Зеленый Модифицированная любая реконструкция существующего здания , что цели снижения выбросов углекислого газа и воздействие на окружающую среду этого здания. Это включает в себя, помимо прочего, повышение энергоэффективности систем отопления, кондиционирования, вентиляции и других механических систем, повышение качества изоляции оболочки здания и улучшение комфорта и здоровья людей.
Зеленые модификации приобрели известность в последнее время благодаря их включению в ряд популярных систем оценки зданий, таких как LEED USGBC для существующих зданий: эксплуатация и техническое обслуживание, [1] Passive House EnerPHit [2] и Green Globes для существующих зданий. [3] Многочисленные правительственные агентства, в основном ЕС , уделяют особое внимание и помогают финансировать «зеленую» модернизацию как жилых, так и коммерческих зданий, поскольку существующие здания считаются большой и растущей областью внимания в борьбе с изменением климата. [4]
Обзор
Большинство модификаций можно считать в некотором роде «зелеными», потому что вместо строительства нового здания улучшается уже существующее. [5] Это позволяет сэкономить значительную часть воплощенных энергоемких материальных ресурсов, которые в противном случае потребовались бы в первую очередь для строительства конструкции. Когда альтернативой является совершенно новое здание, любая модернизация уменьшит углеродное воздействие этого проекта. Зеленая модернизация дополнительно учитывает влияние принятых проектных решений на окружающую среду и направлена на усиление каждого проектного решения для включения энергосбережения и устойчивости.
Модернизация любого здания по своей сути несет в себе ограничения текущего здания и участка. Во многих случаях это может вынудить проектные команды рассматривать далеко не идеальные решения в отношении заявленных целей проекта. Например, ориентация здания по отношению к солнцу оказывает большое влияние на его энергетические характеристики, но после того, как здание построено, оно обычно выходит за рамки модернизации, чтобы повернуть его. Бюджетные ограничения также часто влияют на предлагаемые меры по энергосбережению. До недавнего времени зеленая модернизация обычно рассматривалась как разовый проект для конкретных зданий или клиентов, но, учитывая повышенный акцент на повышении энергоэффективности существующего фонда зданий перед лицом изменения климата, они начинают систематически и тщательно анализироваться. шкала. [5] [6] Основная проблема, которую это представляет для правительств и заинтересованных групп поддержки, заключается в том, что «существующий фонд зданий характеризуется различным использованием, зданиями, расположенными в разных климатических зонах, и с множеством различных строительных традиций и системных технологий». [7] Таким образом, трудно охарактеризовать стратегии для всех зданий, когда каждое здание настолько отличается от предыдущего.
Еще одна причина того, что «зеленая» модернизация в последнее время привлекла к себе значительное внимание исследователей, - это акцент правительства на модернизации старых зданий для борьбы с изменением климата. Подсчитано, что до половины строительного фонда всегда старше 40 лет. [8] Эти здания имеют значительно худшие энергетические характеристики, чем их современные аналоги, из-за конструктивных недостатков, снижения эффективности механической системы и увеличения проницаемости оболочки. Интенсивность использования энергии в домах в США упала на 9% с 1985 по 2004 год просто из-за повышения энергоэффективности конечного потребления и усовершенствования кодекса. [9] К сожалению, это компенсируется общим увеличением количества домов. Это подчеркивает важность модернизации существующего жилого фонда в соответствии с заявленными климатическими целями; старая инфраструктура работает хуже.
Компоненты зеленой модернизации
Интегрированный дизайн
Как и в любой другой экологически чистой практике строительства, при «зеленой» модернизации используется комплексная стратегия проектирования . [10] Это противоречит традиционной стратегии проектирования водопадов , в которой архитекторы, инженеры и подрядчики работают независимо друг от друга. В рамках комплексной стратегии проектирования эти группы работают вместе, чтобы использовать свои индивидуальные области знаний и решать проблемы проектирования, одновременно рассматривая все аспекты здания. Это необходимо для «зеленой» модернизации, когда проектные решения часто ограничиваются существующей площадкой. Это может относиться к ориентации и геометрии существующей формы здания, размеру площадки или требованиям к установке существующих и предлагаемых механических систем. Поскольку эти ограничения влияют на все аспекты проектирования зданий, единственный способ синтезировать устойчивые, действенные и рентабельные решения - это когда проектные группы учитывают все эти аспекты с самого начала проекта.
