотребления: ДОМА С НУЛЕВЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ ЭНЕРГИИ — Концессии и государственно-частное партнерство в ЖКХ

Содержание

ДОМА С НУЛЕВЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ ЭНЕРГИИ

Под небом голубым есть город золотой

С прозрачными воротами и ясною звездой.

А в городе том сад, все травы да цветы,

Гуляют там животные невиданной красы.

«Аквариум», «Город золотой»

Прекрасные дома на зеленой траве под голубым небом. Легкий ветерок подгоняет белые пушистые облака. Солнце золотит листву на деревьях. Красота, гармония, пастораль. Кто-то скажет – утопия, кто-то – идиллия. И те и другие будут неправы. Это абсолютно реальный поселок из «умных» домов, которые благодаря современным технологиям строительства «научились жить» полностью автономно, независимо от традиционных источников энергии. Эти дома спроектированы и построены таким образом, что используют лишь самый минимум энергии, необходимый для успешного функционирования систем обогрева/охлаждения и освещения. И этот минимум «умные» дома получают из возобновляемых источников энергии – солнца, ветра, земли.

Такие технологии позволяют существенно снизить вредное воздействие наокружающую среду и сэкономить расходы на обслуживание домов. Технология net Zero Energy Building (nZEВ – дом с нулевым потреблением энергии) стала настоящим технологическим прорывом в строительстве и является сегодня одной из наиболее перспективных. Дом с нулевым потреблением энергии – это здание, которое на протяжении года потребляет столько же энергии, сколько само и производит из возобновляемых источников. В основе технологии nZEВ лежит несколько важных составляющих. Во-первых, это проект здания, который разрабатывается так, чтобы уменьшить потери тепла, максимально использовать естественную вентиляцию и освещенность. Во-вторых, строительные материалы и оборудование, которые позволяют полностью исключить теплопотери и неэффективное использование электроэнергии, солнечного света и воды. И, в-третьих, получение домом энергии из возобновляемых источников. Дом с нулевым потреблением энергии может быть подключен к сети централизованного электроснабжения и поставлять избыточную электроэнергию в сеть либо потреблять ее, если производимого на месте электричества не хватает.

В течение года энергия, отданная домом в сеть, уравновешивает энергию, полученную из нее, обеспечивая тем самым нулевое годовое потребление энергии. Хотя при проектировании и строительстве таких домов делается акцент на энергоэффективность и производство энергии за счет возобновляемых источников, это не мешает применению других систем и технологических приспособлений, которые улучшают качество воздуха в помещении, снижают вредные воздействия на окружающую среду, сохраняют природные ресурсы и делают жилища более комфортными. Инновационный подход к управлению инженерными системами дома и электроприборами помогает кардинально уменьшить энергопотребление. Основой такого подхода является система «умный дом», которая объединяет освещение, отопление, охлаждение, электроснабжение и систему безопасности жилища. Это позволяет не только полностью контролировать расход энергии, но и обеспечивать безопасное функционирование всего дома. Система организует экономное использование энергии в соответствии с заданными параметрами, а также позволяет в случае необходимости свести энергопотребление к минимуму, включив спящий режим.

С помощью системы «умный дом» можно устанавливать необходимые температуру и влажность, уровень освещенности в помещениях, а в отсутствие людей система в заданном режиме сама поддерживает микроклимат дома.

ПРЕИМУЩЕСТВА ДОМОВ С НУЛЕВЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ ЭНЕРГИИ

Дома с нулевым потреблением энергии позволяют значительно снизить текущие энергетические затраты и обеспечить гарантированную защиту от роста цен на электроэнергию. Такие дома более надежны – они продолжают функционировать даже при перебоях в поставке электроэнергии, поскольку для выполнения своих основных функций и сохранения тепла им требуется очень незначительное количество энергии. Интегрированные в эти дома системы имеют длительный срок службы. К примеру, фотоэлектрические системы (photovoltaic systems), наиболее часто используемые в домах с нулевым потреблением энергии в Северной Америке, убедительно подтвердили свою 25-летнюю гарантию. Установленные в 1982 году в одном из павильонов парка развлечений Walt Disney World во Флориде, они продолжают эффективно функционировать до сих пор, несмотря на солидный возраст и несколько пережитых ураганов.

Использование технологии nZEВ снижает негативное влияние на окружающую среду за счет сокращения связанных с энергетикой выбросов загрязняющих веществ. Дома с нулевым потреблением энергии изначально хорошо продуманы, спланированы и построены, что обеспечивает хозяевам комфортное проживание. Поселки, состоящие из таких домов, более рационально расходуют электроэнергию и воду и используют канализацию. Это позволяет направлять освободившиеся средства на продление срока службы существующих систем и строительство новой инфраструктуры. Ну и наконец, если владелец решит продать такой дом, его рыночная стоимость будет выше стоимости аналогичного дома, который не имеет статуса «нулевого потребления энергии».

ПРОИЗВОДСТВО НЕОБХОДИМОЙ ЭНЕРГИИ

Энергетические потребности дома с нулевым энергопотреблением удовлетворяются за счет возобновляемых источников энергии. Для электроснабжения обычно используются солнечные системы на основе фотоэлектрических модулей, которые хорошо зарекомендовали себя во всем мире. Они могут работать автономно (с использованием аккумуляторных батарей) или соединяться с сетью централизованного электроснабжения, что позволяет им обмениваться между собой энергией, а при отключении сети используются резервные системы. Фотоэлектрические панели, как правило, устанавливают на крыше здания под оптимальным углом наклона с помощью поддерживающей конструкции. Солнечные батареи надежны и не доставляют хлопот в обслуживании. Для выработки электроэнергии также могут использоваться ветрогенераторы. Задача солнечных коллекторов и тепловых насосов – обеспечить горячее водоснабжение и отопление. К сожалению, при реализации концепции дома с нулевым потреблением энергии могут потребоваться существенные первоначальные затраты не только на этапе проектирования и строительства, но и при получении домом соответствующих сертификатов, подтверждающих его статус «нулевого потребления энергии». Кроме того, существует определенный дефицит квалифицированных специалистов в этой области. Сегодня только очень немногие архитекторы, дизайнеры и строители обладают необходимыми навыками и опытом для создания подобных зданий.

Разработка проекта должна проводиться в непосредственной привязке к конкретной климатической зоне. Иными словами, использование солнечных панелей, например, эффективно в южных районах с большим количеством солнечных дней, а для зданий, расположенных в северных широтах, по-видимому, больше подойдут ветроустановки. Строительство дома с нулевым потреблением энергии, без сомнения, требует применения современных строительных материалов, отвечающих требованиям энергоэффективности, теплосбережения и экономного использования ресурсов. Дополнительные затраты, необходимые для того чтобы перевести проект дома из базовых стандартов строительных норм и правил в дом с нулевым потреблением энергии, увеличат общую стоимость здания в среднем на 10%. При этом они будут значительно варьироваться в зависимости от месторасположения и архитектуры дома.

Например, при возведении такого дома в соответствии с минимальными требованиями строительных норм и правил в провинции Онтарио, климатические условия которой сравнительно близки к украинским, стоимость квадратного фута составляет С$175–200 (в среднем около С$190).

Согласно данным канадской Ассоциации строителей домов, площадь среднего дома в Канаде в настоящее время – 1900 квадратных футов (177 м2). Таким образом, строительство обычного дома обойдется в С$361 000, а стоимость дома с нулевым потреблением энергии – С$397 100, то есть на С$ 36 100 дороже. Однако это дальновидная инвестиция. Затраты на обогрев среднего канадского дома составляют от С$ 1600 до С$ 2000 (в среднем С$ 1800) в год, следовательно дополнительные затраты на строительство дома с нулевым потреблением энергии смогут окупиться через 20 лет, после чего он будет ежегодно экономить своим хозяевам С$ 1800, а может, и больше, так как в будущем цена природных ресурсов вероятнее всего будет расти. Так что, взявшись за строительство, можете утешать себя мыслью, что расходуете деньги не напрасно и на гораздо более качественный продукт. Сегодня в разных климатических районах мира реализовано около 360 проектов домов с нулевым потреблением энергии, что позволяет использовать опыт их проектирования, строительства и эксплуатации.

Хотелось бы, чтобы количество таких домов увеличивалось за счет отечественных примеров.

Дом с нулевым энергопотреблением: преимущества, обзор технологии

Каждый из нас мечтает забыть о коммунальных платежах или хотя бы в разы их снизить. Однако, с каждым годом стоимость электроэнергии или горячего водоснабжения лишь неуклонно растёт на радость коммунальщикам и беду жителей нашей страны. Неплохим решением в экономическом плане может стать дом с нулевым энергопотреблением, который позволит если не полностью избавиться от оплаты услуг коммунальных служб, то значительно их снизить точно. Сегодня поговорим о подобных конструкциях, чтобы понять, каким образом они устроены.

Полностью самодостаточный европейский дом. Такого количества панелей достаточно для выработки более 18 кВт энергии

Содержание статьи

Что собой представляет дом с экономичным энергопотреблением

Как таковое, энергопотребление никуда не пропадает, современному человеку без электричества не прожить. Речь идёт об отказе от электроснабжения от силовых сетей общего назначения, по которым подаётся энергия, созданная из невозобновляемых источников (уголь, газ). Для обеспечения автономности дома можно использовать три варианта – ветряки, солнечные батареи или генераторы, работающие от энергии течения воды. Выбор необходимого оборудования будет зависеть от местности и наиболее частой погоды в ней. Ведь если в регионе постоянно дуют ветра и мало солнца, смысла установки солнечных батарей не будет вовсе.

А так устанавливаются на крыше частного дома ветряки

Что нужно знать для перевода дома на дешёвое энергопотребление

Если Вы только строите дом, сразу переключить его на нулевое энергопотребление не получится. Для начала следует собрать информацию о количестве потребления энергии в реальной жизни при периодических включениях той или иной бытовой техники, освещения. Статистика может составляться годами – только в этом случае можно быть уверенным, что она верна. А правильно собранные данные – это залог нормальной работы электроснабжения.

Полезная информация! Для сбора информации и составления статистики не обязательно выписывать все действия на бумагу, а после подсчитывать. Для этого существуют определённые приложения, подключаемые к системам дома. Они самостоятельно осуществляют сбор информации и обрабатывают её, выводя результаты при запросе пользователя.

Альтернативные источники электроэнергии – пока они используются лишь как вспомогательный вариант энергообеспечения:

Экономим на солнечных батареях: что требуется для сохранения бюджета

Если планируется подобный дом, следует озаботиться некоторыми нюансами ещё на этапе строительства. Первое, что влияет на расход электроэнергии – это плохие гидроизоляция и утепление стен, пола, причём как самого строения, так и подвала. Необходимо несколько раз всё перепроверять – малейший просвет в утеплителе приведёт к утечке тепла, а значит и к повышению расхода электричества.

Все лампы в доме должны быть энергосберегающими, а лучше и вовсе светодиодными – при том же световом потоке, как у ламп накаливания, светодиоды расходуют в 8 раз меньше электроэнергии, а срок их службы значительно больше.

Сравнение светодиодной лампы и «лампочки Ильича» – преимущество светодиодов очевидно

Про бойлерные накопительные нагреватели для горячего водоснабжения придётся забыть – ни к чему круглосуточно поддерживать горячей 150-200 л воды, тратя электричество. Вопрос горячей воды решит установка проточного водонагревателя.

Первоначальные затраты на дом с нулевым энергопотреблением

Многим может показаться, что первоначальные работы по строительству оборачиваются слишком большими затратами. На самом деле, для того чтобы понять рациональность производства подобных работ и закупки оборудования, следует просто посчитать, какие суммы тратятся на электроснабжение, ГВС, ХВС (возле частного дома можно пробурить скважину) и отопление. Таким образом, станет понятно, через какое время окупятся солнечные батареи или ветряки, устанавливаемые возле дома.

Полезная информация! Для освещения двора лучшим вариантом будет использование уличных светильников на солнечных батареях, стоимость которых невелика. Они накапливают энергию в течение дня и способны работать несколько часов после заката солнца.

Светильники на солнечных батареях будут прекрасно освещать двор

Дополнительные преимущества домов с экономичным энергопотреблением

При сложившейся сегодня экологической обстановке в мире, подобные дома, способные получать энергию из возобновляемых источников (солнце, ветер, течение реки) являются очень важным вкладом в сохранение природы. По расчётам инженеров, установив дополнительные пластины солнечных батарей или лишние ветряки, владелец даже сможет на этом заработать, продавая излишки электроэнергии в энергосбытовые компании. Однако, на сегодняшний день массового строительства подобных домов не наблюдается, а единичные случаи можно отнести к хотя и опытным, но проектам.

Интересно знать! Сегодня модно стало устанавливать панели солнечных батарей на балконах многоквартирных домов. Для освещения одной панели (300 Вт) вполне достаточно, а это уже пусть небольшая, но экономия.

Монтаж солнечных батарей несложен, однако технику безопасности никто не отменял

В заключение

То, что подобные дома принесут пользу не только владельцам, но и окружающей природе – это факт. Не известно, сколько должно пройти времени, чтобы этот проект заработал в полную силу, но то, что это неизбежно, сомневаться не приходится. Конечно, довольно упорно продвижению будут сопротивляться коммунальные службы, теряющие миллионные прибыли в случае удачного распространения подобных домов по территории России, но это уже вопрос второстепенный. А для рядовых жителей подобные системы будут очень полезны, правда не сразу. Ведь в зависимости от энергопотребления, окупаемость подобного дома может уложиться в период от года до десятка лет.

Многие устанавливают солнечные батареи на балконах многоквартирных домов

Надеемся, что изложенная в сегодняшней статье информация была полезна нашему Уважаемому читателю. При возникновении вопросов по теме Вы можете их задать в обсуждениях ниже. Команда редакции Homius.ru с удовольствием на них ответит в максимально сжатые сроки. Возможно, Вы сталкивались с приобретением или монтажом панелей солнечных батарей, ветряков. В этом случае убедительная просьба поделиться впечатлениями с менее опытными домашними мастерами. А напоследок предлагаем Вашему вниманию короткий, но весьма интересный видеоролик по сегодняшней теме.

