Ми дбаємо про планету. І справді дбаємо. Але ми також продовжуємо будувати.
Протягом багатьох років “зелене будівництво” було нішевим захопленням для приватних домовласників. Воно було дорогим. Воно було непрактичним для комерційних проектів. Власники бізнесу не дбали про кармічні балансові звіти. Їх цікавила рентабельність інвестицій (ROI).
Це змінилося.
Тепер екологічне будівництво дозволяє компаніям економити гроші у довгостроковій перспективі. Крім того, є податкові пільги. Повернення коштів. Гранти. та інші стимули.
Не можна просто прикріпити сонячну панель до даху і вважати справу зробленою. Розмиті терміни на кшталт «екологічно чистого» більше не працюють. Щоб отримати ці фінансові вигоди, потрібні стандарти.
У США це LEED (Leadership in Energy and Environmental Design — Лідерство в енергетичному та екологічному проектуванні). Розроблено Радою з екологічного будівництва США. У Канаді є власна версія. Те саме у багатьох європейських країнах, включаючи Францію та Великобританію.
Зелене будівництво – це великий бізнес. Це означає багато нових технологій. Безліч нових продуктів.
Давайте розглянемо деякі з найбільш вражаючих досягнень.
Зміст
10: Зелені дахи та живі стіни
Це не просто естетика. Це функціональність.
Зелений дах – це рослинний шар, що росте поверх гідроізоляційної мембрани. Це не просто земля на даху. Це інженерна система.
Навіщо озеленяти дах?
Йдеться не лише про зовнішній вигляд. Йдеться про продуктивність.
- Теплоізоляція: Рослини та ґрунт додають теплову масу. Це знижує витрати на опалення та охолодження.
- Управління зливовими стоками: Вони поглинають дощову воду. Знижують навантаження міські каналізаційні мережі.
- Ефект міського теплового острова: Міста нагріваються. Бетон та асфальт утримують тепло. Зелені дахи відбивають сонячне світло. Вони охолоджують повітря.
- Якість повітря: Рослини фільтрують забруднювачі. Вони виробляють кисень.
Живі стіни: вертикальні сади
Уявіть зелений дах, але у вертикальному виконанні.
Жива стіна – це часткове або повне покриття внутрішньої чи зовнішньої стіни будівлі рослинами.
Його складніше встановити. Складніше в обслуговуванні.
Але віддача є значною.
- Економія простору: Вам не потрібний наземний простір. Використовуйте вертикальний простір у щільно забудованих міських районах.
- Звукоізоляція: Рослини поглинають звук. Відмінно підходить для офісів поруч із жвавими вулицями.
- Біофільний дизайн: Люди люблять природу. Це знижує стрес. Підвищує продуктивність.
Підступ
Це дорого.
Початкові витрати високі. Вам потрібна міцна конструктивна підтримка. Спеціалізована система зрошення. Дренажний шар. Бар’єр для коріння.
Ключове значення має сервіс. Рослини гинуть. Зрошення виходить із ладу. Якщо ігнорувати це, ви отримаєте мертвий, смердючий безлад.
Але для комерційних будівель, які прагнуть сертифікації LEED? Це величезний плюс.
Це демонструє відданість справі. Це виглядає вражаюче. І це справді працює.
Не кожна будівля потребує джунглів нагорі. Але для правильного проекту це змінює правила гри.
Який вибір підходить для вашої будівлі? Це залежить від бюджету. Несучої здібності. Розташування.
Але тенденція очевидна. Ми будуємо нагору. І вшир. І поверх усього. З рослинами.
Живі стіни та модульні системи
Вам не потрібно звертатися до стародавнього Вавилона за натхненням, щоб розпочати вертикальне озеленення. Раніше підвісні сади були чисто декоративними або, що ще гірше, ознакою того, що вам було ліньки косити газон. Наразі існують функціональні способи використання рослин, щоб реально покращити екологічний слід будівлі.
Коли ці системи розміщують на фасаді, їх переваги можна виміряти. Вони забезпечують теплоізоляцію конструкції. Це означає зниження витрат на опалення та кондиціювання. Живі стіни, або біостени, відображають сонячну радіацію. Вони вбирають дощову воду, яка інакше стала б поверхневим стоком. Вони також очищають повітря, поглинаючи вуглекислий газ та виділяючи кисень. Їх навіть можна поливати сірою водою. Це стічні води від купання, прання чи миття посуду.
Усередині будівлі економічна картина змінюється. Ви не отримуєте тих же переваг у плані теплоізоляції. Очищення повітря все ще відбувається. Також відбувається рециркуляція сірої води, якщо правильно підключити систему. Але здебільшого йдеться про настрій. Одна рослина на столі допомагає. Ціла стіна зелені? Це зовсім інша річ.
