Экологические индивидуальные жилые дома

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Реферат по дисциплине

Архитектурное проектирование

Экологические индивидуальные жилые дома

Иваново 2013 г.

Основные понятия

Энергосберегающий дом или экодом -- сооружение, основной особенностью которого является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление -- в среднем около 10 % от удельной энергии на единицу объёма, потребляемой большинством современных зданий. В большинстве развитых стран существуют собственные требования к стандарту пассивного дома.

Показателем энергоэффективности объекта служат потери тепловой энергии с квадратного метра (кВт·ч/м?) в год или в отопительный период. В среднем составляет 100--120 кВт·ч/м?. Энергосберегающим считается здание, где этот показатель ниже 40 кВт·ч/м?. Для европейских стран этот показатель ещё ниже -- порядка 10 кВт·ч/м?. (Рис. 1)

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

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

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

Уммный дом -- жилой дом современного типа, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Под «умным» домом следует понимать систему, которая обеспечивает безопасность, комфорт и ресурсосбережение для всех пользователей. В простейшем случае она должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в доме, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Кроме того, от автоматизации нескольких подсистем обеспечивается синергетический эффект для всего комплекса.

Активный дом представляет собой здание, которое производит энергии для собственных нужд более, чем в достаточном количестве. Общий годовой объем энергопотребления является положительным в отличие от дома с низким энергопотреблением.

Базовым параметром Активного дома является объединение решений, разработанных институтом Пассивного дома, и технологий «Умного дома». Благодаря этому, удаётся создать дом, который не только тратит мало энергии, но ещё и грамотно распоряжается той незначительной, которую вынужден потреблять.

Вторым важным аспектом является создание благоприятного микроклимата в помещениях -- правильная вентиляция, поддержка температурного режима и др.

Развитие энергосберегающих зданий

Развитие энергосберегающих построек восходит к исторической культуре северных народов, которые стремились построить свои дома таким образом, чтобы они эффективно сохраняли тепло и потребляли меньше ресурсов. Классическим примером техники повышения энергосбережения дома является русская печь, отличающаяся толстыми стенками, хорошо сохраняющими тепло, и оснащённая дымоходом со сложной конструкцией лабиринтов.

К современным экспериментам повышения энергосбережения зданий можно отнести сооружение, построенное в 1972 году в городе Манчестер в штате Нью-Хэмпшир (США). Оно обладало кубической формой, что обеспечивало минимальную поверхность наружных стен, площадь остекления не превышала 10 %, что позволяло уменьшить потери тепла за счёт объёмно-планировочного решения. По северному фасаду отсутствовало остекление. Покрытие плоской кровли было выполнено в светлых тонах, что уменьшало её нагрев и, соответственно, снижало требования к вентиляции в тёплое время года. На кровле здания были установлены солнечные коллекторы.

В 1973 -- 1979 годах был построен комплекс «ECONO-HOUSE» в городе Отаниеми, Финляндия. В здании, кроме сложного объёмно-планировочного решения, учитывающего особенности местоположения и климата, была применена особая система вентиляции, при которой воздух нагревался за счёт солнечной радиации, тепло которой аккумулировалось специальными стеклопакетами и жалюзи. Также, в общую схему теплообмена здания, обеспечивающую энергосбережение, были включены солнечные коллекторы и геотермальная установка. Форма скатов кровли здания учитывала широту места строительства и углы падения солнечных лучей в различное время года.

Стандарты энергосберегающих зданий

В Европе существует следующая классификация зданий в зависимости от их уровня энергопотребления:

· «Старое здание» (здания построенные до 1970-х годов) -- они требуют для своего отопления около трехсот киловатт-часов на квадратный метр в год: 300 кВт·ч/м год.

· «Новое здание» (которые строились с 1970-х до 2000 года) -- не более 150 кВт·ч/м год.

· «Дом низкого потребления энергии» (с 2002 года в Европе не разрешено строительство домов более низкого стандарта) -- не более 60 кВт·ч/м год.

