Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
См. Подпись
На термограмме сравнивается тепловое излучение окон и стен двух зданий: экологичного пассивного дома с низким энергопотреблением (справа) и обычного дома.

Дом с низким энергопотреблением отличается энергоэффективным дизайном и техническими характеристиками, которые позволяют обеспечить высокий уровень жизни и комфорт при низком потреблении энергии и выбросах углерода. Традиционные системы отопления и активного охлаждения отсутствуют, либо их использование второстепенно. [1] [2] Энергосберегающие здания можно рассматривать как примеры устойчивой архитектуры . Дома с низким энергопотреблением часто имеют активную и пассивную солнечную конструкцию здания.и компоненты, которые снижают потребление энергии в доме и минимально влияют на образ жизни жильца. Во всем мире компании и некоммерческие организации предоставляют руководящие принципы и выдают сертификаты, чтобы гарантировать энергоэффективность зданий, их процессов и материалов. Сертификаты включают пассивный дом, BBC - Bâtiment Basse Consomtivation - Effinergie (Франция), дом с нулевым выбросом углерода (Великобритания) и Minergie ( Швейцария ). [3]

Фон [ править ]

В 1970-х годах экспериментальные инициативы по созданию зданий с низким энергопотреблением были предприняты в Дании , США , Швеции , Канаде и Германии . Немецкий институт Passivhaus представил первый пассивный дом в 1990 году. Реализация стандартизированных концепций строительства с низким энергопотреблением развивалась по-разному в каждой стране. [4]

Только на здания приходится 38% всех выбросов парниковых газов человека (20% в жилых домах , 18% в коммерческих целях) по состоянию на 2008 г. [5] По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), здания являются сектором, который представляет собой наиболее рентабельный сектор. возможности для сокращения выбросов парниковых газов. [6]

Соединенные Штаты [ править ]

Интерес к зданиям с низким энергопотреблением возрос в Соединенных Штатах, в первую очередь из-за роста цен на энергию, снижения затрат на локальные системы возобновляемой энергии и растущей озабоченности по поводу изменения климата. Калифорния требует, чтобы все новое жилое строительство к 2020 году было нулевым чистым энергопотреблением [1].

Германия [ править ]

Спровоцированная первым энергетическим кризисом 1970-х годов и растущим вниманием к окружающей среде, энергосбережение стало в Германии все более важным. [7] В 1977 году был принят первый в стране энергетический стандарт строительства. Годовая потребность в отоплении была введена в качестве важного параметра третьим Постановлением Германии о теплоизоляции (1995 г.). Однако в 2013 году в Германии не существовало четкого юридического требования для стандарта строительства с низким энергопотреблением. По словам Марии Панагиотиду и Роберта Дж. Фуллера, определения, политика и строительная деятельность зданий с нулевым потреблением энергии должны быть четкими. [8] Европейский Союз «s Директива Energy Performance требует, начиная с 2021 года, может быть построен только низкоэнергетические здания. [9]

Соединенное Королевство [ править ]

Изменения в национальной политике произошли с мая 2015 года в Великобритании. Одним из наиболее значительных событий стал отказ от Кодекса устойчивого жилищного строительства (CfSH) как системы оценки и поощрения улучшений в экологическом дизайне жилищ. [10] Это отказалось от схемы кода, которая обеспечивала структуру уровней достижений и которую проектировщики с низким энергопотреблением могли стремиться достичь или превзойти. Хотя законодательство сохранения энергии все еще существует в строительных норм и правил , [11] есть отсутствие подходящих стандартов , превышающих основные положения. В результате стандарт пассивного дома может расширить свое влияние и повлиять на энергоэффективные дома. [12]

Национальные стандарты [ править ]

Термин «дома с низким энергопотреблением» может относиться к национальным строительным стандартам. [13] Эти стандарты иногда стремятся ограничить энергию, используемую для отопления помещений , которое является крупнейшим потребителем энергии во многих климатических зонах . Другие виды использования энергии также могут регулироваться. История пассивного солнечного дизайна здания обеспечивает международный вид одной из форм развития и стандартов низкоэнергетического строительства.

Европа [ править ]

Стандарты для зданий с низким энергопотреблением в Европе действуют по-разному в каждой стране, и нет единой сертификации или законодательства для зданий с низким энергопотреблением, действующих во всех странах-членах ЕС. Директива об энергетических характеристиках зданий (EPBD) была опубликована в 2002 г. и вступила в силу в январе 2003 г. [14] как движение к сокращению использования энергии и выбросов, общее законодательство, касающееся энергетических характеристик зданий.