Строительство❄ Снегозадержатели на крышу: как обеспечить безопасность семьи в зимний период

Строительство☔️ Проникающая гидроизоляция для бетона: изучаем все плюсы и минусы

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:

ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

В 2020-е годы строительство энергоэффективных проектов станет массовым

Тренды

26 декабря 2018, 19:38

В 2020-е годы строительство энергоэффективных проектов станет массовым

Здания с нулевым потреблением энергии сами обеспечат потребности жильцов в электричестве. Их цена с каждым годом падает. И уже в 2020-е годы строительство энергоэффективных проектов станет массовым, прогнозирует Wall Street Journal.

Эра низкого энергопотребления

В ближайшем будущем жилые дома и коммерческие строения перейдут на самообеспечение — они будут потреблять минимальное количество электроэнергии, которую будут вырабатывать самостоятельно. Зданиям не потребуется доступ ни к электро-, ни к газоснабжению.

Платежи за коммунальные услуги сократятся, а сами дома станут более тихими, экологичными и комфортными.

В 2017 году в Америке было возведено 8547 домов нулевого энергопотребления. Пока их распространению препятствует стоимость. Но скоро, как отмечает WSJ, возведение энергоэффективных построек будет обходиться значительно дешевле: владельцам таких домов придется заплатить всего на 10% больше.

Минэнерго делит передовые дома на два типа. К первому относятся комплексы, которые уже перешли на самообеспечение и получают электричество от солнечных панелей. Второй типа зданий пока получает энергию от сети, но потребляет ее так мало, что может перейти на возобновляемые источники.

По данным Net-Zero Energy Coalition, еще 38 863 «нулевых» дома строятся. Но даже с учетом проектов, это пока капля в море. Ежегодно в США строится 1,2 млн домов. Еще 140 млн зданий не отвечает требованиям и нуждается в переоборудовании.

Эксперты уверены, что скоро технологии для достижения низкого энергопотребления станут более доступными, а стоимость материалов сократится в несколько раз. Свою лепту внесут и законодатели: например, Калифорния обяжет строительные компании возводить дома только с нулевым энергопотреблением уже с 2020 года. По такому же пути пойдут страны ЕС.

Тепловые насосы и LED-лампы во главе революции

Один из примеров передовых технологий, приближающих нулевое энергопотребление, — тепловые насосы. На данный момент большинство домов в США оснащены двумя раздельными системами охлаждения и обогрева, которые используют природный газ. Тепловые насосы работают от сети и могут одновременно охлаждать и обогревать помещение. Раньше они подходили только для применения в регионах с теплым климатом, но теперь их можно использовать даже при -23°C.

Все более эффективными и доступными становятся и другие системы. Например, водонагреватели, светодиодные энергосберегающие лампы и даже обычные бытовые приборы, которые в некоторых случаях потребляют на треть меньше энергии, чем 25 лет назад.

Энергоэффективные высотки

В США уже появляются первые высотные дома, отвечающие принципам нулевого энергопотребления. В 2017 году на острове Рузвельт в Нью-Йорке завершилось строительство самого высокого здания такого типа. Его высота — 26 этажей, а потребляет оно лишь треть энергии по сравнению с проектам недавнего прошлого.

Зимой, даже если высотка останется без света, она сможет на долгий срок сохранять тепло. Скоро такие же проекты появятся в Бостоне и в других районах Нью-Йорка.

Строительные компании признают, что в основном занимаются строительством новых домов, а не переоборудованием старых. В некоторых случаях возвести здание с нуля дешевле, чем переделать уже существующее.

Но в городах, где реновация в принципе обходится дорого, переход на нулевое энергопотребление имеет смысл.

Ранее сообщалось, что в Калифорнии комиссия по строительным стандартам приняла новые правила: с 1 января 2020 года на крыше каждого объекта, сдающегося в эксплуатацию, должны присутствовать солнечные панели. Исключение сделано только для тех зданий, которые перекрываются более высокими строениями или располагаются в тени деревьев.

Напомним, недавно в Киеве многоэтажку перевели на возобновляемые источники энергии: установили солнечные панели и ветряки.

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber

Пассивный дом = нулевой дом. Требования и технологии

) энергоэффективное здание, соответствующее наивысшему стандарту энергосбережения в мировой практике индивидуального и многоэтажного строительства. Для пассивного дома энергопотребление составляет около 10% от удельной энергии на единицу объема, потребляемой большинством современных зданий. Незначительное отопление требуется лишь в период отрицательных температур.

В идеале пассивный дом является независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры воздуха и воды. вся необходимая энергия для жизнедеятельности людей должна вырабатываться внутри дома, причем при помощи возобновляемых источников энергии.

Основным принципом проектирования энергоэффективного дома является использование всех возможностей сохранения тепла . В таком доме нет необходимости в применении традиционных систем отопления, вентиляции, кондиционирования, водоснабжения. Отопление нулевого дома осуществляться благодаря теплу, выделяемому живущими в нем людьми, бытовыми приборами и альтернативными источниками энергии, горячее водоснабжение – за счет установок возобновляемой энергии, например, тепловых насосов, солнечных батарей и термовихревых установок.

Кроме того, нулевые дома очень комфортны и экологически благоприятны для человека. На сегодняшний день такие сооружения – самые удобные и современные типы зданий. В них автоматически поддерживается оптимальная температура, влажность и чистота воздуха, что превращает жизнь в такого рода домах в удовольствие. С учетом того, что люди около 60% своего времени проводят в помещениях, значение таких объектов для поддержания высокого качества жизни трудно переоценить. Микроклимат такого здания способствует продлению жизни человека.

В целом нулевые дома – наиболее удобные, современные и эффективные типы зданий. Наибольшим практическим опытом реализации проектов нулевых домов обладают страны Западной Европы. На сегодняшний день построены тысячи подобных сооружений. Концепция энергоэффективных и пассивных домов является перспективной и реализуемой и у нас.

Теплопотери нулевого дома близки к нулю. При тех же условиях обычный дом «отапливает» улицу.

Преимущества энергоэффективных и нулевых домов

Тарифы на газ и электроэнергию растут вопреки кризису. К 2011-2012 гг. согласно уже опубликованным планам российских естественных монополий их размер увеличится как минимум в 2 раза. Владелец нулевого дома экономит до 80% энергоресурсов на отопление. Весной отопительный период нулевого дома заканчивается раньше, осенью – начинается позже. В летний период сведены к нулю затраты электроэнергии на кондиционирование.

Энергонезависимость

Нулевой дом позволяет отказаться от централизованного газо- и/или теплоснабжения и строить дома в «чистом поле». Однако в ближайшем будущем концепция нулевого дома получит широкое распространение и в пределах территории с развитой инфраструктурой. При аварийном отключении тепла зимой температура внутри нулевого дома понижается лишь на 1-2 °С в сутки. Отсутствие необходимости подключения к газовым сетям, а также коммунальных платежей за газ сокращает срок его окупаемости.

Комфортная внутренняя среда

С учетом того, что человек в среднем более 60% своего времени проводит дома, комфортная среда является одним из важнейших факторов при выборе типа здания. Благодаря применяемым техническим решениям, в этих домах поддерживается благоприятный для здоровья человека внутренний климат: теплые стены и полы, оптимальная температура, влажность и чистота воздуха. Достоверно установлено, что комфортная среда обитания, формируемая в пассивных домах, способствует продлению дееспособного срока жизни человека. Например, микроклимат такого здания благотворно влияет на аллергиков. Неудивительно, что именно эти особенности пассивных домов стали причиной их быстро растущей популярности в последние годы.

Высокая ликвидность

Энергоэффективность становится одним из основных стандартов качественного жилья. Постепенно по мере появления все большего числа энергоэффективных домов продать обычный дом станет все сложнее без уступок в цене. Расходы на утепление значительно уступают последующему размеру роста стоимости дома и являются своего рода инвестициями в будущее.

Нулевой дом в полной мере является жильем 21 века. Используемые решения в области обогрева, минимизации энергопотерь, вентиляции, инженерных систем, считающиеся технологиями завтрашнего дня, доступны в нулевом доме уже сегодня.

Экологическая составляющая

Нулевой дом часто называют также «экологическими домами» («ЭкоДом»). Известно, что около 40% выбросов CO2 в атмосферу образуется при сжигании топлива, используемого именно для отопления зданий. Применение нулевых домов может сократить эти цифры – ведь в них для обогрева используются альтернативные источники энергии. Кроме этого, для строительства выбираются экологически чистые материалы, часто традиционные – дерево, камень, кирпич.

Существуют ли какие-нибудь архитектурные ограничения при строительстве Пассивного Дома?

Пассивный Дом, также как и обычный дом, может быть любой планировки и этажности, никаких особых ограничений в данном случае не существует. Единственная желательная рекомендация – расположение большинства окон на южной стороне здания (для уменьшения тепловых потерь).

Для чего нужно строить Пассивный Дом?

Срок эксплуатации современного капитального здания – несколько десятков лет. Для поддержания жизнедеятельности людей за это время расходуется огромное количество тепловой и электрической энергии (а значит и денег). Пассивный Дом позволяет в несколько раз сократить потребление ресурсов и затрат на отопление. Особенно актуальным это становится в следующих случаях:

– для обогрева здания используется электричество;

– на участке строительства (или в уже построенном доме) подведено электричество ограниченной мощности (либо отсутствует вообще), а увеличение подводимой мощности (прокладка линий электропередач до Вашего дома) связано с большими капитальными вложениями;

– cуществует потребность снизить потребление электричества;

– для обогрева здания используется твердое топливо, жидкое топливо, либо сжиженный газ в баллонах и необходимо снизить его потребление или перейти на более удобный источник энергии;

– для обогрева используется магистральный природный газ, но, учитывая растущиетарифы, необходимо сэкономить его расход;

Так же не стоит забывать и про то, что запасы энергоресурсов (нефти, газа) ограничены, ввиду чего цена на них с каждым годом становится все больше.

Принципы проектирования энергоэффективного дома

Архитектурное решение

энергетически рациональная ориентация здания по частям света с точки зрения расположения оконных проемов, дверей и буферных зон.

Объемно-планировочное решение

энергоэффективная форма дома, обеспечивающая минимальную площадь наружных стен;
оптимальная площадь остекления;
наличие тамбуров на входах.

Конструктивные решения

Инженерные решения

обеспечение воздухообмена с минимальными теплопотерями, обеспечиваемого механической приточно-вытяжной системой с рекуперацией тепла.

Устройство пластинчатого рекуператора

Рекуператор – это устройство, в котором происходит передача тепла «отработанного» уходящего воздуха свежему входящему воздуху, т.е. мы не «выбрасываем» тепло из помещения вместе с воздухом вытяжной вентиляции, а используем это тепло для нагрева входящего воздуха. Приточный и вытяжной потоки воздуха в рекуператоре не смешиваются, происходит только передача тепла.

рациональное использование источников тепла и энергии самого дома (внутренние тепловыделения электроприборов) и окружающей его территории: например, использование тепловой энергии земли с помощью теплового насоса, который позволяет получить до 5 кВт*ч тепловой энергии на каждый киловатт-час затраченной электроэнергии. Возможно использование солнечной энергии и ветровой энергии.

Экономическая выгода

Экономическая выгода нулевого дома была не столь очевидна в прошлые времена экономического благополучия, низких цен на энергоносители и их доступности. В будущем стоимость энергии будет постоянно расти, а доступность энергоносителей и инфраструктуры снижаться. Причина подобных тенденций – серьёзный структурный кризис российской энергетики, последствия которого начинают ощущаться уже сейчас.

Наибольшая экономия в нулевом доме достигается на отоплении – первоначальные затраты на отопление могут быть снижены в 10 раз . Если же в доме установлена «умная» система контроля энергосистемы, то затраты на отопление и энергоснабжение могут быть снижены еще более значительно. Средняя стоимость окупаемости инженерных систем умного дома укладывается в диапазоне 5-7 лет при постоянных ценах на энергоносители.

Строительство Нулевого дома площадью 200 м2, в условиях доступности сетевой энергетической инфраструктуры, с условием внедрения всех возможных энергоэффективных решений, обходится в среднем на 30% дороже сооружения аналогичного по площади традиционного загородного дома, однако за счёт принципиального снижения расходов на электроснабжение и тепло эти затраты окупаются в течение 5-8 лет. В последующем суммарные расходы на строительство и энергообеспечение нулевого дома меньше тех же расходов на традиционный, что позволяет получать заказчику существенный экономический эффект.

В условиях недоступности сетевой инфраструктуры капитальные затраты окупаются еще быстрее. В этом случае решения по автономному электроснабжению уже сегодня конкурентоспособны по уровню капитальных затрат с традиционным сетевым электроснабжением. Установившие такие системы ( ы малой мощности, ) домохозяйства начинают выигрывать, за счёт сокращения выплат за электроэнергию.

Как таковое, энергопотребление никуда не пропадает, современному человеку без электричества не прожить. Речь идёт об отказе от электроснабжения от силовых сетей общего назначения, по которым подаётся энергия, созданная из невозобновляемых источников (уголь, газ). Для обеспечения автономности дома можно использовать три варианта – ветряки, солнечные батареи или генераторы , работающие от энергии течения воды. Выбор необходимого оборудования будет зависеть от местности и наиболее частой погоды в ней. Ведь если в регионе постоянно дуют ветра и мало солнца, смысла установки солнечных батарей не будет вовсе.

Что нужно знать для перевода дома на дешёвое энергопотребление

Полезная информация! Для сбора информации и составления статистики не обязательно выписывать все действия на бумагу, а после подсчитывать. Для этого существуют определённые приложения, подключаемые к системам дома. Они самостоятельно осуществляют сбор информации и обрабатывают её, выводя результаты при запросе пользователя.

