Мы заботимся о планете. И действительно заботимся. Но мы также продолжаем строить.
На протяжении многих лет «зеленое строительство» было нишевым увлечением для частных домовладельцев. Оно было дорогим. Оно было непрактичным для крупных коммерческих проектов. Владельцы бизнеса не заботились о кармических балансовых отчетах. Их интересовала рентабельность инвестиций (ROI).
Это изменилось.
Теперь экологичное строительство позволяет компаниям экономить деньги в долгосрочной перспективе. Кроме того, существуют налоговые льготы. Возвраты средств. Гранты. И другие стимулы.
Нельзя просто прикрепить солнечную панель к крыше и считать дело сделанным. Размытые термины вроде «экологически чистый» больше не работают. Чтобы получить эти финансовые выгоды, нужны стандарты.
В США это LEED (Leadership in Energy and Environmental Design — Лидерство в энергетическом и экологическом проектировании). Разработано Советом по экологическому строительству США. В Канаде есть своя версия. То же самое во многих европейских странах, включая Францию и Великобританию.
Зеленое строительство — это большой бизнес. Это означает множество новых технологий. Множество новых продуктов.
Давайте рассмотрим некоторые из самых впечатляющих достижений.
Зміст
10: Зеленые крыши и живые стены
Это не просто эстетика. Это функциональность.
Зеленая крыша — это растительный слой, растущий поверх гидроизоляционной мембраны. Это не просто земля на крыше. Это инженерная система.
Зачем озеленять крышу?
Речь идет не только о внешнем виде. Речь идет о производительности.
- Теплоизоляция: Растения и почва добавляют тепловую массу. Это снижает затраты на отопление и охлаждение.
- Управление ливневыми стоками: Они поглощают дождевую воду. Снижают нагрузку на городские канализационные сети.
- Эффект городского теплового острова: Города нагреваются. Бетон и асфальт удерживают тепло. Зеленые крыши отражают солнечный свет. Они охлаждают воздух.
- Качество воздуха: Растения фильтруют загрязнители. Они производят кислород.
Живые стены: вертикальные сады
Представьте себе зеленую крышу, но в вертикальном исполнении.
Живая стена — это частичное или полное покрытие внутренней или внешней стены здания растениями.
Его сложнее установить. Сложнее в обслуживании.
Но отдача значительна.
- Экономия пространства: Вам не нужно наземное пространство. Используйте вертикальное пространство в плотно застроенных городских районах.
- Звукоизоляция: Растения поглощают звук. Отлично подходит для офисов рядом с оживленными улицами.
- Биофильный дизайн: Люди любят природу. Это снижает стресс. Повышает производительность.
Подвох
Это недешево.
Первоначальные затраты высоки. Вам нужна прочная конструктивная поддержка. Специализированная система орошения. Дренажный слой. Барьер для корней.
Ключевое значение имеет обслуживание. Растения погибают. Орошение выходит из строя. Если игнорировать это, вы получите мертвый, вонючий беспорядок.
Но для коммерческих зданий, стремящихся к сертификации LEED? Это огромный плюс.
Это демонстрирует приверженность делу. Это выглядит впечатляюще. И это действительно работает.
Не каждое здание нуждается в джунглях наверху. Но для правильного проекта это меняет правила игры.
Какой выбор подходит для вашего здания? Это зависит от бюджета. Несущей способности. Местоположения.
Но тенденция очевидна. Мы строим вверх. И вширь. И поверх всего. С растениями.
Живые стены и модульные системы
Вам не нужно обращаться к древнему Вавилону за вдохновением, чтобы начать вертикальное озеленение. Раньше подвесные сады были чисто декоративными или, что еще хуже, признаком того, что вам было лень косить газон. Теперь существуют функциональные способы использования растений, чтобы реально улучшить экологический след здания.
Когда эти системы размещают на фасаде, их преимущества измеримы. Они обеспечивают теплоизоляцию конструкции. Это означает снижение затрат на отопление и кондиционирование. Живые стены, или биостены, отражают солнечную радиацию. Они впитывают дождевую воду, которая в противном случае стала бы поверхностным стоком. Они также очищают воздух, поглощая углекислый газ и выделяя кислород. Их даже можно поливать серой водой. Это сточные воды от купания, стирки или мытья посуды.
Внутри здания экономическая картина меняется. Вы не получаете тех же преимуществ в плане теплоизоляции. Очистка воздуха все еще происходит. Также происходит рециркуляция серой воды, если правильно подключить систему. Но в основном речь идет о настроении. Одно растение на столе помогает. Целая стена зелени? Это совсем другое дело.
Большинство таких установок являются модульными. Вы получаете съемные панели с наклонными карманами для удержания почвы. Если вы размещаете систему внутри помещения, проверьте освещение. Стандартное флуоресцентное освещение в офисах часто бывает недостаточным. Возможно, вам придется установить специальные фитолампы, чтобы растения выжили. Выбирайте растения в зависимости от уровня обслуживания и доступности света.
Пассивный солнечный дизайн зданий
Пассивный солнечный дизайн рассматривает солнце как коммунальную услугу. Он интегрирует освещение, отопление и охлаждение в оболочку здания. Ключевое слово — «пассивный». Никаких движущихся частей. Никаких механических устройств. В отличие от солнечных панелей, это не требует огромных первоначальных инвестиций с длительным сроком окупаемости. Это сложно. Дизайнерам приходится продумывать каждую деталь.