· «Пассивный дом» -- не более 15 кВт·ч/м год.

· «Дом нулевой энергии» (здание, архитектурно имеющее тот же стандарт, что и пассивный дом, но инженерно оснащенное таким образом, чтобы потреблять исключительно только ту энергию, которую само и вырабатывает) -- 0 кВт·ч/м?год.

· «Дом плюс энергии» или «активный дом» (здание, которое с помощью установленного на нём инженерного оборудования: солнечных батарей, коллекторов, тепловых насосов, рекуператоров, грунтовых теплообменников и т. п. вырабатывало бы больше энергии, чем само потребляло).

Директива энергетических показателей в строительстве (Energy Performance of Buildings Directive)(Рис. 2), принятая странами Евросоюза в декабре 2009 года, требует, чтобы к 2020 году все новые здания были близки к энергетической нейтральности.

В США стандарт требует потребления энергии на отопление дома не более 1 BTU на квадратный фут помещения, а в Великобритании пассивный дом должен потреблять энергии на 77 % меньше обычного дома.

С 2007 года каждый дом, продаваемый в Англии и Уэльсе, должен получить рейтинг энергоэффективности. Сертификат Энергетической Эффективности будет обязательной частью Информационного Пакета Дома. Каждый продающийся дом будет осматривать независимый инспектор, который определит рейтинг эффективности дома с точки зрения потребления энергии и выбросов СО2.

В Ирландии пассивный дом должен потреблять энергии на 85 % меньше стандартного дома, и выбрасывать в атмосферу СО2 на 94 % меньше обычного дома.

Новые дома Испании с марта 2007 года должны быть оборудованы солнечными водонагревателями, чтобы самостоятельно обеспечивать от 30 % до 70 % потребностей в горячей воде, в зависимости от места расположения дома и ожидаемого потребления воды. Нежилые здания (торговые центры, госпитали и т. д.) должны иметь фотоэлектрическое оборудование.

В России также существует ряд документов (постановления, рекомендации, указы, нормативы, территориальные нормы) регулирующих энергопотребление зданий и сооружений. Например, ВСН 52-86, определяющий расчёт и требования для системы горячего водоснабжения с использованием солнечной энергии.

Средний канадский коттедж производит ежегодно 5-7 тонн парниковых газов. Дома США производят ежегодно около 278 млн тонн парниковых газов. Пассивные дома могут существенно сократить эти выбросы.

Технологии пассивного домостроения позволяют существенно сократить потребление энергии. Например, в 1990-е годы в Германии энергопотребление в жилищно-коммунальной сфере снизилось на 3 %. А домохозяйства Великобритании потребляют около 30 % всей энергии страны.

солнечный отопление пассивный дом

Проекты экологических домов

Casa No Gere построен архитекторами Граса Коррейя и Роберто Равацци в национальном парке в Португалии, где владельцы этого дома хотели жить. Часть здания прячется внутри горы, а другая нависает над обрывом и рекой. Простая конструкция, шикарный вид из окна и единение с природой.

Немецкая компанией Aisslinger создала оригинальный экологический проект "Fincube". Дом был построен на высоте 1200 метров возле Больцано, Италия. Его проект подразумевает низкое потребление энергии с минимальными выбросами CO2. Площадь дома 47 м2, как одна небольшая квартира. Дизайн интерьера минимальный, но в нем есть все, чтобы полноценно жить.

Экодом Ikaros был создан в Германии. Построенный Университетом прикладных наук в Розенхайме, этот проект производит энергию больше, что необходимо для потребления дома. Используя разнообразные зеленые технологии, такие как солнечные батареи, панели вакуумной изоляцией, эффективные механические системы и естественная вентиляция.

Многие опасаются, что солнечные батареи могут плохо вписаться в архитектурный дизайн дома. В данном случае панели являются независимыми от здания, показывая оригинальное решение данного вопроса . Chakanat Ridge House был спроектирован архитекторами Прентисс и находится он в штате Вашингтон.