Экономим на солнечных батареях: что требуется для сохранения бюджета

Первоначальные затраты на дом с нулевым энергопотреблением

Полезная информация! Для освещения двора лучшим вариантом будет использование уличных светильников на солнечных батареях, стоимость которых невелика. Они накапливают энергию в течение дня и способны работать несколько часов после заката солнца.

Дополнительные преимущества домов с экономичным энергопотреблением

Интересно знать! Сегодня модно стало устанавливать панели солнечных батарей на балконах многоквартирных домов. Для освещения одной панели (300 Вт) вполне достаточно, а это уже пусть небольшая, но экономия.

В заключение

Неконтролируемое использование полезных ископаемых, которые служат основными , неминуемо приведет к истощению мировых запасов. И это не единственная острая проблема для всего человечества: стоит лишь вспомнить, сколько загрязняющих веществ попадает в атмосферу вследствие нашей деятельности.

Одно из направлений, где можно минимизировать расход энергии, а, соответственно, – и использование топлива, и вредные выбросы – это строительство.

В этом плане уже достигнуты большие успехи – по всему миру внедряются принципы зеленого строительства, построены пассивные (с низким уровнем энергопотребления) и активные (которые производят энергии больше, чем потребляют) дома.

Особое место в данной линейке занимают дома с нулевым потреблением энергии.

Главная идея отражена в названии: она заключается в отсутствии потребности приобретать энергию. Здание способно вырабатывать ее самостоятельно – из возобновляемых источников.

Кстати, если энергии вырабатывается чуть меньше, чем нужно, такой дом называется «с почти нулевым энергопотреблением».

На практике это выглядит так: для обслуживания здания берется электроэнергия из автономных источников, и ее как раз хватает для обеспечения всех нужд. может отсутствовать вовсе.

Или еще один вариант: из общей сети берется энергия, которая тратится на , нагрев воды, и в эту же сеть подается энергия, выработанная установленными солнечными батареями, ветрогенераторами, тепловыми насосами.

Показатели берутся за год: и если полученный объем таков же, как отправленный в сеть, потребление считается нулевым.

Площадь для решения поставленных задач не имеет первостепенного значения: это не должно быть обязательно маленькое строение для одной семьи – успешно эксплуатируются и большие здания.

Здесь наиболее важны два момента. Во-первых, это энергоэффективность. То есть, доскональное соответствие сооружения всем канонам энергоэффективного строительства. Хотя дом может быть и обычным, традиционным – тогда , меняют окна и проводят остальные операции по обеспечению герметичности и недопущению .

Применяемые технологии производства энергии зависят от климатических условий местности.

Важную роль в таких домах играют системы управления микроклиматом, которые создают комфортные условия для жильцов, в то же время сокращая расходы на электричество, отопление и кондиционирование.

В подобном жилье также может использоваться биотопливо – из растительного и животного сырья.

Второй момент, имеющий большое значение, это экограмотность жильцов и их желание достичь энергоэффективности, в том числе путем снижения энергозатрат. К примеру, хорошим вариантом будет использование потолочного вентилятора вместо кондиционера, – чтобы не держать постоянно подогретой большую массу воды в обычном водонагревателе подобные мелочи, которые в итоге выливаются в значительную экономию.

Неминуемое изменение климата вследствие необдуманной деятельности человека пугающе приближается. Состав атмосферы меняется очень быстро, каждую секунду при сжигании полезных ископаемых выделяется углекислый газ.

И даже один дом, который не вносит свой вклад в загрязнение окружающей среды – это уже прогресс; именно в сфере строительства есть возможность резко снизить потребление топлива и, соответственно, СО 2 . Осталось только осуществить переход к уже четко определенным стандартам, а дело это небыстрое, так как существует множество проблем.

Спектр препятствий на пути , которые потребляют энергии столько же, сколько и производят, очень широк. Обозначим лишь некоторые из них.

Первое, это невозможность достичь стабильности альтернативных источников энергии.

Помимо того, что солнечная инсоляция, как и скорость ветра, меняется изо дня в день, мы сталкиваемся с такой проблемой, как смена времен года. К примеру, в зимний и летний период в одном и том же месте эффективность солнечных батарей будет разной.

Также есть проблема сохранения произведенной энергии, проблема производства и, конечно же, финансовый аспект. Экономическая эффективность – в долгосрочной перспективе, в то же время затраты на строительство велики, значительных вложений требуют и системы, производящие энергию. Скажем прямо, в нынешних реалиях такое жилье окупает себя очень долго.

Несмотря на эти и другие трудности, снижение энергозатрат в жилом секторе – актуальное и перспективное направление. И домов с нулевым потреблением энергии, как и с положительным энергобалансом, а также пассивных (с малым энергопотреблением) становится все больше.

Что такое «народный экодом нулевого энергопотребления»?

Экодом на Западе — это жилище, соответствующее «устойчивому развитию» цивилизации, т.е. такому развитию, при котором практически не используются невозобновляемые источники энергии и вещества с одной стороны, и не наносится вреда природе и здоровью человека, с другой. В США, Швеции, Германии, Японии и других странах уже десятилетиями эксплуатируются комфортабельные дома с низким и даже «нулевым» потреблением энергии, без канализационных сетей. В Стокгольме более 10 лет успешно эксплуатируется комфортабельный дом с бассейном и огромным зимним садом, не имеющий не только канализации, тепло- и электроснабжения, но и водопровода. Правда, назвать такой экодом «народным» никак нельзя — он стоит слишком дорого. Фирма ISOMAX уже построила несколько тысяч домов в Польше, Финляндии, Германии с системами солнечного отопления и аккумулирования и добилась того, что дома нулевого энергопотребления стоят не дороже каменных.

«Народный экодом», который мы разрабатываем, будет иметь себестоимость порядка 90 $/кв.м, причем при его строительстве используются только местные доступные экологически чистые природные материалы и энергосберегающие технологии строительства.

Почему так дешево?

Потому что технологии, переданные нам из США, Швеции и Германии дешевы, доступны и используют самые дешевые природные материалы — прессованную солому, либо глиносоломенную смесь. «Ну вот, опять саман, а мы — то думали…» — произнесет про себя читатель и будет не прав. Технология не предусматривает использование самана (80% -глина, 10% -солома и 10%-органика), а используется солома, смоченная глиняным раствором (90%- солома и 10% -глина). Эта «мокрая» технология обобщает четырехвековой немецкий опыт «фахтверкового» (каркасного) строительства в природно-климатических условиях, сходных с белорусскими. Саман почти в четыре раза тяжелее, не является теплоизолятором и в условиях Беларуси неприемлем — у нас слишком влажно.

Суть технологии проста: на фундаменте ставится деревянный каркас (20куб.м дерева на 200 кв.м жилья в двух уровнях), который заполняется методом скользящей опалубки глиносоломенной смесью, причем полностью (фронтоны и межстропильное пространство тоже). Это занимает менее месяца, после чего накрывается крыша и дом сохнет (3-12 месяцев в зависимости от погодных условий). После этого дом штукатурится и отделывается в зависимости от вкуса и возможностей хозяина. Кстати, стены толшиной 40-45 см обладают такой же теплоизолирующей способностью как кирпичные толщиной 0,7 м, и рядом других преимуществ: они легко «дышат» (не путать с инфильтрацией), решают проблему радона, не эмитируют вредные вещества, связанные с тепловой обработкой и т.д. Такие дома стоят в Германии 3-4 века и после своей «смерти» не создают проблем с утилизацией строительного мусора. Энергии для строительства таких домов тратится в тысячи раз меньше по сравнению с кирпичными и эксплуатационные затраты на отопление — меньше. Квалификация нужна только при строительстве каркаса и отделочных работах. Недостатками технологии являются большая трудоемкость и большие сроки строительства, связанные с сушкой самонесущего наполнителя стен.

Этих недостатков лишена другая, более эффективная индустриальная «сухая» технология, очень популярная сейчас в США, и использующая те же принципы. Она заключается в использовании прессованных соломенных блоков (сразу после пресс-подборщика с поля) как основного конструктивного стенового материала с последующим оштукатуриванием, то есть блоки могут укладываться на раствор или использоваться в качестве самонесущего наполнителя каркасных стен (сухая технология «прошивных матов»). Следует напомнить, что строительные стандарты США по многим параметрам жестче наших. и эта технология полностью сертифицирована в США. Например, по огнестойкости она полностью соответствует требованиям, а по теплопроводности — в 3 раза лучше. Наружная и внутренняя отделка стен в таких домах не отличается от обычной в США. Такой дом можно построить за неделю и отделывать сразу, что и было продемонстрировано в августе этого года Белорусским отделением Международной Академии Экологии и Solar Energy International из США в п.Занарочь. Стена такого дома при толщине 60 см имеет сопротивление теплопередаче не менее 10. Стоят такие дома по 100 и более лет. Например, сейчас в США живут люди в домах из прессованной соломы, построенных в прошлом веке.

А как насчет огнестойкости?

Согласно международным стандартам DIN 4102 и DIN 18951(21/51) глиносоломенные смеси являются негорючими материалами вплоть до 5% содержания глины при условии, что минеральное связующее (глина) равномерно распределено по объему. Объяснить это легко: глины содержат большое количество калийных соединений, являющихся антипиренами. По международным нормам оштукатуренные стены, построенные по «straw-bаlе» технологии, можно отнести к классу F45, т.е. сопротивляемость огню не менее 45 минут. Соломенные блоки, положенные на цементный раствор с последующим оштукатуриванием, имеют еще более высокий класс, вплоть до F120.

Какие коммуникации нужны экодому?

Вообще-то нужны только дороги и электричество (если не по карману дорогостоящие солнечные батареи с электроаккумулирующими системами). А канализация? Конечно, нужна, только не такая, как у нас. Наша, во-первых, она очень дорогая, во-вторых, не решает проблему утилизации хозбытовых стоков (например, проблему осадка сточных вод), а только переносит ее из одного места в другое, и главное — она не является системой локально замкнутого цикла. При индивидуальной застройке это как бы «теплотрасса наоборот», и вреда она наносит не меньше, чем наши пресловутые теплотрассы. Вместе с тем, американское «министерство здравоохраниния» давно сертифицировало и разрешило использовать даже в городах очень дешевые локальные биологические системы утилизации хозбытовых стоков, работающие по принципу «замкнутого цикла» и не создающие проблем ни зимой (до -50С), ни летом (до +50С), позволяющие пользоваться всеми благами цивилизации при двух условиях: в туалет нельзя сливать концентрированные яды и бросать биологически неразлагаемые предметы: пластик, некоторые виды бумаги и т.д. Площадь биоочистных — около 200 кв.метров, и выглядит как обычный фруктовый сад и огород; расчетное время эксплуатации на семью из 8 человек — около 100 лет, причем урожайность на этих двух сотках необычайно высока. Можно использовать специальные компостные туалеты, разработанные в Швеции и США и использовать компост как дешевое органическое удобрение.

Отопление (и кондиционирование) экодома обычно содержит основную и вспомогательную системы помимо пассивной солнечной, которая у нас практически не используется. Основная обычно состоит из солнечного теплового коллектора и теплоаккумулятора, запасающего тепло по суточным и сезонным циклам. Конструкции могут быть различными: в Швеции и Норвегии предпочетают твердотельные аккумуляторы под домом; в США и Германии — жидкостные внутри дома (на 200 кв.м жилой площади — около 15 тонн воды). Обычно такие системы стоят недешево, однако их можно сделать очень дешевыми, используя местные материалы и комплектующие: например, тепловой коллектор на крышу экодома конструкции БО МАЭ стоит всего 50$/Квт установленной мощности и не боится заморозков. Обязательной является система рекуперации тепла при вентиляции.

Вспомогательной отопительной системой является обычно камин или небольшая печь медленного горения. Фирма ISOMAX использует в качестве вспомогательной или «аварийной» систему электроподогрева пола с использованием ночного электричества мощностью 2 Вт/кв.м жилой плошади.

Каждый месяц, получая счета за свет, газ, отопление и водоснабжение, мы видим, что суммы неуклонно растут, несмотря на то, что мы стараемся экономить. Кто-то просто сокрушается на эту тему, а кто-то действует. Есть один законный способ отказаться от платы монополистам: обустроить дом с нулевым энергопотреблением. Как это сделать – в этом материале от HouseСhief.ru.

Читайте в статье

Бесплатная энергия вокруг нас

Знаете, почему выпуск электромобилей был отсрочен почти на 20 лет? Всё дело в том, что монополисты-производители топлива принимали невероятные усилия, чтобы не допустить появления на рынке более дешёвых конкурентов. И так со всем. Никто не будет помогать вам , это не выгодно. Действовать придется только вам самим. А ведь источники этой энергии буквально вокруг нас: солнце, ветер, вода – всё это может сделать ваш дом абсолютно автономным, не зависящим от газовой и электрической «иглы».

Использование энергосберегающих технологий

Начать обустройство такого дома нужно с замены всего потребляющего энергию оборудования на энергосберегающее. Ведь мы собираемся использовать собственные источники и нужно подходить к ним очень экономно. Такое оборудование имеет маркировку Energy Star. Все основные потребители энергии, а это в основном бытовая техника, должны иметь такую маркировку. Все лампочки следует заменить на энергосберегающие.

Установка контролирующего оборудования

Установка системы управления энергией в доме – очень важный этап в реализации этого плана. Она будет регулировать подогрев воды в бойлере, температуру в доме, порядок освещения комнат и расход воды в унитазе.

Максимальное утепление от фундамента до кровли

Сохранение тепла без энергозатрат – это очень существенно. Для этой цели ещё на этапе строительства максимально утепляют фундамент пенополистиролом. Это уже сократит расходы на отопление почти на 20%. Энергосберегающие окна и двери, стены с многослойной структурой и качественная крыша – всё это часть энергосберегающей системы. Чтобы летом не тратиться на кондиционеры, нужно сделать свесы кровли шире и установить на окна жалюзи.