Більшість таких установок є модульними. Ви отримуєте знімні панелі з похилими кишенями для утримання ґрунту. Якщо ви розміщуєте систему всередині приміщення, перевірте освітлення. Стандартне флуоресцентне освітлення в офісах часто буває недостатнім. Можливо, вам доведеться встановити спеціальні фітолампи, щоб рослини вижили. Вибирайте рослини залежно від рівня обслуговування та доступності світла.
Пасивний сонячний дизайн будівель
Пасивний сонячний дизайн розглядає сонце як комунальну послугу. Він інтегрує освітлення, опалення та охолодження в оболонку будівлі. Ключове слово – «пасивний». Жодних рухомих частин. Жодних механічних пристроїв. На відміну від сонячних панелей, це не вимагає великих початкових інвестицій з тривалим терміном окупності. Це складно. Дизайнерам доводиться продумувати кожну деталь.
Все починається зі шляху сонця. Ви знаєте, що воно сходить на сході і сідає на заході. Але воно рухається по-різному, залежно від сезону. Змінюється кут. Змінюється інтенсивність. Дизайнери розраховують інсоляцію. Це кількість сонячної радіації, яка поглинає поверхню. Йдеться не лише про сонячне світло. Йдеться про місцевий клімат. Вітрові патерни. Хмарності. Вологості. Всі ці фактори визначають, наскільки гарячим чи холодним буде внутрішній простір.
Програмне забезпечення допомагає керувати цією складністю. Кожна будівля є унікальною. Розрахунки змінюються залежно від розташування та матеріалів.
Проте, є деякі загальні правила. Шукайте великі вікна на південній стороні. Поєднуйте їх із листяними рослинами. Листя блокують сонце влітку, створюючи тінь. Вони опадають узимку, пропускаючи світло. Використовуйте матеріали з високою теплоємністю. Бетон та плитка. Вони добре утримують тепло. Такий дизайн різко скорочує використання енергії для систем ОВКВ та освітлення. Крім того, денне світло у комерційному приміщенні покращує настрій.
Подвійні системи водопостачання
Економія води виходить за межі стандартних унітазів з низькою витратою. Деякі комерційні забудовники йдуть далі. Вони використовують воду, яка непридатна для пиття, але безпечна для зрошення або змивання туалетів. Для цього потрібна подвійна система водопостачання або подвійне трубопровідне обладнання.
Ця установка поділяє воду на два окремі потоки. Є питна вода. Вона безпечна для пиття, приготування їжі та миття. Потім є рекультигована (повернена) вода. Раніше це були стічні води. Звучить гидко. Вона проходить обробку для видалення твердих частинок та знищення шкідливих бактерій. Вона досить чиста для непитних потреб. Просто пити її не можна.
Навіщо ускладнювати водогін? Тому що для змиву у туалеті не потрібна питна вода. Це безглуздо. Звісно, є й недоліки. Встановлення двох систем коштує дорожче. Не усі міста підтримують інфраструктуру для рекультигованої води. У Сполучених Штатах округ Ірвін Рейндж Уотер Дистрикт у Каліфорнії став піонером у цій галузі. Вони також встановили стандарт використання фіолетових труб. Фіолетовий колір відрізняє рекультиговану воду від ліній питної води.
Існує дешевша альтернатива. Використовуйте сіру воду на місці. Методи різняться. Ви можете встановити дві системи водопостачання. Ви можете збирати дощову воду для заповнення бачків унітазів. Або можна зробити простіше. Встановіть спеціальні комбіновані раковини унітази в комерційних туалетах. Вода від миття рук безпосередньо потрапляє у бачок унітазу для змиву. Це практичне рішення із низькою технологічністю для великої проблеми.
Навігація в складностях програмного забезпечення для екологічного проектування
Керівництво LEED з екологічного інтер’єрного та будівельного проектування займає сотні сторінок. Аналогічні контрольні списки сертифікації в інших країнах є настільки ж об’ємними. Саме тому U.S. Green Building Council пропонує спеціалізоване навчання для набуття статусу LEED Accredited Professional (LEED-акредитований спеціаліст). На це потрібен час. Потрібні серйозні дослідження. Більшість невеликих фірм не мають персоналу, що володіє такими глибокими знаннями. Тому вони передають ці завдання на аутсорсинг або покладаються на спеціалістів.
Колаборативне програмне забезпечення для екологічного проектування змінило цю динаміку.