Норвегия [ править ]

В NS 3700, проект официального стандарта, определены здания с низким энергопотреблением. Что касается энергоэффективности зданий, обсуждаются две альтернативы для оценки их использования первичной энергии:

  • Ограничение на ежегодных здания в СО 2 выбросов , рассчитанного путем умножения годовой подводимой энергии с помощью СО 2 фактора
  • Часть потребности в отоплении должна удовлетворяться за счет возобновляемых источников энергии.

Дания [ править ]

Дома с низким энергопотреблением определены в Национальном строительном регламенте № 08 и делятся на два класса. Они регулируются в главе 7.2.4 правил: Низкое энергопотребление.

Германия [ править ]

В домах с низким энергопотреблением, сертифицированных по RAL-GZ 965, потери тепла на 30 процентов меньше, чем это предусмотрено национальными строительными нормами EnEV. Другие критерии влияют на изоляцию , герметичность и вентиляцию . Здания с низким энергопотреблением могут быть сертифицированы RAL-GZ 965 для планирования или строительства. [15]

Швейцария [ править ]

Здания с низким энергопотреблением могут получить сертификат Minergie , «знак качества для новых и отремонтированных зданий». Стандарт Minergie требует, чтобы здания не превышали 75 процентов среднего энергопотребления, а потребление ископаемого топлива не превышало 50 процентов от среднего. [16]

Северная Америка [ править ]

Директива Европейского Союза прояснила дома с низким энергопотреблением в Европе, и большая часть обсуждений строительства с нулевым потреблением энергии в Северной Америке происходит от Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США (NREL). [17]

Программа Energy Star является крупнейшим органом по сертификации домов с низким энергопотреблением и потребительских товаров в США. Хотя сертифицированные Energy Star дома потребляют как минимум на 15 процентов меньше энергии, чем стандартные новые дома, построенные в соответствии с Международным жилищным кодексом, они обычно достигают 20- до 30% экономии. [18] В 2008 году Министерство энергетики США представило программу по распределению жилья с нулевым потреблением энергии по всей стране. [19]

Канадские строители могут использовать ряд стандартов, этикеток и программ сертификации, чтобы продемонстрировать высокий уровень энергоэффективности в конкретном проекте. К ним относятся:

  • Сертификаты Net Zero Home и Net Zero Ready Home, проводимые Канадской ассоциацией строителей жилья [20]
  • Знак качества Built Green, администрируемый компанией Built Green Canada [21]
  • Energy Star для домов, находящаяся в ведении Министерства природных ресурсов Канады [22]
  • Канадский стандарт пассивного дома, принятый Канадским институтом пассивного дома [23]

В Британской Колумбии вышеперечисленные программы согласуются с Кодексом энергоэффективности Британской Колумбии , постановлением провинции, чтобы стимулировать (или требовать) уровень энергоэффективности в новом строительстве, превышающий базовый строительный кодекс. Кодекс был разработан как техническая дорожная карта, чтобы помочь провинции достичь своей цели по строительству всех новых зданий с нулевым энергопотреблением к 2032 году.

Типы [ править ]

Дома с низким энергопотреблением имеют широкое определение, но обычно известны как дома с более низким энергопотреблением, чем обычные здания, регулируемые национальным строительным кодексом. Термин «дом с низким энергопотреблением» используется в некоторых странах для обозначения определенного типа здания. [15]

Дом с низким энергопотреблением - это ориентир, который редко указывается в фактических значениях (тепловая нагрузка или минимум отопления помещения). Пассивный дом - это стандарт, с конкретными рекомендациями по экономии тепловой энергии.

На одном конце спектра находятся здания со сверхнизкими требованиями к отоплению помещений, которые требуют низкого уровня импортируемой энергии (даже зимой), приближающиеся к автономному зданию . На противоположном конце находятся здания, в которых делается мало попыток снизить потребность в отоплении помещений и которые в зимний период потребляют большое количество импортируемой энергии. Хотя это может быть уравновешено высоким уровнем производства возобновляемой энергии в течение года, зимой это предъявляет более высокие требования к национальной энергетической инфраструктуре.