Проточные водонагреватели вместо бойлера

Сами подумайте: сколько энергии тратится на то, чтобы постоянно поддерживать температуру в двухсотлитровом баке воды? А нужно ли вам это каждую минуту? Гораздо дешевле и экономичнее – установить проточные водонагреватели на все краны.

Солнечные батареи и ветрогенераторы

А теперь, после того, как вы снизили энергопотребление дома до минимальной отметки, пора задуматься о добыче собственной энергии. Сделать это можно двумя доступными способами: использовать ветрогенераторы и . Лучше пользоваться и тем и другим, чтобы не было перебоев в энергоснабжении. Солнечные батареи придётся купить, а вот ветрогенератор вполне реально собрать своими руками, и вот тому подтверждение:

Кстати, если вам нужно освещение во дворе и в саду – используйте светильники на солнечных батареях. За день их аккумуляторы наполняются энергией, а с наступлением темноты она расходуется на работу энергосберегающей светодиодной лампы.

Термальное тепло для отопления

Это непросто – установить систему, которая бы обогревала дом за счёт тепла планеты. Но это реально и возможно. Для этого потребуется специальная установка и бурение глубокой скважины. Да, удовольствие не из дешёвых, но вы вкладываете деньги в себя, а не отдаете их «Газпрому», а это уже греет.

Удивительно, но факт: газ из собственных источников

Если у вас не просто большая семья, но и богатое подворье, вы можете даже обустроить собственную газодобычу, которая обеспечит вашу кухонную плиту топливом. Не верите? А ведь это возможно! Метан – это продукт разложения биоотходов. Если сделать герметичный резервуар и складировать в нём навоз – вы получите тот самый метан, который отлично горит.

Обустроив дом с нулевым энергопотреблением, вы не только перестанете оплачивать баснословные счета, а ещё и сделаете мир чище, ведь все перечисленные способы абсолютно экологичны. Да, работа по организации такого жилища потребует немалых вложений, но они окупятся за 5-7 лет, а удовольствие от полной независимости – просто бесценно.

Если у вас есть ещё мысли о том, как снизить затраты и получить бесплатную энергию – поделитесь с нами в комментариях!

Понравилась публикация? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

Дома с нулевым потреблением — практичны ли они?

Дома нулевого энергопотребления также известны как здания с нулевым чистым потреблением энергии из общей сети, это означает что такой дом полностью энергетически самодостаточен. Это может быть достигнуто с использованием энергии солнца или ветра, но конечной целью является отсутствие трат на приобретение энергии после установки такой системы.

Здания возведенные по сложившимся технологиям потребляют около 40% общей энергии, которая производится с помощью ископаемого топлива в США и являются значительным источником парниковых газов. Дома с нулевым энергопотреблением, напротив являются фактором уменьшающим выбросы углекислого газа и уменьшающим зависимость страны от ископаемых видов топлива. На сегодняшний день таких домов катастрофически мало.

В настоящее время классический дом спроектирован в значительной мере так же, как и десятилетия назад, независимо от того, где он находится, за исключением некоторых территорий, таких как Анкоридж (Аляска), где сохранение тепла является важнейшим фактором или к примеру Феникс (Техас), где напротив — охлаждение имеет важное значение. Тем не менее, в обоих этих городах отопление и охлаждение производится с использованием одного и того же источника энергии.

Когда речь идет об энергонезависимости, в каждом конкретном случае решение разнится и зависит от местных территориальных особенностей. К примеру то, что дает энергию в солнечном Лос-Анджелесе не будет эффективным в ветреном Чикаго. Для достижения энергонезависимости, необходимо применять различные технологии, которые имеют смысл в каждой конкретной климатической зоне. Конечно можно сказать, что солнечной энергии вполне достаточно, но в реальности ситуация разнится от того, где находится постройка.


Дом построенный в пустыне	Северные условия

Для начала, имеет смысл снизить существующие энергозатраты дома прежде чем выбирать источник возобновляемой энергии. Чтобы достичь этой цели, необходимо провести полный анализ того, как энергия будет потребляться, какая техника будет использоваться (например с использованием оборудования которому присвоен рейтинг Energy Star — международный стандарт энергоэффективности потребительских товаров). Жильцы должны понимать в каком объёме расходует энергию каждое устройство в доме и следить за этим.

Следующим этапом является выбор системы управления энергией (система энергоменеджмента), для контроля её использования и отключения неиспользуемых приборов. Чтобы водонагреватель был более эффективным, необходимо чтобы температура воды для использования в душе и мытья посуды была установлена на должном уровне, не слишком горячая, но и не слишком холодная. Почти любой элемент дома дает возможности для экономии энергии, начиная с системы водопровода, заканчивая обыкновенными светильниками.

Система энергоменеджмента EMS EC-100

Лучшим способом быть в курсе объёмов энергопотребления в вашем доме является использование технологических решений. Системы энергоменеджмента могут следить за потреблением энергии и контролировать его, используя данные, собранные с помощью интеллектуального счетчика. Система также сообщит вам, сколько энергии использует ваша бытовая электроника, система безопасности, освещение, вентиляция и кондиционирование.

Каждая составляющая жилища должна быть энергооптимизирована, в том числе стены, сантехника, воздуховоды и окна. Будет тяжело сохранить энергию, если конструкция дома ненадежно изолирована от внешнего мира.

Начать нужно с энергоэффективного фундамента используя несъемную опалубку из пенополистирола при строительстве, это сэкономит до 30% энергии вашего дома. Используйте самый качественный изоляционный материал и плотно закройте всевозможные отверстия, через которые воздух сможет покидать здание. Не стоит забывать так же про окна и двери — они имеют немалое значение в вопросах экономии энергии. Обратите внимание на низкоэмиссионные окна маркированные стандартом Energy Star.

Где это возможно, необходимо использовать наибольшие свесы, чтобы оттенить летнее солнце от окон. Оконные покрытия, жалюзи или шторы обеспечивают дополнительную тень, а с ней и теплоизоляцию.

Необходимо использовать потолочные вентиляторы во избежание прокаливания комнат с солнечной стороны. Используйте подходящие для вашего помещения котлы отопления, которые не включаются и выключаются циклично, тратя энергию зазря. Поскольку большая часть теплого воздуха будет выходить через потолок или чердак, необходимо провести основательные изоляционные работы их или же использовать СИП панели для крыши.

Конструкционные теплоизоляционные панели (СИП) являются трехслойными конструкциями состоящими из двух ориентированно стружечных плит (ОСП), между которыми вклеивается слой пенополистирола, что создает сверхпрочную конструкцию. Они используются для возведения внешних стен, крыш, потолков и полов. Дома и здания, построенные по СИП технологии, отличаются превосходной изоляцией, исключительной прочностью, быстрый монтажом а так же безвредны для окружающей среды.

Проточные водонагреватели так же позволяют снизить затраты энергии, избавляя от необходимости держать 150 литров воды в постоянном нагреве круглые сутки. Не говоря уже о том, что они занимают значительно меньше места, чем те водонагреватели, которые мы использовали на протяжении десятилетий, где тепло постоянно уходило через стенки резервуара.

Если у вас есть камин, используйте стеклянные дверцы чтобы управлять теплом, которое создает огонь. Большинство из нас в уже давно используют энергосберегающие лампы вместо традиционных ламп накаливания, так как они дают такое же количество видимого света, используя значительно меньше энергии, не говоря уже о сроке эксплуатации, который в 8-15 раз превышает срок службы обычных ламп.

Дом нулевого потребления, это дом, который на протяжении года потребляет такое же количество энергии, которое и производится на его территории из возобновляемых источников, таких как энергия солнца и ветра.

Вообще говоря, покупка солнечных батарей является отличным вариантом, поскольку после того как первоначальные инвестиции окупятся, владелец жилья практически не будет платить за электричество, и получит возобновляемую энергию, фактически бесплатно. Важным моментом здесь является то, что солнечные панели не только в состоянии произвести достаточное количество энергии для обеспечения домохозяйства, но и возможно даже излишки, которые можно продать обратно в энергетическую компанию.

Системы ветроэнергетики используют мощность турбин для вращения генератора, преобразуя энергию ветра в электричество. Вне зависимости от того, включен ли ветрогенератор в общую сеть или стоит автономно, он может быть эффективным источником энергии, в случаях когда вы не можете полностью положиться на солнечную энергию, и вдобавок вы живете в местах с устойчивыми ветрами или на равнинных территориях. Измерить ветреность конкретного места можно с помощью анемометра. Ветрогенератор может быть использован как в виде дополнения к системе солнечных батарей, так и быть единственным источником возобновляемой энергии.

Конечно изначальная стоимость энергонезависимого дома может показаться высокой, но не нужно быть семи пядей во лбу, чтобы понять, что энергоэффективность оказывает огромное воздействие на окружающую среду, так как на самом деле не используя всего один киловатт энергии, на самом деле вы экономите все три.

И дело вот в чем — здесь в США энергоэффективность составляет всего 32%. Это означает, что сохранив один киловатт энергии, на деле вы сохраняете все три! Все это ведет к уменьшению загрязнений от электростанций, к уменьшению добычи угля и к сокращению транспортных издержек для его перемещения по всей стране.

Для получения энергонезависимого дома, безусловно необходимо установить высокоэффективную систему солнечных батарей. Такая система позволит дому в том числе продавать излишки электричества обратно в энергосистему в солнечные дни и в тоже время покупать электричество, как любой обычный дом, в пасмурные дни и ночью, впрочем с установкой ветряков, может быть решена и эта проблема. В конечном итоге за год, счета за электричество достигнут нулевого равновесия, сколько дом потратил энергии, столько же он и сгенерировал.

Эксперт по энергетическим вопросам может осмотреть ваш дом от чердака до подвала и указать на всевозможные улучшения, и подсказать на чем можно сэкономить, а так же указать на усовершенствования, которые приведут к оздоровлению вашей среды обитания.

Дома с нулевым потреблением энергии не только практичны, но и несомненно являются жилищем будущего. Возложим надежды на то, что строители домов начнут думать в разрезе нулевого потребления, проектируя новые дома.

Публикации по теме:

Дом с нулевым потреблением энергии

Nullenergiehaus в Германии

Дом с нулевым потреблением энергии, также дом нулевого энергопотребления^[1] (англ. zero-energy building, нем. Nullenergiehaus) — здание, обладающее высокой энергоэффективностью, способное на месте вырабатывать энергию из возобновляемых источников и потреблять её в равном количестве в течение года. При выработке энергии меньшей, чем необходимо для потребления, здание называется домом с почти нулевым потреблением (англ. near zero-energy building).

Терминология

Точно установившихся определений для такого типа зданий нет, однако существует несколько вариантов^[2]^[3]:

Здания с нулевым чистым потреблением энергии из общей сети (zero net energy buildings), которые подают в энергосети в течение года такое же количество энергии, какое они получают из этих сетей;
Здания с нулевыми выбросами углерода (zero carbon buildings), которые не используют энергию, ведущую к выбросам СО₂, или которые в течение года компенсируют использованную энергию ископаемого топлива за счет производства на месте достаточного количества энергии без выбросов СО₂;
Отдельно стоящие здания с нулевым потреблением энергии из общей сети (zero stand-alone buildings), которые не требуют подключения к каким-либо сетям, кроме резервных. Такие здания могут хранить энергию для использования в ночное время суток или в зимний период;
Здания с положительным энергобалансом, которые подают в системы энергоснабжения большее количество энергии, чем используют. За год эти здания производят больше энергии, чем потребляют.

Описание

Дома с нулевым потреблением не используют ископаемое топливо и получают необходимую энергию из возобновляемых источников.^[2] Они могут быть традиционными зданиями с большим солнечным коллектором и солнечной батареей.^[4]

Большинство таких домов строятся по следующим принципам: уменьшение требуемой энергии, использование излишков энергии, уменьшение необходимости в искусственном охлаждении, обеспечение высокоэффективными системами управления микроклиматом и иными системами, в том числе освещения; обеспечение возобновляемыми источниками энергии солнца, ветра и др.^[4]

В Дании дом с нулевым энергопотреблением может подключаться к одной и более энергетическим инфраструктурам: электросеть, районная система обогрева и охлаждения, газораспределительная сеть, распределительная сеть биотоплива и биомассы.^[5]

В мире

Финляндия

К уже построенным домам нулевого энергопотребления относятся: дом для инвалидов в Ярвенпяа (2124 м²), студенческое общежитие в Куопио (2124 м²), односемейный дом в Мянтюхарью (154 м²). В Хювинкяа будет построен односемейный дом на 160 м² в 2013 году. Дома с почти нулевым потреблением возведены в Якобстаде (односемейный 165 м²) и в Лахти (дом пенсионеров 16500 м²) ^[6]

Вызовы и проблемы

Несоответствие между местным использованием и производством энергии
Тёмная холодная зима и светлое солнечное лето
Сохранение энергии вне электросети
Интегрирование электросети с районной теплосетью и сетью охлаждения
Поиск решений в связи с зависимостями систем обогрева, охлаждения, термальной массы, внутреннего питания, солнечного питания
Капитальное решение для здания
Рентабельность

Канада

В Канаде продвижением идеи нулевого потребления энергии для домостроительства занимается Коалиция домов с нулевым потреблением энергии (англ.)

«Корпорация ипотеки и жилищного строительства Канады» профинансировала проект «Конкуренция в устойчивом строительстве жилья EQuilibrium» ^[7], объединив усилия государства и частных лиц. В 2006 году проводился конкурс, где из участвующих 72 проектов победило 12, первым из которых, был воплощён дом «ÉcoTerra» в городе Истман, Квебек. Расходы на его содержание составили сумму на 60% ниже аналогичного стандартного дома.^[8]

Примечания

См. также

Ссылки

Литература

Строительство и реконструкция малоэтажного энергоэффективного дома. Г.М.Бадьин. Спб. 2011 ISBN 978-5-9775-0590-1

Автономный дом с нулевым энергопотреблением (отмененный) — Boomstarter

Идея в том, чтобы сделать прототип автономного дома с нулевым энергопотреблением. Достигается это за счет правильно сориентированной, по сторонам света, посадки дома и за счет большой тепло-аккумулирующей массы.