Поведение жильцов
Многие методы устойчивого строительства являются пассивными и могут быть автоматизированы, например, изоляция или управление освещением. Многие другие зависят от поведения жителей здания, чтобы полностью реализовать свой повышенный потенциал энергоэффективности. Энергоэффективная система отопления не принесет никакой пользы, если окна оставить открытыми в середине зимы. Пер Асьоне и др.: «… Первый рычаг энергоэффективности - это надлежащее энергообразование пользователей». [11] « Зеленая» модернизация может включать обучение жителей здания экологически безопасным методам работы и установленным системам здания, с которыми они будут взаимодействовать, что помогает гарантировать, что любые используемые меры по энергосбережению полностью раскрывают свой проектный потенциал. Обучение может проводиться производителями систем или командой разработчиков проекта.
Освещение дооснащение
Одна из наиболее распространенных форм модернизации зеленого света - полная или частичная модернизация освещения. Как правило, модернизация освещения заключается в замене всех или некоторых лампочек в здании на более новые и более эффективные модели. [12] Это также может включать замену осветительных приборов, балластов и драйверов, где это необходимо, а также может относиться к решениям для наружного освещения. В большинстве случаев светодиодные лампы являются предпочтительным выбором при модернизации зеленого освещения из-за их значительно более высокой эффективности по сравнению с лампами накаливания, но также могут использоваться компактные люминесцентные и другие типы ламп, такие как галогениды металлов.
Модернизация освещения является такой популярной формой зеленой модернизации, потому что по сравнению с другими методами повышения энергоэффективности, модернизация освещения относительно проста в планировании и выполнении, а экономия энергии часто обеспечивает быструю окупаемость инвестиций. [13] Большинство современных светодиодных ламп предназначены для работы с существующими строительными осветительными приборами и редко требуют дополнительных действий, кроме снятия и ввинчивания новой лампочки. То же касается и компактных люминесцентных ламп. Время простоя жильцов, связанное с модернизацией освещения, очень невелико, поскольку установка выполняется относительно быстро по сравнению с более агрессивными мерами по энергосбережению.
Модернизация освещения часто также включает внедрение новых средств управления освещением, таких как датчики присутствия, датчики дневного света и таймеры. В дополнение к более энергоэффективным лампам, эти элементы управления при правильной реализации могут снизить потребность в освещении. Однако из-за сложной природы средств управления освещением ведутся споры о том, являются ли они эффективным средством энергосбережения. В основном это связано с преобладанием чрезмерно оптимистичных оценок сокращения энергопотребления и трудностью прогнозирования действий людей, находящихся в помещении. [14] Однако они могут способствовать повышению удовлетворенности пассажиров. [15]
Модернизация систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
На отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха ( HVAC ) приходится около 50% рабочего потребления энергии в здании. [16] Снижение этого потребления может обеспечить экономию энергии и затрат в рамках процесса модернизации и, следовательно, является еще одним направлением многих зеленых модификаций. Часто учитываются системы отопления, охлаждения, системы кондиционирования воздуха и любые системы увлажнения, установленные в здании. Часть этой оценки также включает воздуховоды , если они есть, для обеспечения их герметичности. [17] Любые утечки в воздуховодах приведут к потере кондиционированного воздуха, соразмерной размеру утечки, и обычно устраняются с помощью зеленой модернизации. Часто более новая, более эффективная модель того же типа, что и существующая система, оказывается рентабельным способом повышения энергоэффективности, например, замена старого котла на совершенно новый для подпитки системы водяного отопления . Бывают и другие случаи, когда требуется более крупный капитальный ремонт системы, например, замена старого котла на более новую систему с наземным или воздушным тепловым насосом . Это во многом будет зависеть от специфики проекта.