Препятствия и возможности [ править ]

Энергоэффективный дизайн часто основан на новых технологиях и методах. Они могут создавать технические препятствия в дополнение к социальным, культурным и экономическим препятствиям нетехнического характера. Несмотря на эти препятствия, для квалифицированных и знающих специалистов существуют возможности для создания экономичных решений для повышения энергоэффективности зданий. [12]

Здания, спроектированные с учетом хорошей энергоэффективности, не всегда соответствуют целям проектирования; Различные причины приводят к такому разрыву в производительности .

Технология [ править ]

Основная статья: Список низкоэнергетических строительных технологий

Дизайн зданий с низким энергопотреблением считается важным для поощрения эффективности использования ресурсов и уменьшения глобального изменения климата, связанного со сжиганием ископаемого топлива . Дизайн включает две общие стратегии: минимизация потребности в использовании энергии в зданиях (особенно для отопления и охлаждения) за счет энергоэффективных мер (EEM) и внедрение возобновляемых источников энергии и других технологий (RET) для удовлетворения остающихся потребностей в энергии. EEM включают ограждающие конструкции , внутренние условия и системы обслуживания здания; RET включают фотоэлектрические или встроенные в здание фотоэлектрические установки, ветряные турбины , солнечные тепловые системы (солнечные водонагреватели), тепловые насосы ицентрализованное отопление и охлаждение. Воздействие включает затраты на жизненный цикл, воздействие на окружающую среду, изменение климата и вопросы социальной политики. [24] Лучшие конструкции с низким энергопотреблением предлагают жильцам улучшенные условия и более стабильный контролируемый тепловой комфорт в дополнение к снижению затрат на энергию.

Выбросы парниковых газов, связанные со строительством зданий, в основном происходят из-за:

  1. Производство материалов (например, бетон)
  2. Транспорт материалов
  3. Транспортировка отходов сноса
  4. Обработка отходов сноса

Строительство, реконструкция и демонтаж типичного здания в среднем ответственны за выбросы 1000-1500 кгCO2e / м2 (около 500 кгCO2e / m2 только для строительства).

Стратегии, принятые низкоуглеродными зданиями для сокращения выбросов парниковых газов во время строительства, включают:

  1. Уменьшить количество используемых материалов
  2. Выбирайте материалы с низким коэффициентом выбросов (например, переработанные материалы)
  3. Выбирайте поставщиков материалов как можно ближе к константе
  4. Отправлять отходы сноса на переработку, а не на свалки или сжигание

Энергоэффективность [ править ]

Снижение энергопотребления более выгодно с экологической и финансовой точек зрения, чем увеличение производства на месте для достижения цели с низким энергопотреблением. Чем меньше дом потребляет, тем меньшего размера система возобновляемой энергии ему требуется почти до нуля. Энергоэффективность всегда должна быть основной стратегией проектирования дома с низким энергопотреблением. [1]

Улучшения [ править ]

Пассивный солнечный дизайн и ландшафтный дизайн [ править ]

См. Также: Устойчивое озеленение , Устойчивая ландшафтная архитектура , Устойчивое садоводство , Сбор дождевой воды и Сохранение водных ресурсов.

Пассивная солнечная конструкция здания и энергоэффективное озеленение поддерживают энергосбережение дома и могут интегрировать его в окрестности и окружающую среду. Следование методам пассивного солнечного строительства , когда здания имеют компактную форму, чтобы уменьшить площадь поверхности, а основные окна, ориентированные на экватор (на юг в Северном полушарии и на север в Южном полушарии ), максимизируют пассивное солнечное усиление . Однако солнечная энергия (особенно в умеренном климате)) является вторичным по отношению к минимизации общих потребностей дома в энергии. При высоких температурах избыток тепла может создать неудобные условия в помещении. Пассивные альтернативы системам кондиционирования, такие как вентиляция в зависимости от температуры, показали свою эффективность в регионах, где требуется охлаждение. [25] Другие методы уменьшения избыточного солнечного тепла включают солончаки , деревья , навесные беседки с виноградными лозами , вертикальные сады и зеленые крыши .

Хотя дома с низким энергопотреблением могут быть построены из плотных или легких материалов, внутренняя тепловая масса обычно используется для снижения пиковых летних температур, поддержания стабильных зимних температур и предотвращения возможного перегрева весной или осенью до того, как более высокий угол солнечного света «затмит» полуденное воздействие на стены. и проникновение окон. Отражение или поглощение цвета наружных стен (если позволяет выбирать поверхность) зависит от преобладающей круглогодичной наружной температуры. Использование лиственных деревьев и решетчатых (или самоприкрепляющихся) виноградных лоз может помочь в умеренном климате.