Данную систему еще в 50 х годах придумал учитель физики из Киева, Иванов Александр Васильевич. Назвал он это солнечным вегетарием. С 16,5 квадратных метров такого вегетария удавалось собрать более 200 кг лимонов, а еще там росли ананасы и мандарины.

Этой технологией сейчас активно пользуется Китай. Несколько ее усовершенствовав китайцам удается не только обеспечивать свое огромное население, но и экспортировать сельхозпродукцию в другие страны.

Замысел развил американский архитектор Майкл Рейнольдс, адаптировав систему для комфортного проживания. Он же стал использовать для строительства старые автомобильные покрышки, которые идеально подошли для возведения земляных стен.

Его адаптация выглядит вот так:

В этом проекте внедрены 4 новаторские инженерные системы: солнечное отопление; солнечное кондиционирование; сбор дождевой воды которая используется 4 цикла; выработка электроэнергии при помощи солнечных панелей и ветро- генератора.

Сегодня такие дома есть более чем в 30 странах мира в том числе и в холодном климате Канады и Нидерландов. К сожалению ни в Украине ни в России ни в других постсоветских странах, таких домов еще нет.

Мы хотим исправить ситуацию, построив прототип такого дома, не превосходя стоимости постройки в 120$ за м.кв. и поделиться наработками как можно с большим количеством людей. Мы составим подробный фото, видео-отчёт о строительстве и эксплуатации дома.

Отчёт будет собран на официальном сайте проекта. Так же на сайте будет размещен проект со всей строительной документацией таблицами замеров влажности, температур, освещенности, расхода воды и электроэнергии.

Данные о доме будут регулярно обновляться, и он будет доступен в первую очередь для инвесторов, а также будет продаваться для широкой аудитории.

Чем ещё интересен данный проект? Это экономичность строения, дешевизна самого строительства с использованием бесплатных материалов, полная автономность такого дома от каких либо коммуникаций и экологичность дома.

Этот проект можно назвать самым доступным для постройки, и самым прибыльным видом жилья. Дающим своим владельцам пожизненную экономию не только на коммунальных услугах но и на питании, ведь этот дом круглый год выращивает для вас пищу.

Посмотрите небольшое видео, которое наглядно показывает процесс строительства и эксплуатации такого строения:

Как спроектировать дом Net-Zero

Но, даже если вы не можете достичь этого идеального равновесия, говорит Юань, «я думаю, что ответ в том, что вы все равно можете попытаться приблизиться и сделать все возможное, чтобы этого добиться. . »

Соберите правильную команду

Проектирование нулевого значения сети — это сложный процесс, управляемый данными, поэтому важно, чтобы вы собрали команду экспертов. Большинство проектных групп включают, помимо архитектора, консультанта по энергетике, который построит модель для прогнозирования характеристик вашего здания, и инженера-механика, который обеспечит вам наиболее эффективные системы HVAC.В зависимости от сложности проекта и пожеланий клиента вы также можете привлечь других консультантов. И, конечно же, нужен опытный подрядчик.

Когда работает так много игроков, важно, говорит Юань, сплотить команду и с самого первого дня наметить свои цели. «Здесь много строительной науки», — говорит она. «Обычно мы начинаем проект с интегрированного дизайна, объединяющего всех членов проектной и строительной группы вместе, чтобы вместе и совместно ставить цели.”

Сборка этого Braintrust не только поможет вам спроектировать лучшее здание, но и сделает вас лучшим архитектором. Шикетанц говорит: «Вы можете многому научиться у этих людей, и это затем будет использоваться в вашей собственной практике».

Начните с сайта

«Чтобы достичь нулевого значения, вы не начинаете с фотоэлектрических панелей. Для меня это последнее, что ты делаешь, — говорит Сами. Во-первых, он рекомендует проанализировать местный климат, принимая во внимание солнечный свет, характер ветра, количество осадков и диапазоны температур, которые будут влиять на дизайн здания и вашу общую стратегию чистого нуля.

Ориентация дома также имеет решающее значение. «Вы можете сориентировать свое здание, чтобы наслаждаться естественным бризом и солнечным светом, когда вы этого хотите, и затенять свое здание, когда вы этого не делаете», — говорит Сами. Это не только позволяет вам спроектировать эффективную ограждающую конструкцию здания, но и настраивает на успех ваши возобновляемые источники энергии. Например, в Северном полушарии солнечные батареи наиболее эффективны, если смотреть на юг, поэтому ваша крыша должна быть ориентирована соответствующим образом. То же самое касается наземных солнечных панелей.«Многие из этих вещей очень простые и использовались с древних времен — там, где солнце восходит и заходит, откуда дуют ветры», — говорит Шикетанц.

Пусть дизайн сделает тяжелый подъем

После того, как бригада собрана, а масса оптимизирована для стройплощадки, теперь вы можете сконцентрироваться на создании максимально эффективной оболочки здания. Это в основном означает герметичность. Юань любит приводить аналогию, которую она слышала от надежного инженера-механика: «Вы хотите думать о своем здании, как о человеческом теле: вы хотите дышать через нос или рот, а не через кожу.”

Подумайте о окнах с тройным остеклением, суперэффективной теплоизоляции и тщательно продуманных деталях фасада, которые, по сути, заделывают любые трещины. А затем вы можете выполнить точную настройку, указав низкоэнергетические системы отопления, вентиляции и кондиционирования, бытовые приборы и приспособления. Ваш консультант по энергетике и инженер-механик могут помочь вам принять это решение, исходя из того, что имеет смысл для конкретного здания. «Все должно работать вместе, чтобы вы могли контролировать результат и правильно его компенсировать», — говорит Юань.

Модернизация домов для достижения нулевого значения чистоты немного сложнее, потому что, конечно, вы не можете переориентировать свой дом, а обратное проектирование оболочки здания может быть дорогостоящим.Юань понимает это из первых рук: она и ее муж приступили к хирургическому ремонту лепного дома в испанском колониальном стиле с надеждой в конечном итоге достичь нулевого уровня при ограниченном бюджете. Модернизация повлечет за собой изоляцию стен, заделку трещин и замену высокоэффективными новыми механическими системами и, в конечном итоге, солнечной батареей на крыше. Это дорогое мероприятие, но оно того стоит: «Мои любимые типы проектов — это адаптивное повторное использование, где вы как бы прославляете историю, и я не думаю, что необходимость переоборудовать свой дом в соответствии с высокими стандартами производительности означает, что вы собираетесь компрометировать его эстетику.”

Центр CE — Дома с нулевым потреблением энергии

В погоне за нулем: три проекта в разных климатических условиях и условиях предлагают идеи для жизни с меньшим потреблением энергии.

Цели обучения :

Определите нулевую энергию.
Опишите стратегии проектирования домов с нулевым потреблением энергии, включая новое строительство и реконструкцию.
Обсудите проблемы достижения нулевого энергопотребления.
Объясните концепции, лежащие в основе стандарта пассивного дома.

Кредиты:

1 AIA LU / HSW

0,1 IACET CEU *

1 AIBD P-CE

AAA 1 Час структурированного обучения

Об этом курсе можно сообщить самостоятельно в AANB в соответствии с их Руководством CE

AAPEI 1 Час структурированного обучения

MAA 1 Час структурированного обучения

Об этом курсе можно сообщить в NLAA.

Об этом курсе можно сообщить в NSAA

NWTAA 1 Час структурированного обучения

OAA 1 учебный час

SAA 1 час базового обучения

Об этом курсе можно сообщить в AIBC в соответствии с их Руководством CE.

Этот курс утвержден как структурированный курс.
Об этом курсе можно сообщать самостоятельно в AANB в соответствии с их директивами CE.
Утверждено для структурированного обучения.
Утверждено для базового обучения.
.
Курс может соответствовать требованиям для учебных часов с NWTAA
Курс соответствует требованиям OAA Learning Hours
Этот курс утвержден в качестве основного курса
Этот курс может быть заявлен для учебных единиц в Архитектурный институт Британской Колумбии

Посмотреть курс на архитектурную запись.com »

НА СЕЙЧАС этот важный факт был забит в головы архитекторов: на здания приходится почти 40 процентов выбросов углерода. Но большинство профессионалов не знают, как быстро изменить это число. Сокращение доли углеродного пирога, производимой застройкой, требует принятия множества мер, от повышения эффективности до использования низкоуглеродистых материалов и очистки энергосистемы — сложный список. Но одно простое решение — сделать больше зданий нулевым потреблением энергии. А поскольку Соединенные Штаты сталкиваются с серьезной нехваткой жилья, рынок жилья предоставляет возможность преодолеть как климатический кризис, так и потребность в жилье.

ДОМ в Зеленых горах Вермонта, спроектированный как дом для отдыха, превратился в постоянное убежище Covid, изменив его ожидаемый профиль использования энергии.

Строительство с нулевым потреблением энергии — молодой рынок, но с крутой кривой роста. Некоммерческая организация New Buildings Institute сообщает, что коммерческие здания с нулевым потреблением энергии в Соединенных Штатах и Канаде в настоящее время составляют 80 миллионов квадратных футов, что в десять раз больше, чем в 2010 году.В жилищном секторе Северной Америки Альянс энергетического и экологического строительства (EEBA) насчитал к третьему кварталу прошлого года 28000 единиц жилья с нулевым потреблением энергии, что на 26 процентов больше, чем в последнем подсчете организации в 2018 году.

РАЗДЕЛ ЗДАНИЯ

зданий с нулевым потреблением энергии | WBDG

Введение

На фоне растущей обеспокоенности по поводу роста цен на энергию, энергетической независимости и последствий изменения климата статистика показывает, что здания являются основными потребителями энергии в США.S. Этот факт подчеркивает важность целенаправленного использования энергии в зданиях как ключа к снижению энергопотребления в стране. Строительный сектор может значительно сократить потребление энергии за счет включения энергоэффективных стратегий в проектирование, строительство и эксплуатацию новых зданий и проведения модернизации для повышения эффективности существующих зданий. Это может еще больше снизить зависимость от энергии, получаемой из ископаемого топлива, за счет увеличения использования местных и внешних возобновляемых источников энергии.

Концепция здания с нулевым энергопотреблением (NZEB), которое производит столько энергии, сколько потребляет в течение года, в последнее время превратилась из исследований в реальность.В настоящее время существует лишь небольшое количество высокоэффективных зданий, отвечающих критерию «Чистый ноль». В результате достижений в строительных технологиях, системах возобновляемых источников энергии и академических исследований создание зданий с чистой нулевой энергией становится все более и более возможным.

Хотя точные определения показателей для «чистой нулевой энергии» различаются (это обсуждается ниже), большинство согласны с тем, что Net Zero Energy Buildings объединяет:

Описание

Определения

Поскольку концепции «нулевой энергии» и «чистой нулевой энергии» являются относительно новыми, окончательных, общепринятых показателей нулевой энергии пока нет.На сегодняшний день Министерство энергетики (DOE) и Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) возглавили большую часть работ по строительству зданий с нулевым энергопотреблением. NREL представляет несколько определений «чистой нулевой энергии», и они побуждают проектировщиков зданий, владельцев и операторов выбирать метрику, которая наилучшим образом соответствует их проекту. Публикация NREL Zero Energy Buildings: Aritical Look at the Definition

Энергия на объекте относится к энергии, потребляемой и генерируемой на объекте (например,грамм. здание), независимо от того, где и как возникла эта энергия. В здании с нулевым энергопотреблением на каждую единицу энергии, потребляемой зданием в течение года, оно должно генерировать единицу энергии.

Энергия источника относится к первичной энергии, необходимой для извлечения и доставки энергии на объект, включая энергию, которая может быть потеряна или растрачена в процессе генерации, передачи и распределения. Например, угольная электростанция может генерировать 1 Джоуля электроэнергии на каждые 3 Джоуля энергии в потребляемом угле.Если на объекте используется природный газ, на каждые потребленные 20 Джоулей может потребоваться 1 Джоуль для извлечения и распределения газа на участке. Эти факторы учитываются в показателях для зданий с чистым нулевым источником энергии, хотя точные показатели могут варьироваться в зависимости от места и факторов полезности.

Чистая нулевая стоимость энергии — это, пожалуй, самый простой показатель для использования: это означает, что здание имеет счет за коммунальные услуги в размере 0 долларов в течение года. В некоторых случаях владельцы или операторы зданий могут воспользоваться преимуществами продажи кредитов на возобновляемые источники энергии (REC) от местной возобновляемой генерации.

Многие традиционные источники энергии приводят к выбросам диоксида углерода, оксидов азота, диоксида серы и т. Д. Здание Net Zero Energy Emissions либо не использует энергию, что приводит к выбросам, либо компенсирует выбросы за счет экспорта энергии без выбросов (обычно с -системы возобновляемых источников энергии).

Большинство зданий с нулевым потреблением энергии все еще подключены к электросети, что позволяет вырабатывать электроэнергию из традиционных источников энергии (природного газа, электроэнергии и т. Д.).) для использования, когда производство возобновляемой энергии не может удовлетворить энергетическую нагрузку здания. Когда, наоборот, производство энергии на месте превышает потребности здания в энергии, избыточная энергия должна быть экспортирована обратно в коммунальную сеть, если это разрешено законом. Избыточное производство энергии компенсирует более поздние периоды избыточного спроса, в результате чего чистое потребление энергии равно нулю. Из-за современных технологий и ограничений стоимости, связанных с хранением энергии, подключение к сети обычно необходимо для обеспечения баланса чистой нулевой энергии.Различия в том, как коммунальные предприятия и юрисдикции относятся к оплате за энергию, которая экспортируется из здания в сеть, могут повлиять на экономику проекта и должны быть тщательно оценены.