Воно робить порівняння варіантів менш болючим. Візьмемо Sefaira Concept. У 2011 році вона отримала нагороду Green Innovation of the Year (Екологічний інноватор року) на виставці EcoBuild у Лондоні. Це серйозне досягнення у галузі. Платформа працює у хмарі. Вам не потрібно встановити важкі файли на жорсткий диск. Усі користувачі входять до системи онлайн.
Ця доступність має значення.
Дизайнери можуть запускати різні сценарії. Наприклад, ви оцінюєте вартість вітряних турбін. Програмне забезпечення дозволяє змінювати розмір лопатей. Ви можете міняти орієнтацію. Воно показує співвідношення вироблення енергії та витрат.
Витрата води – ще один важливий показник. Ви вводите тип будівлі та її розмір. Система прогнозує потребу. Потім вона моделює системи сірих або рециркульованих вод. Вона вказує, де можна скоротити споживання питної води. Це не просто припущення. Це чіткі розрахунки.
Такі інструменти допомагають комерційним будинкам досягати цілей з енергоефективності.
Модернізація існуючих будівель
Зелене будівництво “з нуля” сьогодні зустрічається рідко. Більшість проектів – це ретрофіти (модернізація).
Оновлення старої системи HVAC (опалення, вентиляція та кондиціювання) – це перший крок. Усунення витоків у сантехніці – другий. Але вигоди від цього значно більші.
Перехід на сонячну енергію знижує довгострокові витрати. Заміна однокамерних вікон на енергоефективні моделі запобігає тепловтратам. Навіть усунення витоків повітря в конструкціях, що захищають, окупається.
Для цих модернізацій є фінансові стимули. Вони аналогічні стимулам нового будівництва. податкові кредити. Гранти. Повернення коштів від комунальних служб.
Не йдеться про те, щоб починати все заново. Мова про те, щоб виправити те, що зламано.
Перехід на чилери та котли
Після того як питання з огороджувальними конструкціями та системами вирішено, ви звертаєте увагу на важке обладнання. Чилери та котли.
Ці установки забезпечують контроль температури у великих приміщеннях. Вони також є найбільшими споживачами енергії. Старі моделі не можуть відповідати сучасним стандартам ефективності.
Їхня заміна коштує дорого. Але їх збереження часто обходиться ще дорожче.
Високоефективні теплові насоси замінюють на традиційні газові котли. Системи зі змінною витратою холодоагенту (VRF) витісняють чилерні установки. Технологія дозріла. Ціни знизилися.
Ціль проста. Зменшити навантаження. Відновити відпрацьоване тепло. Найкраще використовувати те, що вже є.
Це – механіка. Це голосно. Але це працює.
Системи комфорту споживають більше енергії, ніж будь-яке інше обладнання у комерційній будівлі. Більшість людей не готові терпіти жар чи озноб заради економії на рахунках за комунальні послуги. Цілком демонтувати обладнання ОВКВ неможливо. Пасивний сонячний дизайн допомагає. Поліпшена ізоляція також сприяє підвищенню ефективності. Однак вам, як і раніше, необхідно керувати якістю повітря.
Традиційні системи із примусовою подачею повітря домінують над ринком. Вони нагнітають нагріте або охолоджене повітря через повітроводи. Система з чилером та котлом йде іншим шляхом. Вона є гідронною, тобто використовує воду. Вода краще утримує тепло ніж повітря. Це забезпечує рівномірну температуру у всьому приміщенні.
Система підключається до водопостачання будівлі. Ви, мабуть, пам’ятаєте радіатори. Старі системи використовують пару. Чиллер та котел використовують променисте тепло. Уявіть, що ви стоїте поряд із багаттям. Ви відчуваєте тепло, навіть якщо на вас не дме повітря. Мідні та алюмінієві труби переносять тепло. Вони нагрівають кімнату зсередини назовні.
Тут важлива ціна. Не підходить для масштабних комерційних комплексів. Витрати на встановлення занадто високі для таких масштабів. Менші будинки отримують більше вигоди. Підвищення ефективності виправдовує початкові витрати.
Чому гідронні системи перевершують системи з примусовою подачею повітря
Системи із примусовою подачею повітря працюють швидко. Але вони також розподіляють повітря нерівномірно. У одних місцях стає спекотно, а інших залишається холодно. Гідронне опалення вирішує проблему нерівномірного розподілу тепла. Вода має велику теплову масу. Вона виділяє тепло повільно та стабільно.
Ви отримуєте рівномірне тепло. Жодних протягів. Жодних холодних зон біля вікон. Система також працює тихо. Вентилятори систем із примусовою подачею повітря можуть створювати шум. Гідронні системи практично безшумні.