"Дом для жизни" является жилым эко-проектом датских архитекторов ААРТ. Находится недалеко от Орхуса в Дании. Архитекторы сделали упор на низкое потребление энергии с низким уровнем выбросов углерода. Как не удивительно, но этот дом производит больше энергии, чем потребляет.

Красивый и компактный экологический дом от Пьетро Руссо, который находится в Франшхоек, Южная Африка. Дом построен среди завораживающего пейзажа и гармонично вписывается в окружающею среду. Дом дает возможность уединенно жить среди природы, и при этом он имеет современный красивый дизайн.

Архитектор Роблес создал эту невероятную эковиллу в Коста-Рике. Дом расположен на небольшом холме над океаном, в 20 км вдали от города. Его самодостаточность являлся вызовом для архитекторов, так как дом стал независимыми и надежными в влажной среде.

Итальянская компания Iosa Ghini Associati сделала дизайн для четырех домов для застройщика из Никосии. Особенность этих домов в том, что при строительстве используются все последние достижения активных и пассивных эко-технологий. 4 дома класса люкс выполнены в органической и обтекаемой форме так, что каждый из домов играет роль частей одного целого, но при этом обладает собственными неповторимыми особенностями. Проект во главу угла ставит экологические технологии: солнечные батареи, стеклянные стены, пропускающие свет солнца, системы сбора и последующей очистки дождевой воды, системы сохранения тепла во время зимы.

Проекты эклогических домов в России

Экодома серии Solar - индивидуальные жилые дома и туристические модули с солнечным отоплением и солнечным охлаждением, спроектированные в 2006-2010 г. во Владивостоке, на базе различных проектных мастерских города. Оптимальная территория для строительства - полоса не севернее 50 град. с.ш. На территории России это регион с населением почти 20 млн. человек. Автономность домов от внешних источников теплоснабжения от 35 до 81% в зависимости от комплектации. Преимущество проектов в том, что уже на стадии архитектурного решения, без использования активных систем, доля солнечного отопления в теплоснабжении дома составляет от 35 до 57% в морозные погоды с ветром 10-15 м/с и морозом -15С

Проект оборудования эко-дома это взгляд дизайнера на современный средовой дизайн и на то, как должно выглядит окружение человека завтра. Уже сейчас мы имеем технологии и возможности для создания подобной среды и возможно в ближайшем будущем бионический хай-тек войдёт в нашу жизнь также прочно как вошел сам хай-тек, станет более доступным и повсеместным, ведь уже сейчас масса дизайнеров и архитекторов работают в этом стиле, активно внедряя его в повседневную жизнь человека.

"Активный дом" - это жилой дом, который объединяет три основных принципа концепции "Active House": энергоэффективность, здоровый микроклимат и бережное отношение к природе.

При строительстве «активного дома» в «Западной долине» применены ведущие мировые разработки в области «зеленого» строительства. Как сказал на пресс-конференции, посвященной открытию проекта, президент Союза архитекторов России Андрей Боков, этот дом на десятки лет по технологиям опережает соседние дома, расположенные в километре от него. Благодаря технологиям, затраты на отопление «активного дома» составляют, по расчетам, 12 тыс. рублей, в то время как отопление «обычного» коттеджа такого же размера обойдется в 20-24 тыс. рублей в год.

Отметим, что себестоимость строительства «активного дома» в «Западной долине» составила с учетом отделочных работ, покупки мебели и ландшафтного дизайна участка около 30 млн. рублей.

Информационные источники

1. Габриель И., Ладенер Х. Реконструкция зданий по стандартам энергоэффективного дома. -- Изд.: БХВ-Петербург, 2011. -- С. 478

2. Строительство и реконструкция малоэтажного энергоэффективного дома. Г.М.Бадьин. СПб. 2011

3. Алфёров Ж. И., Андреев В. М., Румянцев В. Д. Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики // Физика и техника полупроводников, 2004, Т.38, вып.8, с.937-948.

4. Алексей Щукин. Энергия свечей, человека и земли «Эксперт» № 38 (675), 5 октября 2009

Размещено на Allbest.ur