Модернизация ограждающих конструкций здания
Эффективность теплоизоляции и ограждающих конструкций здания является ключом к общим энергетическим характеристикам любого здания. [18] Многие старые и существующие здания не имеют теплоизоляции в соответствии с действующими стандартами, не говоря уже о стандартах, рекомендованных во многих системах оценки экологичности зданий. Конечным результатом этого является то, что многие из этих зданий тратят энергию и деньги на обогрев, охлаждение или кондиционирование воздуха внутри них только для того, чтобы увидеть, как он просачивается через утечки в оболочке здания или через плохо изолирующие окна. Это так же плохо для энергоэффективности здания, как и для прибыли владельца здания.
Во время многих «зеленых» модернизаций первым шагом к улучшению оболочки здания является оценка его текущих недостатков. Для этого существует ряд методов, но наиболее популярным является испытание двери с вентилятором , которое позволяет обнаружить утечки внутри ограждающей конструкции. Затем действие оценивается на основе результатов этого теста.
Модернизация окон
Окна на сегодняшний день являются самым слабым местом изоляции в оболочке здания, и поэтому в значительной степени влияют на ее термическую эффективность. [19] Именно из-за этого окна - еще одна распространенная область внимания для зеленой модернизации. Как и при модернизации освещения, окна - это относительно простой аспект модернизации здания с легко рассчитываемыми сроками окупаемости. Современные эффективные окна, как правило, соответствуют размерам существующих оконных проемов, поэтому их обычно можно установить без особых дополнительных работ с оболочкой здания.
Есть много типов окон, и их использование так же разнообразно, как и количество типов. Большинство «зеленых» модификаций заменят старые одинарные окна на более новые варианты с двойным или тройным остеклением. Эти окна имеют более высокие значения R (или более низкие значения U), поэтому они могут помочь изолировать пространство намного лучше, чем окна с одним стеклом. Другие используют низкоэмиссионные покрытия для контроля коэффициента солнечного тепла . Каждый тип остекления имеет различное использование, которое следует оценивать в зависимости от контекста проекта, а также в отношении ориентации и затенения здания.
Зеленая крыша
Зеленые крыши , также называемые экокрышами, обладают рядом основных преимуществ, в том числе снижением стока ливневых вод и эффекта городского теплового острова, повышением теплоизоляции крыш, улучшением акустики зданий [21] и обеспечением биоразнообразия. [22] Именно по этим причинам, среди прочего, добавление зеленой крыши часто рассматривается для зеленой модернизации.
Есть ряд факторов, которые необходимо учитывать при выборе зеленой крыши для модернизации зеленой крыши. Во-первых, необходимо определиться с типом зеленой кровли, экстенсивной или интенсивной. На обширных зеленых крышах используется тонкий слой субстрата для более короткой растительности, которой требуется меньше места для роста корней. В интенсивных зеленых крышах используется более толстый субстрат для выращивания более крупных видов растений, которым требуется больше места для корней. Полуинтенсивные зеленые крыши находятся где-то посередине. Затем необходимо учитывать прочность существующей конструкции; многие существующие конструкции не были предназначены для интенсивной зеленой кровли, которая может нести значительную конструктивную нагрузку. Независимо от того, нуждается ли существующая крыша в зачистке или повторной гидроизоляции. Некоторые крыши можно просто застелить циновками из очитка, в то время как другие требуют дополнительной работы для подготовки, что может повлечь за собой большие затраты. Остроконечная или наклонная крыша не препятствует установке системы зеленой кровли, но может повлиять на стоимость установки и выбор доступных продуктов.
В целом, старые здания с более низкими существующими значениями изоляции больше всего выигрывают от модернизации зеленой крыши, а там, где нет необходимости в модификациях, необходимых для ее установки, зеленые крыши, как было показано, имеют много преимуществ. [23] [24]
Затраты и выгоды
Масштабы и, следовательно, последствия «зеленой» модернизации различаются так же широко, как и здания, в которых она проводится. Они могут включать в себя определенные системы здания, такие как освещение , или полный ремонт всех не
составные части. Из-за этого изменения преимущества и недостатки зеленой модернизации соизмеримы с объемом запланированных работ. Простая модернизация освещения проста в исполнении и относительно незаметна для нынешних жителей здания, но, как правило, не несет такой же выгоды или затрат, как, например, более крупная модернизация изоляции. При взвешивании выгод и затрат на «зеленую» модернизацию, как и на любую модернизацию, необходимо учитывать каждый из этих компонентов, чтобы суммировать проект в целом.