Освещение и электрические приборы [ править ]

См. Также: Энергосберегающее освещение , Освещение , Окна , Энергосбережение и Альтернативные источники энергии.

Чтобы свести к минимуму общее потребление первичной энергии, пассивное и активное дневное освещение являются первыми решениями, которые можно использовать в дневное время. Для использования в дни с низкой освещенностью, в недневных помещениях и в ночное время, экологически безопасный дизайн освещения с использованием источников энергии с низким энергопотреблением (таких как компактные люминесцентные лампы стандартного напряжения и твердотельное освещение со светодиодными лампами , OLED и полимерными светодиодами, а также низковольтные светодиоды). лампы накаливания , компактные металлогалогенные , ксеноновые и галогенные лампы ).

Наружная система безопасности на солнечных батареях и ландшафтное освещение с солнечными батареями на каждом приспособлении или подключением к центральной солнечной панели доступны для садов и наружных нужд. Низковольтные системы можно использовать для более контролируемого (или независимого) освещения, потребляя меньше электроэнергии, чем обычные светильники и лампы. Таймеры, датчики движения и дневного света еще больше снижают потребление энергии и световое загрязнение .

Для домов с низким энергопотреблением предпочтительны бытовые приборы, прошедшие независимые испытания на энергоэффективность и получившие сертификационные знаки Ecolabel за снижение потребления электроэнергии и природного газа, а также маркировку выбросов углерода при производстве продукции . Другими сертификационными знаками являются Energy Star и EKOenergy .

См. Также [ править ]

Здания

  • Здание с нулевым потреблением энергии
  • Самодостаточные дома
  • ПлюсЭнергетические здания
  • Здания Energy-Plus
  • Зеленое здание
  • Энергоаудит

Воздух и температура

  • Возобновляемое тепло
  • Солнечный коллектор
  • Солнечное тепло воздуха
  • Солнечное кондиционирование
  • Теплопроводность
  • Суперизоляция
  • Четверное остекление

Солнечная

  • Пассивная солнечная конструкция здания
  • История проектирования пассивных солнечных батарей
  • Энергосберегающее освещение
  • Список новаторских солнечных зданий

Устойчивость

  • Устойчивость
  • Устойчивая энергия
  • Зеленое здание

Стандарты энергоэффективности

  • Рейтинг энергопотребления дома (Австралия)
  • Энергетический рейтинг дома (США)
  • EnerGuide (Канада)
  • Национальный рейтинг энергопотребления дома (Великобритания)
  • LEED - (Лидерство в области энергетики и экологического дизайна)
  • Этикетка выброса углерода
  • Низкоуглеродная экономика