Независимо от определения или метрики, используемой для здания с нулевым потреблением энергии, минимизация энергопотребления за счет эффективного проектирования здания должна быть фундаментальным критерием проектирования и наивысшим приоритетом всех проектов NZEB. Энергоэффективность, как правило, является наиболее рентабельной стратегией с максимальной отдачей от инвестиций, а максимальное использование возможностей повышения эффективности до разработки планов использования возобновляемых источников энергии минимизирует стоимость необходимых проектов возобновляемой энергетики.Используя передовые инструменты энергетического анализа, проектные группы могут оптимизировать эффективные конструкции и технологии.

Меры по энергоэффективности включают стратегии проектирования и функции, которые снижают нагрузку со стороны спроса, такие как высокоэффективные конверты, системы воздушных барьеров, дневное освещение, солнцезащитные устройства и устройства затенения, тщательный выбор окон и остекления, пассивное солнечное отопление, естественная вентиляция и сохранение воды.

После того, как нагрузки здания уменьшены, нагрузки должны быть восприняты с помощью эффективного оборудования и систем.Это может включать энергоэффективное освещение, средства управления электрическим освещением, высокопроизводительные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и геотермальные тепловые насосы. Устройства преобразования энергии, такие как комбинированные теплоэнергетические системы, топливные элементы и микротурбины, не генерируют возобновляемую энергию. Вместо этого они преобразуют энергию ископаемого топлива в тепло и электричество и могут считаться стратегиями повышения энергоэффективности.

После включения мер по повышению эффективности оставшиеся потребности в энергии можно будет удовлетворить с помощью технологий возобновляемых источников энергии.Общие стратегии производства электроэнергии на месте включают фотоэлектрические (PV), солнечные батареи для нагрева воды и ветряные турбины.

Возобновляемая тепловая энергия на объекте иногда может быть получена за счет эффективного использования биомассы. Древесина, древесные гранулы, сельскохозяйственные отходы и аналогичные продукты могут сжигаться на месте для отопления помещений, нагрева технической воды и т. Д. Биотопливо, такое как биодизель, также может использоваться в сочетании с обычным ископаемым топливом для удовлетворения тепловых нагрузок. Более подробная информация о биомассе доступна на странице «Альтернативная энергия».

Приоритет следует отдавать подходам, связанным с возобновляемыми источниками энергии, которые являются легкодоступными, воспроизводимыми и наиболее рентабельными. Системное обслуживание также должно быть рассмотрено с течением времени. Анализ стоимости жизненного цикла следует использовать для оценки экономических преимуществ различных систем в течение срока их полезного использования.

В зависимости от используемой метрики и нормативов NZE, зданиям может быть разрешено использовать энергию, произведенную за пределами объекта, для компенсации энергии, используемой в здании.Если пространство ограничено, владелец объекта может установить специальные ветряные турбины, солнечные коллекторы и т. Д. В отдельном месте. Однако чаще всего кредит на производство возобновляемых источников энергии за пределами объекта достигается за счет покупки кредитов на возобновляемые источники энергии (REC).

REC доступны из многих технологий возобновляемых источников энергии. Крупные ветряные фермы, солнечные электростанции, геотермальные электростанции и гидроэнергетические установки производят электроэнергию без использования ископаемого топлива или первичной энергии. Затраты на строительство и эксплуатацию этих объектов генерации часто оплачиваются за счет продажи «кредита» на производство энергии из возобновляемых источников (а также продажи самой энергии).Структура и рынок РЭКов развиваются и варьируются в зависимости от региона.

Эти цели согласуются с Законом об энергетической независимости и безопасности 2007 года, который призывает к 100% сокращению использования энергии ископаемого топлива (по сравнению с уровнем 2003 года) для новых федеральных зданий и капитального ремонта к 2030 году.

Управление строительных технологий (BTO), созданное при Управлении энергоэффективности и возобновляемой энергии Министерства энергетики США, фокусируется на повышении эффективности зданий и связанного с ними оборудования, компонентов и систем. BTO поддерживает исследования и разработки, инструменты, руководства, обучение и технические ресурсы для улучшения характеристик новых и существующих зданий как в коммерческом, так и в жилом секторах.Многолетний план программы

Инициатива коммерческих зданий с нулевым энергопотреблением (CBI)

Параллельные жилые инициативы реализуются в рамках программы Building America, которая продемонстрировала рыночную трансформацию посредством исследований, проведенных в рамках BTP.(См. Раздел «Дополнительные ресурсы », в котором приведены ссылки на отчеты, коды, руководства по проектированию, программные инструменты и другие ключевые ресурсы для достижения стратегии сокращения потребления энергии и нулевого потребления энергии, доступные через Министерство энергетики.)

Принципы
Net Zero Energy Building могут применяться к большинству типов проектов, включая жилые, промышленные и коммерческие здания как в новых, так и в существующих зданиях. Все больше проектов разрабатывается и строится в различных секторах рынка и климатических зонах.Ниже приведены несколько ссылок на ресурсы коммерческих проектов Министерства энергетики США, в том числе:
Коммерческие примеры
Здание научно-исследовательской поддержки NREL
В июне 2010 года Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) завершила строительство Фазы 1 своего Центра исследований и поддержки (RSF). RSF, расположенный в Голдене, штат Колорадо, в настоящее время является крупнейшим NZEB в США. Проект площадью 220 000 кв. Футов достиг цели по энергопотреблению объекта Net Zero за счет процесса проектирования / строительства, основанного на производительности.Были реализованы многочисленные стратегии повышения энергоэффективности, включая внедрение передовых технологий рекуперации тепла, которые были разработаны и спроектированы исследователями лаборатории, и установку 1,6 мегаватт фотоэлектрической энергии на территории кампуса в рамках соглашения о закупке электроэнергии. Кроме того, дневное освещение, естественная вентиляция и энергоэффективный центр обработки данных нового поколения являются одними из других энергетических характеристик здания.
Оберлинский колледж Льюис-центр, Оберлин, Огайо
Фотография предоставлена: Джон Петерсен, Оберлинский колледж
Центр экологических исследований Адама Джозефа Льюиса, расположенный в кампусе Оберлинского колледжа в Оберлине, штат Огайо, является еще одним примером энергетического здания с нулевым энергопотреблением.Центр был явно задуман как интегрированная система и ландшафта здания , которая со временем будет меняться и улучшаться по своим характеристикам. В нем расположены классные комнаты и офисные помещения, аудитория, небольшая библиотека экологических исследований и ресурсный центр, система очистки сточных вод в теплице и открытый атриум. Центр Льюиса — это полностью электрическое здание, спроектированное с учетом максимальной энергоэффективности. Центр генерирует собственное электричество на месте с помощью установленной на крыше фотоэлектрической системы мощностью 60 кВт и фотоэлектрической системы мощностью 100 кВт, расположенной над парковкой.Центр «связан с сетью», что означает, что когда солнечные панели производят больше электроэнергии, чем потребляет Центр, электроэнергия экспортируется в город Оберлин. С тех пор, как в мае 2006 года была добавлена фотоэлектрическая система парковок, Центр стал нетто-экспортером электроэнергии — ежегодно производя больше электроэнергии, чем потребляет. Производство солнечной электроэнергии сочетается с энергоэффективным освещением, отоплением и бытовой техникой, чтобы минимизировать негативное воздействие на окружающую среду.
Уэйн Н.Федеральное здание Аспиналла и здание суда США в Гранд-Джанкшен, штат Колорадо, которое GSA планирует превратить в историческое здание с нулевым потреблением энергии.
Фото: GSA
В феврале 2011 года GSA объявила о своем плане отремонтировать 92-летнее федеральное здание Уэйна Аспиналла и здание суда США и превратить его в первое в стране историческое здание с энергоэффективной площадкой Net Zero. GSA будет сотрудничать с местными предприятиями Гранд-Джанкшен, штат Колорадо, чтобы сохранить исторические черты здания, инвестируя в устойчивые технологии, которые сделают его одним из самых энергоэффективных зданий в стране.GSA установит геотермальную систему отопления и охлаждения и массив солнечных панелей, которые будут вырабатывать достаточно энергии, чтобы покрыть потребность здания в электроэнергии. Любая произведенная избыточная энергия будет экспортироваться в местную энергосистему. Кроме того, в здании будут установлены осветительные приборы, которые регулируются в зависимости от уровня естественного освещения, и штормовые окна с покрытием из солнечной пленки, что снизит потребность в отоплении и охлаждении. GSA планирует завершить проект к январю 2013 года.
Примеры жилых домов
Обратитесь к Building America за дополнительными тематическими исследованиями жилых проектов.
Завершено NREL / Habitat Zero Energy Home
Фото предоставлено Питом Беверли
Дом Шарлотты Вермонт смог добиться нулевого потребления энергии за счет использования природных ресурсов участка — солнца, земли и ветра.
В конструкции этого дома Habitat for Humanity с нулевым источником энергии тщательно сочетаются эффективность оболочки, эффективное оборудование, приборы и освещение, а также пассивные и активные солнечные элементы, включая фотоэлектрические (PV), для достижения цели нулевого потребления энергии.Дом использует энергосистему общего пользования для хранения — доставляя энергию в сеть, когда фотоэлектрическая система производит больше энергии, чем использует дом, и потребляет из сети, когда фотоэлектрическая система производит меньше энергии, чем требуется дому. Такой подход устраняет необходимость в хранении батарей и снижает стоимость, сложность и обслуживание солнечной электрической системы. Регулярные обсуждения со строительным персоналом и волонтерами Habitat оценивали применимость оптимизированных решений к особым потребностям и экономическим характеристикам дома Habitat, что привело к развитию простых, легко обслуживаемых механических систем и методов строительства, удобных для волонтеров.В завершенном доме была установлена система сбора данных, чтобы контролировать его работу.
Эта резиденция для одной семьи в Шарлотте, штат Вермонт, была спроектирована таким образом, чтобы поддерживать все удобства обычного дома с минимальным воздействием на окружающую среду; исключить сжигание ископаемого топлива на месте; сохранить высокий уровень дизайна и детализации; и использовать самые обычные средства и методы, чтобы они были доступными и воспроизводимыми. Задача заключалась в том, чтобы сделать все это в условиях холодного северного климата.Единственный способ достичь нулевого уровня и использования энергии выбросов — это построить дом со сверхнизким энергетическим бюджетом с использованием всех естественных возобновляемых источников энергии, которые может предложить этот объект.
Дополнительные ресурсы
Организации / ассоциации
Публикации
«Достижение чистого нуля»
Интеграция в высшей степени: успех в проектировании высокопроизводительных зданий и реализации проектов в федеральном секторе
Программа развития и лидерства NBI «Выход на нулевой рынок» представляет собой один из самых обширных в мире портфелей знаний и ресурсов по зданиям с нулевым энергопотреблением и нулевым выбросом углерода.На протяжении более десяти лет NBI способствовала росту рынка с помощью идейного лидерства, исследований, образования, коммуникаций и организации встреч. Эти усилия помогают обеспечить масштабирование проектов с нулевым уровнем чистой прибыли за счет облегчения сотрудничества между лидерами отрасли, расширения использования передового опыта, исследований, рекомендаций и инноваций в технологиях и получения поддержки для принятия на рынок, которая ведет к разработке передовых политик и программ.
Наш веб-сайт «Getting to Zero» (www.gettingtozeroleadership.org) предоставляет доступ к более чем 300 тщательно подобранным ресурсам и является онлайн-площадкой для форума «Getting to Zero», который собирает сотни профессионалов энергетического и строительного рынка по этой теме.База данных зданий NBI содержит каталоги и отслеживает более 700 проверенных и новых проектов в США и Канаде. Эти здания со сверхнизким энергопотреблением потребляют столько энергии, сколько может обеспечить производство чистой возобновляемой энергии. Выполнение проверенных проектов подтверждено данными об измерении энергопотребления.
Рынок все еще находится на стадии становления, но тенденция к нулевому показателю роста резкая. Количество проверенных и новых зданий в Соединенных Штатах и Канаде увеличилось в десять раз с 2010 года и охватывает более 62 миллионов квадратных футов коммерческих и многоквартирных зданий.По мере того, как все больше городов и штатов реализуют планы действий по борьбе с изменением климата, все большее внимание будет уделяться чистой нулевой производительности зданий как стандарту для жилых и коммерческих зданий. Это новое видение привлекает внимание владельцев зданий, проектировщиков, политиков, общественных деятелей, операторов и других лиц, которые видят его потенциал, чтобы помочь переосмыслить наш подход к проектированию и эксплуатации зданий в будущем, в котором будут эффективно использоваться чистые энергетические ресурсы и устранен углеродный след здания.
Примечание: D разные регионы относятся к зданиям с нулевым потреблением энергии как либо с нулевой чистой энергией , с нулевой чистой энергией или с нулевой энергией.Хотя мы стараемся быть последовательными, мы также хотим использовать язык, который представляет локальное предпочтение . Поэтому , вы можете увидеть все три имени, упомянутые в этих материалах.
Проект дома с нулевым энергопотреблением был предложен Дэном Смитом для демонстрации концепции «строить плотно и правильно вентилировать».Смит руководил проектированием и производством дома с помощью программ архитектурно-инженерного проектирования, дизайна интерьера, ландшафтного управления и реставрации автомобилей. Смит работает инструктором по строительным технологиям в Техническом колледже Кловер-Парк и руководил своими учениками в завершении проекта в течение последних трех лет.
ZEH отличается пассивным нагревом, заложенным в его конструкцию.Сводчатый потолок большого зала украшает южная стена с открывающимися окнами-навесами. Это обеспечивает естественный дневной свет и использует преимущества преобладающих ветров и пассивного движения воздуха. Производство и потребление энергии в доме отслеживается для подтверждения нулевого потребления энергии.
Дом является частью более серьезного стремления к устойчивому развитию в Техническом колледже Clover Park. Весной 2010 года Колледж учредил Комитет по устойчивому развитию для реализации инициатив в области энергоэффективности и экологичности.Комитет отстаивал усилия по сокращению использования бумаги, переработке и компостированию, а также поставил цель экономии энергии для снижения затрат на электроэнергию в университетском городке. Кроме того, Колледж использовал два гранта по энергоэффективности для стратегических инвестиций в модернизацию освещения, установки датчиков движения и модернизации систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Проект воплотит в жизнь концепции программ, преподаваемых в классе, и предоставит пример простых изменений, которые могут привести к большой разнице в эксплуатационных характеристиках дома.Дом также будет использоваться как рабочая лаборатория для студентов, которые будут изучать концепции утечки воздуха и обучаться работе с оборудованием для проверки герметичности.
Производство и потребление энергии будет отслеживаться, чтобы убедиться, что дом действительно достигает нулевого потребления энергии. Достаточная технология позволит измерить отдельные цепи системы, чтобы поэкспериментировать с потреблением различных вилок и устройств.
Свойства пассивного обогрева включают количество стекла, обращенного на юг, и идеальную ориентацию, разработанную в процессе проектирования. Естественная вентиляция будет основным источником кондиционирования воздуха в здании. Сводчатый потолок большого зала будет отличаться стеной с открывающимися окнами-навесами, выходящими на юг, обеспечивающими естественный дневной свет, и будет использовать преимущества преобладающих ветров и пассивного движения воздуха.
© Kyungsub Shin + 36
ShareShare
Facebook
Twitter
41 Pinterest
Почта
Или
https: // www.archdaily.com/330896/net-zero-energy-house-lifethings © Kyungsub Shin Текстовое описание предоставлено архитекторами. Начало этого проекта связано с личным опытом, с которым столкнулся клиент, доктор Юнг Сойк, культурный куратор и преподаватель архитектуры. Доктор Юнг училась в Милане, Италия, когда стала свидетельницей забастовки местного профсоюза водителей грузовиков против стремительного роста цен на нефть. Через три дня после начала забастовки доктор Юнг обнаружила, что не может найти свежие продукты в городе.Этот опыт привлек ее внимание к уязвимости различных систем, от которых зависит наша повседневная жизнь. Она начала воображать, что однажды создаст самодостаточное сообщество. Сосолджип — первый шаг доктора Юнга к ее мечте.
© Kyungsub Shin Доктор Юнг поручила компании Lifething построить свой дом с нулевым энергопотреблением. Ян Су-ин — архитектор и общественный художник, практикующий в Корее и США. Ян посетил рыбацкую и фермерскую деревню в четырех часах езды к югу от Сеула более 40 раз и вел ежедневный строительный блог во время проекта.
© Kyungsub Shin Заказчик и архитектор хотели, чтобы Sosoljip основывался на здравом смысле при проектировании, строительстве и бюджете. Этот дом площадью 230 квадратных метров, который включает фотоэлектрические панели, солнечные трубы для сбора тепла, дровяной котел, четыре кухни и четыре ванные комнаты, был построен за 284 000 долларов США. Поддержание разумной стоимости строительства было очень важно для проекта не из-за бюджетных ограничений как таковых, а потому, что д-р Юнг и Ян хотели, чтобы проект стал доказательством того, что можно построить экологически безопасный дом, включая производство возобновляемой энергии, с умеренными затратами. бюджет.
© Kyungsub Shin Клиент и ее родители живут в этом доме, который состоит из трех гибких пространств: пространство клиента, пространство ее родителей и пространство для ночлега и завтрака. Основная масса включает гостиную, спальню, кухню и столовую родителей. Клиентское пространство является независимым, но связано с основной массой через крыльцо. Это большая студия с частной жилой площадью в мезонине. Студия выполняет двойную функцию: библиотека и класс для архитектурных мастерских, которые она проводит.Кровать и завтрак функционирует как буфер на случай внезапного переезда семьи из Сеула, где семья прожила всю свою жизнь, в Намхэ, отдаленную сельскую деревню. Они будут управлять B & B, а также приглашать семью и друзей. Семья младшей сестры клиента, которая все еще живет в Италии, также будет ежегодно проводить несколько месяцев в Сосолджипе.
© Kyungsub Shin Воспользовавшись характерным ландшафтом деревни, ступенчатые сельскохозяйственные поля, комнаты для завтрака расположены на нижнем уровне дома, а семейное пространство находится на уровне выше, оба из которых напрямую доступны снаружи.Помещение родителей соединено с помещением типа «постель и завтрак» лестницей, что позволяет номерам типа «постель и завтрак» функционировать как дополнительные спальни. Две комнаты типа «постель и завтрак» разделяют гибкую стену, что позволяет в любое время превратить пространство в большой одноместный номер. Крыша B & B превращается в сад, из которого открывается великолепный вид на море перед комнатой клиента.
© Kyungsub Shin Верхний уровень представляет собой длинную массу, идущую с востока на запад, которая смещается с юга на север, разделяя пространство клиента. Крыша наклонена под углом, чтобы получать лучшее солнечное освещение в течение всего года, и ее размеры подходят для фотоэлектрических панелей мощностью 3 кВт и трубок для сбора солнечного тепла.Дровяной котел является вторичным источником тепла, позволяющим избежать использования ископаемого топлива. Окна расположены таким образом, чтобы облегчить перекрестную вентиляцию, и тщательно продуманы, чтобы минимизировать потери тепла.
Диаграмма Жилье с нулевым потреблением энергии — Деятельность — Обучение инженерии
(0 Рейтинги)
Быстрый просмотр
Уровень оценки: 9 (9-11)
Требуемое время: 5 часов 45 минут
Студентам требуется несколько 50-минутных периодов для выполнения проектов по углубленному инженерному проектированию и строительству.
Расходные материалы на группу: 7,00 долларов США
Размер группы: 3
Зависимость действий: Нет
Тематические области: Измерения, Физические науки, Физика, Наука и Технологии
Ожидаемые характеристики NGSS:
Поделиться:

Резюме
Студенты изучают проектирование зданий с использованием пассивных солнечных батарей с упором исключительно на отопление.Они узнают, как изоляция, расположение окон, тепловая масса, цвет поверхности и ориентация объекта играют важную роль в пассивном солнечном отоплении. Они используют эту информацию для проектирования и строительства своих собственных модельных домов и тестирования их тепловых усилений и потерь в течение смоделированного дня и ночи. Команды сравнивают проекты и вносят предложения по улучшениям. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).
Инженерное соединение
Пассивным методам солнечного отопления уделяется больше внимания, когда возрастают затраты на обычную энергию и проблемы глобального изменения климата.Инженеры находятся в центре разработки решений для решения этих проблем, и они уделяют много внимания пассивному солнечному отоплению как средству уменьшения нашей зависимости от невозобновляемых источников энергии. Пассивный солнечный дизайн лучше всего внедрять в новые здания и сооружения; сложнее добавить к существующим зданиям.
Цели обучения
После этого занятия студенты должны уметь:
Смоделируйте несколько методов, используемых в пассивном солнечном обогреве.
Объясните важность пассивного солнечного отопления.
Определите роль, которую играет инженер в проектировании пассивных солнечных батарей.
Образовательные стандарты
Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными предметами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).
Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются Сетью стандартов достижений (ASN) , проект Д2Л (www.achievementstandards.org).
В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .
NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Ожидаемые характеристики NGSS
HS-ETS1-2.Разработайте решение сложной реальной проблемы, разбив ее на более мелкие, более управляемые проблемы, которые можно решить с помощью инженерных разработок. (9–12 классы)
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Разработайте решение сложной реальной проблемы, основанное на научных знаниях, источниках доказательств, созданных учащимися, приоритетных критериях и компромиссных решениях.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Критерии могут быть разбиты на более простые, к которым можно подходить систематически, и могут потребоваться решения о приоритете одних критериев над другими (компромиссы).
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Ожидаемые характеристики NGSS
HS-ETS1-3.Оцените решение сложной реальной проблемы на основе приоритетных критериев и компромиссов, которые учитывают ряд ограничений, включая стоимость, безопасность, надежность и эстетику, а также возможные социальные, культурные и экологические воздействия. (9–12 классы)
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Оцените решение сложной реальной проблемы, основываясь на научных знаниях, источниках доказательств, созданных студентами, приоритетных критериях и компромиссных решениях.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
При оценке решений важно принимать во внимание ряд ограничений, включая стоимость, безопасность, надежность и эстетику, а также учитывать социальные, культурные и экологические воздействия.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Новые технологии могут иметь серьезные последствия для общества и окружающей среды, в том числе и неожиданные.Анализ затрат и выгод — важный аспект принятия решений о технологиях.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Общие основные государственные стандарты — математика
Модель с математикой. (Оценки К — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Представьте данные о двух количественных переменных на диаграмме рассеяния и опишите, как эти переменные связаны.(Оценки 9 — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Интерпретируйте наклон (скорость изменения) и точку пересечения (постоянный член) линейной модели в контексте данных.(Оценки 9 — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Обобщение, представление и интерпретация данных по двум категориальным и количественным переменным. (Оценки 9 — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология
Студенты разовьют понимание атрибутов дизайна.(Оценки К — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Студенты разовьют понимание инженерного дизайна.(Оценки К — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Согласование технологических процессов с естественными процессами максимизирует производительность и снижает негативное воздействие на окружающую среду.(Оценки 9 — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Оценивайте окончательные решения и сообщайте наблюдения, процессы и результаты всего процесса проектирования, используя устные, графические, количественные, виртуальные и письменные средства в дополнение к трехмерным моделям.(Оценки 9 — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше
Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Список материалов
Каждой группе необходимо:
Лист пенопластовой плиты размером 1/8 дюйма размером 32 x 20 дюймов (это половина стандартного листа пенопластовой плиты, обычно доступного с размерами 1/8 дюйма x 32 дюйма x 40 дюймов [ .32 х 81 х 102 см]; это примерно 9 кв. футов или 0,84 кв. м)
1 кв. Фута (0,09 кв. М) из тонкого прозрачного пластика
Алюминиевая фольга, 4 кв. Фута (0,37 кв. М)
2 кв. Фута (0,19 кв. М) из тонкой резины (любого вида)
2 кв. Фута (0,19 кв. М) черная ткань (любая)
карандаши, ластики и белая или миллиметровая бумага для конструирования и построения графиков
(опция) Программа Excel для записи и построения графиков групповых данных
Раздаточный материал Design Challenge, по одному на группу
Рабочий лист анализа и результатов, по одному на группу
На долю всего класса:
пистолеты для горячего клея и / или липкий клей
ножницы
универсальный нож
канцелярские кнопки
скотч
малярная лента
транспортир
линейка (металлическая линейка)
Для одной испытательной станции (может потребоваться более одной станции):
Лампочка 300 Вт
настольная или фиксирующая лампа (в которую можно безопасно разместить лампочку мощностью 300 Вт)
напольный или коробчатый вентилятор
лед
ведро или пластиковая тара (для льда)
Термометр
(альтернативный вариант: используйте ноутбук и регистраторы данных HOBO для автоматического снятия и записи показаний температуры через определенные промежутки времени)
Часы или таймер для определения 30-секундных интервалов
Шаги для тестирования учителей
Рабочие листы и приложения
Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_housing_lesson05_activity1], чтобы распечатать или загрузить.
Больше подобной учебной программы
Предварительные знания
Студенты должны знать, как построить график данных и найти наклон линии на графике.
Введение / Мотивация
Представьте, если бы мы могли обогревать дома без использования ЛЮБЫХ электрических или газовых обогревателей! Подумайте о положительном влиянии, которое это окажет на людей во всем мире.Миллионы людей смогут согреться всю зиму, сэкономить на счетах за электроэнергию и снизить выбросы парниковых газов. Интерес к пассивному солнечному дизайну быстро растет из-за увеличения стоимости энергии, а также растущей озабоченности по поводу глобального изменения климата. Это вдохновило инженеров на разработку новых методов пассивного отопления и охлаждения, которые можно было бы более легко внедрить в существующие здания и дома.
Пассивное солнечное отопление приближает нас к «решению с нулевым потреблением энергии», чем люди могут подумать.Из всех методов обогрева пассивная солнечная энергия предлагает самые низкие начальные затраты, лучшую надежность, самое простое обслуживание и отсутствие постоянного спроса на энергию для работы. К сожалению, пассивное солнечное отопление не является мгновенной заменой традиционным методам отопления, потому что дома необходимо будет перепроектировать с учетом различных методов, чтобы максимизировать количество производимого тепла. И даже в этом случае он иногда не производит достаточно тепла, как хотелось бы. На данный момент инженеры сочетают пассивное солнечное отопление с традиционными методами, чтобы снизить потребность в энергоемких нагревательных приборах.
Хотя пассивный солнечный дизайн может показаться вам новым, основные принципы существуют уже много веков назад. В прошлые годы коренные американцы, которые жили в суровых пустынных районах, строили частично подземные дома, в которых им было прохладно днем и тепло ночью. Они также построили глинобитные дома в пещерах на скалах, которые были выбраны потому, что зимнее солнце согревало их, а летнее солнце не могло до них дотянуться. Сегодня инженеры расширяют эти принципы, чтобы применить их во многих и разнообразных домах, в которых мы все живем, чтобы мы могли эффективно использовать энергию и сэкономить деньги на счетах за отопление.
Важной частью хорошего пассивного солнечного дизайна является отличная изоляция. Это верно для любой системы HVAC (отопления, вентиляции и кондиционирования), но это особенно важно в пассивном дизайне, потому что пассивное солнечное отопление не производит столько тепла, сколько традиционные методы. Итак — важно, чтобы производимое тепло не тратилось зря. Несмотря на то, что существует ряд материалов для создания хорошо изолированных стен, от пены для распыления до тюков сена, важно не забыть изолировать другие части вашего дома — все места, которые отделяют внутреннюю часть от внешней.Эти места включают крышу / потолок, окна и двери. Например, окна пропускают значительно больше тепла наружу, чем стены вашего дома.
Окна — еще один важный компонент пассивных солнечных панелей. Вы не хотите иметь слишком много окон для хорошего пассивного солнечного дизайна. С другой стороны, хотя здание без окон будет иметь лучшую изоляцию, вы бы хотели в нем жить? Вместо того, чтобы полностью отказываться от окон, вы можете установить высококачественные окна с двойным остеклением и разместить их в стратегически важных местах.Двойные стеклопакеты лучше изолируют, чем одинарные. (Фактически, инженеры разработали много типов высокотехнологичных окон, которые помогают в хорошем пассивном солнечном дизайне.) Для обогрева окна лучше всего размещать в первую очередь на стене, обращенной к экватору, чтобы они могли пропускать солнечный свет. Окна, размещенные в правильных местах может приносить больше солнечного света, не теряя слишком много тепла.
Когда солнечный свет проникает в комнату, важными становятся два других аспекта пассивного солнечного дизайна: тепловая масса и цвет поверхности.Вы, наверное, уже знаете, что более темные цвета поглощают больше солнечного света, чем более светлые, поэтому для пассивного солнечного отопления нам нужны более темные цвета снаружи и внутри здания. Хорошая тепловая масса — это материал, который может поглощать много тепла и медленно выделять его, когда температура окружающей среды начинает понижаться. Некоторые материалы с высокой термальной массой — это бетон, кирпич и вода. При правильном использовании эти материалы поглощают тепло солнечного света, проникающего через окна, а затем выделяют это тепло в течение ночи.Используя окна, более темные цвета и тепловые массы, мы можем создать конструкцию пассивного солнечного отопления, которая согревает дом в течение дня и сохраняет тепло в течение ночи. Уловка заключается в том, чтобы найти нужное количество каждого предмета для использования и интегрировать его в дом.
Еще один момент, который следует учитывать, — это количество отапливаемого помещения. Большим объемам помещения требуется больше тепла, чтобы обеспечить такой же прирост температуры, что и меньший объем. Таким образом, разумная пассивная солнечная конструкция ограничит пространство, требующее обогрева, до минимума.
Последний компонент, о котором следует помнить при проектировании пассивных солнечных батарей, — это общая ориентация элементов вашего дизайна. Вы знаете, в какую сторону восходит и заходит солнце и светит весь день? Вы должны знать, с какой стороны светит солнце, чтобы вы могли расположить стены и окна так, чтобы солнечный свет был направлен в этом направлении. Кроме того, если вы знаете регулярное направление холодного ветра, разумно расположить и спроектировать дом так, чтобы блокировать или отклонять этот ветер, чтобы свести к минимуму охлаждение вашего дома (что затрудняет его обогрев).
Один из самых уникальных и забавных аспектов пассивного солнечного отопления заключается в том, что его можно реализовать практически неограниченным количеством способов. Так что инженеры, проектирующие пассивные солнечные системы отопления, могут проявлять столько творчества, сколько хотят!
Процедура
Фон
Цель студентов — спроектировать и построить модель дома с одной спальней в рамках предусмотренных проектных ограничений, используя конструкцию пассивного солнечного отопления, чтобы максимально обогреть дом и затем поддерживать эту температуру как можно дольше.Цель проекта, ограничения проекта, пассивные солнечные технологии и другая важная информация для студенческих команд представлены в Раздаточном материале Design Challenge.
После постройки группы тестируют проекты своих модельных домов, сравнивая идеи и результаты, и видят, какие модификации конструкции сработали лучше всего, а какие — нет. См. Раздаточный материал по тестированию для учителей, где описано, как проводить тестирование модельных домов.
Предоставьте учащимся разнообразные материалы, которые можно использовать разными способами.Ниже приведены примеры использования некоторых материалов:
Пенопласт: для стен и кровли, для имитации изоляции и тепловой массы
Тонкий прозрачный пластик: для проникновения света через окна, для обогрева дома
Фольга алюминиевая: для имитации металлических поверхностей; не являясь термической массой, она отражает тепло и свет
Тонкая резина: для имитации термической массы
Черная ткань: не является термической массой, но поглощает много тепла от света.
Клей: помимо скрепления дома, он служит окончательным изолятором для заделки любых трещин и небольших утечек воздуха в моделях домов
Поощряйте студентов мыслить творчески и придумывать собственные проекты.На рисунке 1 показаны примеры спроектированных и созданных студентами модели пассивных солнечных домов на этапе тестирования. Рисунок 1: Три примера модельных домов, разработанных студенческими командами. Авторское право
Copyright © 2009 Джон МакНил, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере.
Перед мероприятием
Со студентами
Представьте пассивное солнечное проектирование для целей отопления и его основные конструктивные соображения и методы, как описано в разделе «Введение / мотивация».
Кратко опишите студентам, что они будут проектировать во время упражнения (см. «Цель» в Раздаточном материале «Задача дизайна»).
Разделите класс на группы по два-три ученика в каждой.
Раздайте каждой группе раздаточный материал для конкурса дизайна. Попросите их просмотреть раздаточный материал; ответьте на любые вопросы, которые могут у них возникнуть.
Предложите командам провести мозговой штурм и обсудить возможные методы пассивного солнечного обогрева с использованием предоставленных материалов. Поощряйте их проектировать уникальные дома.Например, у них не обязательно должны быть традиционные четыре стены.
Когда команды придумали несколько идей, попросите их выбрать одну и зарисовать ее на бумаге. Перед тем, как передать материалы, перепроверьте их проекты, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям. Колорадский университет в Боулдере.
Дайте командам время на сборку (см. Рисунок 2). Это займет больше всего времени, возможно, пять 50-минутных периодов (всего около 250 минут). Удерживайте их выполнение задачи, устанавливая промежуточные сроки.
После того, как группы закончат строительство своих модельных домов, создайте испытательную площадку и раздайте каждой команде лист анализа и результатов. Затем начните проводить тесты (см. Рис. 3), как описано в приложении «Шаги тестирования учителя». Попросите группы записать свои данные в свои рабочие листы. Рисунок 3: Тестирование дома с модели пассивной солнечной энергии в смоделированных дневных и ночных условиях.авторское право
Авторское право © 2009 г. (слева) Малинда Шефер Зарске и (справа) Джон Макнил, программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере.
Попросите учащихся заполнить Рабочий лист анализа и результатов, когда их тестирование будет завершено.
Поручите каждой группе подготовить 5-10-минутную презентацию результатов своего модельного дома, обсуждая концепции их первоначальной пассивной солнечной конструкции, ее успехи и неудачи, а также способы их улучшения.
Словарь / Определения
HVAC: аббревиатура от «отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», которая является областью проектирования и исследований для инженеров-строителей.
изоляция: Материал, предотвращающий передачу тепла.
пассивное солнечное проектирование: использование солнечной энергии, географического климата и свойств различных материалов для обогрева и охлаждения зданий.
Тепловая масса: Строительный материал, используемый в конструкции пассивных солнечных батарей из-за его высокой способности аккумулировать тепло. Возможные материалы: полы и стены из бетона, плитки, кирпича, кирпичной кладки, камня, грунта и воды.
Оценка
Оценка перед началом деятельности
Обсуждение в классе: Обсудите со студентами пассивное солнечное отопление и то, как оно могло бы повлиять на мир, если бы стало более эффективным и распространенным, чем обычные методы обогрева, используемые сегодня.
Встроенная оценка деятельности
Обзор дизайна: В середине фазы строительства попросите группы провести краткие презентации для класса (или просто учителя), обсуждая их проекты.Убедитесь, что они обсуждают методы пассивного солнечного нагрева, которые они используют. Выделите время для вопросов коллег.
Оценка после деятельности
Краткие презентации: Поручите каждой команде подготовить 5-10-минутную презентацию результатов своего модельного дома, обсуждая концепции в их первоначальной пассивной солнечной конструкции, ее успехи и неудачи, а также способы их улучшения.
Предложение компании: Попросите учащегося представить, что он работает в инженерной компании, которая хочет продать проект пассивного солнечного отопления некоторым строительным подрядчикам.Пусть они напишут письма своему боссу, объясняя, почему их дизайн лучше всего подходит для сообщества.
Вопросы безопасности
Будьте осторожны при резке материалов универсальным ножом.
Убедитесь, что в используемую лампу можно безопасно установить 300-ваттную лампочку.
Советы по поиску и устранению неисправностей
Перед тем, как учащиеся приступят к проектированию и сборке, сообщите им размер испытательного термометра, потому что для получения хороших показаний на этапе тестирования он должен проходить через дверь дома и полностью внутри, и его можно будет прочитать через окно. .
Тестирование занимает некоторое время, и группы могут потерять интерес, если вы можете тестировать только одну группу за раз. Попросите учащихся использовать время для выполнения других заданий. Или сократите время, предоставив более одной испытательной станции, если у вас есть расходные материалы.
Расширения деятельности
Попросите учащихся повторно протестировать свои модели домов, отрегулировав угол наклона лампы (солнечного света) для отображения летнего и зимнего солнечного воздействия, а затем сравнив результаты, чтобы увидеть, какие модели работают лучше в разное время года.
Предложите учащимся изменить дизайн своих моделей домов на бумаге, чтобы включить в них методы пассивного солнечного охлаждения. Сделайте еще один шаг, попросив их внести изменения в свои модели домов, а затем повторно протестировать их, чтобы увидеть, как быстро они могут охладить свои дома.
Масштабирование активности
Для более низких классов ограничьте обсуждение методов пассивного солнечного нагрева изоляцией, окнами и цветом поверхности.Попросите команды выбрать один или два метода, которые они будут использовать в своих модельных домах.
Для старших классов предложите учащимся изучить дополнительные методы пассивного солнечного обогрева помимо уже представленных, а затем использовать то, что они находят в своих модельных домах.
использованная литература
Пассивный солнечный дизайн. Выбор для жилищного строительства, Центр потребительской энергии, Энергетическая комиссия Калифорнии. Доступ 22 октября 2009 г.http://www.consumerenergycenter.org/home/construction/solardesign/index.html
Пассивный солнечный дизайн. Устойчивые источники. (Предоставляет отличное введение в дизайн солнечной энергии, включая «практические правила» и множество диаграмм, иллюстрирующих накопление тепла, вентиляцию и другие методы) По состоянию на 22 октября 2009 г. http://www.greenbuilder.com/sourcebook/PassiveSol.html
авторское право
© 2008 Регенты Университета Колорадо.
Авторы
Джонатан Макнил; Малинда Шефер Зарске; Дениз В. Карлсон
Программа поддержки
Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Благодарности
Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Министерство образования и Национальный научный фонд ГК-12, грант No. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.
Последнее изменение: 5 октября 2021 г.
.
No related posts.