Один из наиболее часто упоминаемых недостатков «зеленой» модернизации - это финансовые затраты. Хотя верно, что «зеленая» модернизация может привести к увеличению финансовых затрат, даже с точки зрения жизненного цикла, это зависит от большого количества факторов. [25] Также важно отметить, что основной движущей силой большинства «зеленых» модификаций являются экологические затраты в дополнение к финансовым затратам. Многие программы стимулирования обусловливают получение грантов на основе экологических показателей проекта, поэтому оба аспекта необходимо рассматривать одновременно. Экономическая целесообразность «зеленой» модернизации зависит от состояния установленных систем существующего здания, предлагаемого проекта, затрат на электроэнергию в местных коммунальных сетях и климатических условий участка. Понесенные затраты могут быть дополнительно усложнены различными заинтересованными сторонами, вовлеченными в проект, от владельцев зданий, девелоперов, государственных учреждений и консультантов, а также тем, когда эти затраты понесены и как они учитываются. Любые экономические стимулы будут зависеть от того, в какой стране или штате находится проект. Эти стимулы будут различаться в зависимости от региона и повлияют на общую осуществимость проекта. В Ирландии, например, было сочтено, что «неглубокая» «зеленая» модернизация экономически целесообразна, хотя «глубокая» модернизация не обходится без государственной субсидии для компенсации первоначальных капитальных затрат на модернизацию. [26]
Зеленая модернизация может принести много преимуществ, таких как повторное использование существующих строительных материалов. Бетон и сталь обладают одними из самых высоких энергетических воздействий среди всех строительных материалов и могут составлять до 60% углерода, используемого при строительстве здания. [27] [28] Они также в основном используются в конструкции здания, которая обычно остается нетронутой в большинстве модификаций. Избегая наибольшего воздействия углерода при строительстве новых зданий, «зеленая» модернизация может принести большую пользу окружающей среде. ЕС обнаружил, что реализация программ «зеленой» модернизации приносит пользу «энергетической безопасности, созданию рабочих мест, сокращению топливной бедности, здоровью и комфорту в помещениях». [7]
Большинство видов зеленой модернизации вводят в пространство новые строительные материалы, которые сами по себе могут выделять вредные загрязнители воздуха в помещении . Количество, тип и воздействие этих загрязнителей будет зависеть от самого материала, от того, для чего он используется и как устанавливается. Часто «зеленая» модернизация также требует герметизации утечек в оболочке здания, чтобы предотвратить утечку кондиционированного воздуха, но если это не компенсируется увеличением вентиляции, это может способствовать более высокой концентрации загрязнителей воздуха внутри здания. [29]
Простые шаги
Владельцы домов могут предпринять следующие шаги: [30]
- Изоляция, в первую очередь крыши / потолка / чердака и второстепенных стен и пола
- Модернизация отопительного оборудования в старых домах дает экономию домохозяйств в размере 30–80% за счет сокращения энергопотребления и сокращения выбросов CO.
2-выводы на 30–100%. [31] - Термостаты во всех комнатах
- Новые окна.
- Устранение утечек воздуха.
- Настройка систем отопления и охлаждения (HVAC) .
- Переход на компактные люминесцентные лампы и / или светодиодные лампы
- Выбираем приборы с низким энергопотреблением. В США это сертифицировано Energy Star .
- Снижение расхода воды за счет установки аэраторов и душевых лейок с низким расходом
- Переход на зеленую энергию , включая солнечную энергию и возобновляемые источники энергии, такие как топливные гранулы и биогаз
- Использование продуктов с низким содержанием ЛОС для улучшения качества воздуха в помещении
- Посадка местных растений и другие соответствующие меры по озеленению .
Смотрите также
- Озеленение
- ДОМАШНЯЯ ЗВЕЗДА
- Финансирование ПАСЕ
- Устойчивый ремонт
Рекомендации
- ^ «LEED для существующих зданий: эксплуатация и техническое обслуживание» (PDF) . USGBC . Сентябрь 2008 г.
- ^ «ЭнерПХит - сертификация пассивного дома для модернизации» . Passipedia .