Перероблена та стійка ізоляція
5: Перероблена та стійка ізоляція
Альтернативний шлях: утеплювачі
Забудьте про рожеву скловолоконну вату, яка викликає свербіж. Вона не є взірцем екологічної відповідальності. Цей матеріал виділяє подразнюючі пари і може містити формальдегід. Для енергоефективності, як і раніше, необхідна правильна теплоізоляція, але «зелений» підхід змінився.
На сцену виходить денімова ізоляція. Рулони синього матеріалу, які виглядають як ваші старі джинси, тому що вони “справді” зроблені з них. Жодних випарів. Ніякого сверблячки. Матеріал оброблений для надання йому вогнестійких властивостей, тому вам не потрібно турбуватися про іскри. Також існують варіанти із перероблених пластикових пляшок з-під молока та газет. Вони обробляються аналогічно для забезпечення пожежної безпеки. Якщо ви хочете щось натуральніше, зверніть увагу на рослини.
Структурні ізольовані панелі та рішення на основі рослин
Структурні ізольовані панелі (SIP) – це варіант prefabricated construction, який може містити солому із сільськогосподарських культур. Вони тверді. Їхній монтаж швидкий. Коноплі та льон набирають популярності у Великій Британії та Нідерландах як альтернативні утеплювачі. Це рослини, що швидко ростуть. Їм не потрібні хімічні обробки. Це чиста перемога як для легень, так і для бюджету.
Як працює електрохромне скло
Якщо ви коли-небудь займалися віконним шопінгом, ви чули обіцянки про енергоефективність. Більшість із них зосереджені на використанні кількох стекол або спеціальних покриттів. Вони пропускають зимове сонце для сонячного нагріву. Електрохромне скло (або розумне скло ) робить щось інше. Воно використовує електрику для переходу від непрозорого до напівпрозорого стану. Ви можете натиснути на кнопку. Або запрограмувати його слідувати шляхом сонця через централізовану систему.
Воно покладається на нанотехнології. Шари керамічних пластин знаходяться між листами скла. Ці пластини тонші за людське волосся. Вони вкриті такими матеріалами, як оксид вольфраму. Короткий імпульс низької напруги переводить їх із прозорого стану у темний. Змініть полярність заряду. Вони знову стають прозорими.
Розумне скло знижує навантаження на систему HVAC, одночасно виконуючи функцію власної штори.
Чому варто вибрати розумне скло замість традиційних жалюзі
Справа не лише у контролі температури. Електрохромне скло економить енергію, знижуючи навантаження на системи опалення та кондиціювання. Воно забезпечує природне освітлення, працюючи подібно до світлового ліхтаря. Можливо, вам більше ніколи не доведеться купувати штори чи жалюзі. Технологія досить зріла, щоб долати щоденні зміни світлових умов.
Фотоелектричні системи, інтегровані в будівлю (BIPV)
Більшість людей бачать дах, покритий чорними квадратами, і вважають, що його власники мають високі моральні принципи. Це легке припущення. Особливо у випадку з комерційними будинками, де початкові витрати дуже великі. Однак ефективність сильно варіюється між моделями. Ранні версії ледь коштували зусиль для встановлення. Вони виробляли жалюгідну кількість корисної енергії.
Сьогодні у нас є технологія фотоелектричних (PV ) елементів. Мова вже не просто про те, щоб просто накласти панелі поверх існуючих конструкцій. Уявіть собі фасад настільки безшовний, що неможливо визначити де закінчується стіна і починається джерело енергії. Ви можете проходити повз будівлю кожен день і ніколи не підозрювати, що вона збирає сонячне світло.
За межами даху: фотоелектричні системи, інтегровані в будівлі
Традиційні сонячні установки громіздкі. Вони виступають назовні. Вони встановлюються на стійках поверх стандартних покрівельних матеріалів. Фотоелектричні (PV ) системи працюють інакше. Вони інтегруються безпосередньо в шкіру будівлі. Це не просто естетика. Це знижує витрати, оскільки ви замінюєте матеріали, а не додаєте їх.
Деякі PV-елементи напівпрозорі. Вони функціонують як вікна. Вони діють як світлові ліхтарі. Вони можуть виконувати обидві функції одночасно.
Сама назва говорить сама за себе. Фото – для світла. Вольт – для електрики. Сонячне світло потрапляє на поверхню. Електричний струм тече. Миттєво.
Ці системи вказують шлях до замкнутої мережі. Конструкції, що генерує та споживає власну енергію, не взаємодіючи із зовнішнім світом. Теоретично? Це працює. Чи практично? Вузьким місцем є накопичення енергії. Більшість існуючих установок, таких як вежа CIS в Англії, передають надмірну енергію національну мережу. Чому? Тому що для зберігання надлишків потрібні батареї. А батареї дорогі.