Ожидаемые характеристики NGSS
HS-ETS1-2.Разработайте решение сложной реальной проблемы, разбив ее на более мелкие, более управляемые проблемы, которые можно решить с помощью инженерных разработок. (9–12 классы) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.

В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Сквозные концепции
Разработайте решение сложной реальной проблемы, основанное на научных знаниях, источниках доказательств, созданных учащимися, приоритетных критериях и компромиссных решениях. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Критерии могут быть разбиты на более простые, к которым можно подходить систематически, и могут потребоваться решения о приоритете одних критериев над другими (компромиссы). Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Ожидаемые характеристики NGSS
HS-ETS1-3.Оцените решение сложной реальной проблемы на основе приоритетных критериев и компромиссов, которые учитывают ряд ограничений, включая стоимость, безопасность, надежность и эстетику, а также возможные социальные, культурные и экологические воздействия. (9–12 классы) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.

В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Сквозные концепции
Оцените решение сложной реальной проблемы, основываясь на научных знаниях, источниках доказательств, созданных студентами, приоритетных критериях и компромиссных решениях. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	При оценке решений важно принимать во внимание ряд ограничений, включая стоимость, безопасность, надежность и эстетику, а также учитывать социальные, культурные и экологические воздействия. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Новые технологии могут иметь серьезные последствия для общества и окружающей среды, в том числе и неожиданные.Анализ затрат и выгод — важный аспект принятия решений о технологиях. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

ДОМА С НУЛЕВЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ ЭНЕРГИИ

Дом с нулевым энергопотреблением: преимущества, обзор технологии

Что собой представляет дом с экономичным энергопотреблением

Что нужно знать для перевода дома на дешёвое энергопотребление

Экономим на солнечных батареях: что требуется для сохранения бюджета

Первоначальные затраты на дом с нулевым энергопотреблением

Дополнительные преимущества домов с экономичным энергопотреблением

В заключение

В 2020-е годы строительство энергоэффективных проектов станет массовым

Эра низкого энергопотребления

Тепловые насосы и LED-лампы во главе революции

Пассивный дом = нулевой дом. Требования и технологии

Что нужно знать для перевода дома на дешёвое энергопотребление

Экономим на солнечных батареях: что требуется для сохранения бюджета

Первоначальные затраты на дом с нулевым энергопотреблением

Дополнительные преимущества домов с экономичным энергопотреблением

В заключение

Бесплатная энергия вокруг нас

Использование энергосберегающих технологий

Установка контролирующего оборудования

Максимальное утепление от фундамента до кровли

Проточные водонагреватели вместо бойлера

Солнечные батареи и ветрогенераторы

Термальное тепло для отопления

Удивительно, но факт: газ из собственных источников

Дома с нулевым потреблением — практичны ли они?

Дом с нулевым потреблением энергии

Терминология

Описание

В мире

Финляндия

Вызовы и проблемы

Канада

Примечания

См. также

Ссылки

Литература

Автономный дом с нулевым энергопотреблением (отмененный) — Boomstarter

Как спроектировать дом Net-Zero

Центр CE — Дома с нулевым потреблением энергии

зданий с нулевым потреблением энергии | WBDG

Введение

Описание

Определения

Подключение к сети и ноль сети

Энергоэффективность

Возобновляемая энергия

Возобновляемая энергия на месте

Внешняя возобновляемая энергия

Федеральные цели строительства с нулевым потреблением энергии

Приложение

Список материалов

Рабочие листы и приложения

Больше подобной учебной программы

Предварительные знания

Введение / Мотивация

Процедура

Словарь / Определения

Оценка

Вопросы безопасности

Советы по поиску и устранению неисправностей

Расширения деятельности

Масштабирование активности

использованная литература

авторское право

Авторы

Программа поддержки

Благодарности

Добавить комментарий Отменить ответ