- ^ «Зеленые глобусы для существующих построек» . Институт зеленого строительства .
- ^ «Финансирование ремонта» . ec.europe.eu . 11 марта 2020.
- ^ a b Наджме Хашемпур, Рухолла Тахеркхани, Махди Махдихани, Оптимизация энергоэффективности существующих зданий: обзор литературы , Устойчивые города и общество, Том 54, 2020, 101967, ISSN 2210-6707, https://doi.org/10.1016/ j.scs.2019.101967
- ^ Rehmaashini Jagarajan, Mat Naim Абдулла Мохаммад Asmoni, Абдул Хаким Мохаммед, Мохд Надзри Джафар, Дженис Ли Иая Мэй, Maizan Баба, зеленый переоснащение - обзор текущего состояния, реализация и проблемы , Возобновляемая и устойчивая энергетика Обзоры, том 67, 2017, Страницы 1360-1368, ISSN 1364-0321, https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.09.091
- ^ a b Делия Д'Агостино, Паоло Зангери и Лука Кастеллацци, На пути к зданиям с почти нулевым потреблением энергии в Европе: Акцент на модернизации нежилых зданий , Энергия 2017, 10 (1), 117; https://doi.org/10.3390/en10010117
- ↑ Ван, На и Фелан, Патрик и Гонсалес, Хорхе и Харрис, Чиоке и Хенце, Грегор и Хатчинсон, Роберт и Ланжевен, Джаред и Лазарус, Мэри Энн и Нельсон, Брент и Пайк, Крис и Рот, Курт и Роуз, Дэвид и Сойер, Карма и Селковиц, Стив. (2017). Десять вопросов относительно будущих зданий за пределами нулевого энергопотребления и углеродной нейтральности. Строительство и окружающая среда. 119. 10.1016 / j.buildenv.2017.04.006
- ^ Министерство энергетики США, Тенденции в области энергоэффективности в жилых и коммерческих зданиях, https://www1.eere.energy.gov/buildings/publications/pdfs/corporate/bt_stateindustry.pdf
- ^ Бу, Шаньшань и Шен, Джеффри. (2013). Критический обзор дизайна зеленой модернизации. 150-158. 10.1061 / 9780784413135.014.
- ^ Фабрицио Асьоне, Никола Бьянко, Роза Франческа Де Маси, Маргарита Мастеллоне, Херардо Мария Мауро, Джузеппе Петер Ваноли, Роль поведения жильцов в влиянии на осуществимость энергетического ремонта жилых зданий: типичные эффективные модификации, скомпрометированные типичными неправильными привычками, Энергия and Buildings, Volume 223, 2020, 110217, ISSN 0378-7788, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110217
- ^ https://www.energy.gov/sites/prod/files/2018/02/f49/forrestal_espc.pdf
- ^ https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-05/documents/cs8-lovell-lighting.pdf
- ^ Гордон Лоури, Заявления об экономии энергии для средств управления освещением в коммерческих зданиях, Энергетика и здания, Том 133, 2016, страницы 489-497, ISSN 0378-7788, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.10.003
- ↑ PR Boyce, JA Veitch, GR Newsham, CC Jones, J. Heerwagen, M. Myer, CM Hunter, Использование жителями переключателей и регуляторов затемнения в офисах, Свет. Res. Technol., 38 (2006), стр. 358-378, 10.1177 / 1477153506070994
- ^ Луис Перес-Ломбард, Хосе Ортис, Кристин Пут, Обзор информации о потреблении энергии в зданиях , Энергия и здания, Том 40, выпуск 3, 2008 г., страницы 394-398, ISSN 0378-7788, https://doi.org/ 10.1016 / j.enbuild.2007.03.007
- ^ https://www.smacna.org/docs/default-source/technical-resources/hvac-duct-air-leakage-9-12-19.pdf?sfvrsn=cba0c8a5_0
- ^ Суреш Б. Садинени, Срикант Мадала, Роберт Ф. Бём, Энергосбережение пассивного здания: обзор компонентов ограждающих конструкций здания , Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Том 15, Выпуск 8, 2011 г., страницы 3617-3631, ISSN 1364-0321, https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.07.014