Прихована вартість перетворення змінного струму
Постійний струм. Саме його виготовляють сонячні панелі.
Протягом понад сторіччя безроздільно панував змінний струм (AC ). Завдяки Ніколі Тесле ми побудували мережу на основі високовольтного змінного струму, тому що він передається на великі відстані без значних втрат. Постійний струм Томаса Едісона було конкурувати по дальності. Він згасав на відстані.
То чому ж прихильники «зеленого» будівництва повертаються до постійного струму?
Щоразу, коли ви перетворюєте змінний струм на постійний, ви втрачаєте енергію. Перегляньте зарядний пристрій для комп’ютера. Доторкніться «блок». Він гарячий. Це тепло – втрачена енергія. Це податок, який ви сплачуєте за інверсію. Більшість сучасної електроніки працює на постійному струмі. Ваш ноутбук. Ваш телефон. Ваші світлодіодні лампи.
В даний час сонячний постійний струм потрапляє в мережу, перетворюється на змінний, передається у ваш будинок, а потім знову перетворюється назад на постійний струм вашими пристроями. Це два перетворення. Подвійні втрати.
Якби ви могли використовувати постійний струм безпосередньо всередині будівлі, ви обійшли б цю неефективність. Ви взяли б сонячний вихід і підключили його безпосередньо до сумісних пристроїв. Без інверсії. Без втрат на нагрів.
Ми бачимо окремі приклади цього. Існують мікромережі. Вони працюють із системами змінного струму, але подають постійний струм на певні навантаження, такі як компактні люмінесцентні лампи. Експерти пророкують ширше повернення до інфраструктури постійного струму. Це логічний крок. Якщо ви генеруєте постійний струм, використовуйте постійний струм. Тримайте електрони у русі.
Пастка «еко-блискіток»
Зелені технології стали символом статусу. Це небезпечно. Коли люди женуться за зовнішнім виглядом, не проводячи розрахунків, виходить «еко-блискітки». Це зелений камуфляж для будівель.
Установка сонячних панелей – це найвищий пілотаж. Це сигнал про чесноти. Але якщо ваша система опалення, вентиляції та кондиціювання (HVAC) дев’ятдесятих років, а ваші вікна протікають як сито, ці панелі просто прикраса. Вони не усувають фундаментальної неефективності. Ви генеруєте чисту енергію для обігріву та охолодження енергоємної оболонки, що продується.
Енергоефективність оболонки будівлі важливіша, ніж джерело енергії. Усунення витоків. Поліпшення ізоляції. Ці кроки знижують навантаження. Як тільки навантаження стає керованим, тоді масив сонячних панелей має сенс. В іншому випадку ви просто платите більше за привілей добре виглядати в інтернеті.
1: Технологія Mycoform
Реальність будинку гномів: будівництво з використанням міцелію
Міцелій, грибна мережа, яка лежить в основі цього матеріалу, має унікальні властивості, які роблять його ідеальним для екологічного будівництва. Він швидко зростає, вимагає мінімальних ресурсів і може бути вирощений практично у будь-якому місці. Процес створення будівельних блоків з міцелію включає змішування грибного міцелію з органічними відходами, такими як тирса або солома, і їх інкубацію у формах. В результаті виходить легкий, міцний та вогнестійкий матеріал, який можна використовувати для будівництва стін, дахів та навіть меблів.
Однією з ключових переваг міцелію є його здатність до самовідновлення. Якщо матеріал пошкоджений, міцелій може продовжити зростати та відновлювати структуру, що значно збільшує термін служби будівельних елементів. Крім того, міцелій повністю біорозкладається, що означає, що після закінчення терміну служби будівлі його можна легко утилізувати без шкоди для навколишнього середовища.
Використання міцелію в будівництві не тільки знижує вуглецевий слід, але й сприяє створенню здоровішого середовища проживання. Цей матеріал має природні антибактеріальні властивості, що робить його ідеальним для використання в житлових приміщеннях. Крім того, міцелій добре ізолює тепло та звук, що дозволяє створювати комфортні та енергоефективні будівлі.
Хоча технологія використання міцелію у будівництві все ще перебуває на стадії розвитку, вона вже демонструє величезний потенціал. Багато дослідників та архітекторів працюють над поліпшенням властивостей міцелію та розширенням його застосування в різних сферах будівництва. У майбутньому ми можемо побачити більше будівель, збудованих з використанням цього екологічно чистого та інноваційного матеріалу.