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Томас, Уолтер Д .; Даффи, Джон Дж. (01.12.2013). «Энергетические характеристики домов с нулевым и почти нулевым потреблением энергии в Новой Англии». Энергия и здания . 67 : 551–558. DOI : 10.1016 / j.enbuild.2013.08.047 . ISSN  0378-7788 .
  2. ^ Weißenberger, Маркус; Йенш, Вернер; Ланг, Вернер (2014-06-01). «Совмещение оценки жизненного цикла и зданий с почти нулевым потреблением энергии: пример Германии» . Энергия и здания . 76 : 551–557. DOI : 10.1016 / j.enbuild.2014.03.028 . ISSN 0378-7788 . 
  3. ^ "Международная ассоциация пассивных домов | Критерии" . passivehouse-international.org . Проверено 7 апреля 2019 .
  4. ^ «Европейское встраивание пассивных домов» (PDF) . pibp.pl . Проверено 10 декабря 2018 .
  5. ^ Агентство по охране окружающей среды США. 2008. Инвентаризация выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2006 гг., Стр. ES8.
  6. ^ МГЭИК. 2007. Обобщенный отчет об изменении климата за 2007 год, стр. 59.
  7. ^ "Basiswissen Bauphysik" (PDF) . newbooks-services.de . Проверено 10 декабря 2018 .
  8. ↑ Panagiotidou, Мария; Фуллер, Роберт Дж. (1 ноября 2013 г.). «Прогресс в ZEBs - обзор определений, политики и строительной деятельности». Энергетическая политика . 62 : 196–206. DOI : 10.1016 / j.enpol.2013.06.099 . ISSN 0301-4215 . 
  9. ^ "32010L0031 - Richtlinie (ЕС) 31/2010" . jurion.de . Проверено 10 декабря 2018 .
  10. ^ «Политика правительства с 2010 по 2015 год: энергоэффективность в зданиях» . GOV.UK . Проверено 10 декабря 2018 .
  11. ^ «Сохранение топлива и энергии: Утвержденный документ L» . GOV.UK . Проверено 10 декабря 2018 .
  12. ^ a b Питтс, Адриан (февраль 2017 г.). «Пассивный дом и здания с низким энергопотреблением: барьеры и возможности для будущего развития в Великобритании» . Устойчивое развитие . 9 (2): 272. DOI : 10,3390 / su9020272 .
  13. ^ Раад З. Homod, (2014) «Оценкаотношении экономии энергии и расцепление для различного кондиционера (обработка воздуха блока) и контроль стратегии в жарком и влажном климатическом регионе Ирак» Энергия, 74 (2014) 762-774
  14. Перейти ↑ Linden, Belinda (февраль 2011 г.). «Рекомендации по реанимации: обновление 2010 г. Совет по реанимации Великобритании, (2010) Руководство по реанимации, октябрь 2010 г. http://www.resus.org.uk/ pages / guide.htm (по состоянию на 14 января 2011 г.)». Британский журнал кардиологического ухода . 6 (2): 84–86. DOI : 10.12968 / bjca.2011.6.2.84 . ISSN 1749-6403 .  Внешняя ссылка в |title=( помощь )
  15. ^ a b «Энергосберегающие здания в Европе - стандарты, критерии и последствия» . lup.lub.lu.se . Проверено 10 декабря 2018 .
  16. ^ "Minergie Schweiz" . Проверено 10 декабря 2018 .
  17. ^ Коул, Раймонд Дж .; Федорук, Лаура (2015). «Переход от нулевой чистой энергии к чистой положительной энергии зданий». Строительные исследования и информация . 43 : 111–120. DOI : 10.1080 / 09613218.2014.950452 .
  18. ^ «Особенности новых домов, соответствующих требованиям ENERGY STAR». - EnergyStar.gov, последнее посещение - 7 марта 2008 г.
  19. ^ «О вызове строителей». Архивировано 03сентября2011 г. в Wayback Machine - март 2008 г. Энергетическая эффективность и возобновляемые источники энергии, Министерство энергетики США. Проверено 7 марта 2008 года.
  20. ^ "Программа маркировки дома Net Zero" . Проверено 18 мая 2019 года .
  21. ^ «О наших программах» . Построена Зеленая Канада . Проверено 18 мая 2019 года .
  22. ^ «Дома, сертифицированные Energy Star» . Природные ресурсы Канады . 2011-03-15 . Проверено 18 мая 2019 года .
  23. ^ "Канадский институт пассивного дома" . Проверено 18 мая 2019 года .
  24. ^ Ли, Дэнни HW; Ян, Лю; Лам, Джозеф К. (01.06.2013). «Здания с нулевым потреблением энергии и последствия для устойчивого развития - обзор». Энергия . 54 : 1–10. DOI : 10.1016 / j.energy.2013.01.070 . ISSN 0360-5442 . 
  25. ^ Реда, Ф., Туоминен, П., Хедман, Э., Ибрагим, MGE: "Низкоэнергетические жилые дома в Нью-Борг-эль-Араб: оценка энергопотребления на основе моделирования и обследований". Энергетика и здания , Том 93, 15 апреля 2015 г., стр. 65-82.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Восс, Карстен и Мусалл, Эйке. Здания с нулевым энергопотреблением - Международные проекты углеродной нейтральности в зданиях . 2-е издание, ноябрь 2012 г., Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG, Мюнхен, ISBN 978-3-920034-80-5 . 
  • Раад З. Хомод, Интеллектуальное управление HVAC для высокой энергоэффективности в зданиях . Lambert Academic Publishing (2014), ISBN 978-3-8473-0625-2 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • bigEE - Ваш путеводитель по энергоэффективности в зданиях
  • Исследовательская программа МЭА "Солнечные здания с нулевым потреблением энергии"
  • Программа МЭА по энергосбережению в зданиях и общественных системах.
  • Обзор экологического строительства Common Fire Foundation и информация о самом экологически чистом здании с нулевым потреблением энергии в восточной части США
  • Статья о домах с низким энергопотреблением

Примеры [ править ]

  • Мировая карта всемирно известных зданий с нулевым энергопотреблением
  • Строительство низкоэнергетических домов с изоляционными бетонными опалубками