- ^ П.Д. Робинсон, М.Г. Хатчинс, Передовые технологии остекления для зданий с низким энергопотреблением в Великобритании , Возобновляемые источники энергии, Том 5, Выпуски 1–4, 1994, страницы 298-309, ISSN 0960-1481, https://doi.org/10.1016 / 0960-1481 (94) 90387-5
- ^ https://www.nps.gov/tps/sustainability/new-technology/green-roofs/chicago-case-study.htm
- ^ М. Коннелли, М. Ходжсон, Экспериментальное исследование характеристик звукопоглощения покрытых растительностью крыш , Строительство и окружающая среда, Том 92, 2015 г., страницы 335-346, ISSN 0360-1323, https://doi.org/10.1016/j .buildenv.2015.04.023
- ^ Умберто Берарди, Преимущества микроклимата на открытом воздухе и энергосбережение в результате модернизации зеленых крыш , Энергия и здания, Том 121, 2016, страницы 217-229, ISSN 0378-7788, https://doi.org/10.1016/j.enbuild. 2016.03.021
- ^ HF Castleton, В. Стовин, SBM Beck, JB Davison, Зеленые крыши; экономия энергии в зданиях и потенциал для модернизации , Энергия и здания, Том 42, Выпуск 10, 2010 г., страницы 1582-1591, ISSN 0378-7788, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.05.004
- ^ Ренато Кастилья Фейтоса, Сара Дж. Уилкинсон, Снижение теплового стресса с помощью зеленой крыши и модернизации зеленой стены , Строительство и окружающая среда, Том 140, 2018, страницы 11-22, ISSN 0360-1323, https://doi.org/10.1016/ j.buildenv.2018.05.034
- ^ Таринду Прабатха, Касун Хеваге, Хируши Карунатилаке, Рехан Садик, Дооснащать или нет? Принятие решений по модернизации энергоснабжения с учетом жизненного цикла для канадских жилых домов , энергетики и зданий, Том 226, 2020 г., 110393, ISSN 0378-7788, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110393
- ^ Пол Моран, Джон О'Коннелл, Джейми Гоггинс, Устойчивая модернизация энергоэффективности по мере того, как жилые здания переходят к стандартам зданий с почти нулевым потреблением энергии (NZEB) , Энергия и здания, Том 211, 2020, 109816, ISSN 0378-7788, https: // doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.109816
- ^ Син Су, Сюй Чжан, Подробный анализ воплощенной энергии и выбросов углерода в жилых зданиях из стальных конструкций в Китае , Энергия и здания, Том 119, 2016, страницы 323-330, ISSN 0378-7788, https: // doi. org / 10.1016 / j.enbuild.2016.03.070
- ^ Джейми Гоггинс, Треаса Кин, Алан Келли, Оценка воплощенной энергии в типичных железобетонных строительных конструкциях в Ирландии , Энергия и здания, Том 42, Выпуск 5, 2010 г., страницы 735-744, ISSN 0378-7788, https: // doi.org/10.1016/j.enbuild.2009.11.013
- ^ Чжэ Лю, Вэй Е, Джон К. Литтл, Прогнозирование выбросов летучих и полулетучих органических соединений из строительных материалов: обзор , Строительство и окружающая среда, Том 64, 2013 г., страницы 7-25, ISSN 0360-1323, https: // doi.org/10.1016/j.buildenv.2013.02.012
- ^ «Контрольный список экологической модернизации | Руководство по экологической модернизации дома» .
- ^ Старый газовый котел имеет энергоэффективность 65%, а новый 93%, что приводит к снижению потребления энергии на 30% и, следовательно, к снижению выбросов CO2 на 30%, при установке котла на древесной щепе или пеллетах экономия будет увеличена. эффективность + более дешевое топливо, приводящее к общей экономии 40–50% и сокращению выбросов CO2 на 100% (возобновляемые источники энергии), при установке эффективного теплового насоса экономия и сокращение составят около 80% (сокращение выбросов CO2 на 100%). если электричество поступает из возобновляемых источников энергии). [ необходима цитата ]
Внешние ссылки
- Жилой сектор: разработка предписывающей программы модернизации всего дома , Майкл Уиллер, Комиссия по коммунальным предприятиям Калифорнии