Все начинается с пути солнца. Вы знаете, что оно восходит на востоке и садится на западе. Но оно движется по-разному в зависимости от сезона. Меняется угол. Меняется интенсивность. Дизайнеры рассчитывают инсоляцию. Это количество солнечной радиации, которое поглощает поверхность. Речь идет не только о солнечном свете. Речь идет о местном климате. Ветровых паттернах. Облачности. Влажности. Все эти факторы определяют, насколько горячим или холодным будет внутреннее пространство.
Программное обеспечение помогает управлять этой сложностью. Каждое здание уникально. Расчеты меняются в зависимости от местоположения и материалов.
Однако есть некоторые общие правила. Ищите большие окна на южной стороне. Сочетайте их с лиственными растениями. Листья блокируют солнце летом, создавая тень. Они опадают зимой, пропуская свет. Используйте материалы с высокой теплоемкостью. Бетон и плитка. Они хорошо удерживают тепло. Такой дизайн резко сокращает использование энергии для систем ОВКВ и освещения. Кроме того, дневной свет в коммерческом помещении улучшает настроение.
Двойные системы водоснабжения
Экономия воды выходит за рамки стандартных унитазов с низким расходом. Некоторые коммерческие застройщики идут дальше. Они используют воду, которая непригодна для питья, но безопасна для орошения или смыва в туалетах. Для этого требуется двойная система водоснабжения, или двойное трубопроводное оборудование.
Эта установка разделяет воду на два отдельных потока. Есть питьевая вода. Она безопасна для питья, приготовления пищи и мытья. Затем есть рекультигированная (возвращенная) вода. Раньше это были сточные воды. Звучит противно. Она проходит обработку для удаления твердых частиц и уничтожения вредных бактерий. Она достаточно чиста для непитьевых нужд. Просто пить ее нельзя.
Зачем усложнять водопровод? Потому что для смыва в туалете не нужна питьевая вода. Это бессмысленно. Конечно, есть и недостатки. Установка двух систем обходится дороже. Не все города поддерживают инфраструктуру для рекультигированной воды. В Соединенных Штатах округ Ирвин Рейндж Уотер Дистрикт в Калифорнии стал пионером в этой области. Они также установили стандарт использования фиолетовых труб. Фиолетовый цвет отличает рекультигированную воду от линий питьевой воды.
Существует более дешевая альтернатива. Используйте серую воду, образующуюся на месте. Методы различаются. Вы можете установить две системы водоснабжения. Вы можете собирать дождевую воду для наполнения бачков унитазов. Или можно сделать проще. Установите специальные комбинированные раковины-унитазы в коммерческих туалетах. Вода от мытья рук напрямую попадает в бачок унитаза для смыва. Это практичное решение с низкой технологичностью для большой проблемы.
Навигация в сложностях программного обеспечения для экологичного проектирования
Руководство LEED по экологичному интерьерному и строительному проектированию занимает сотни страниц. Аналогичные контрольные списки сертификации в других странах столь же объемны. Именно поэтому U.S. Green Building Council предлагает специализированное обучение для получения статуса LEED Accredited Professional (LEED-аккредитованный специалист). На это требуется время. Необходимы серьезные исследования. У большинства небольших фирм нет персонала, обладающего такими глубокими знаниями. Поэтому они передают эти задачи на аутсорсинг или полагаются на специалистов.
Коллаборативное программное обеспечение для экологичного проектирования изменило эту динамику.
Оно делает сравнение вариантов менее болезненным. Возьмем Sefaira Concept. В 2011 году она получила награду «Green Innovation of the Year» (Экологический инноватор года) на выставке EcoBuild в Лондоне. Это серьезное достижение в отрасли. Платформа работает в облаке. Вам не нужно устанавливать тяжелые файлы на жесткий диск. Все пользователи входят в систему онлайн.
Эта доступность имеет значение.
Дизайнеры могут запускать различные сценарии. Например, вы оцениваете стоимость ветряных турбин. Программное обеспечение позволяет изменять размер лопастей. Вы можете менять ориентацию. Оно показывает соотношение выработки энергии и затрат.
Расход воды — еще один важный показатель. Вы вводите тип здания и его размер. Система прогнозирует потребность. Затем она моделирует системы серых или рециркулируемых вод. Она указывает, где можно сократить потребление питьевой воды. Это не просто догадки. Это точные расчеты.
Такого рода инструменты помогают коммерческим зданиям достигать целей по энергоэффективности.
Модернизация существующих зданий
Зеленое строительство «с нуля» сегодня встречается редко. Большинство проектов — это ретрофиты (модернизация).
Обновление старой системы HVAC (отопление, вентиляция и кондиционирование) — это первый шаг. Устранение утечек в сантехнике — второй. Но выгоды от этого значительно больше.
Переход на солнечную энергию снижает долгосрочные затраты. Замена однокамерных окон на энергоэффективные модели предотвращает теплопотери. Даже устранение утечек воздуха в ограждающих конструкциях окупается.
Для этих модернизаций существуют финансовые стимулы. Они аналогичны стимулам для нового строительства. Налоговые кредиты. Гранты. Возврат средств от коммунальных служб.
Речь не о том, чтобы начинать все заново. Речь о том, чтобы исправить то, что сломано.
Переход на чиллеры и котлы
После того как вопрос с ограждающими конструкциями и системами решен, вы обращаете внимание на тяжелое оборудование. Чиллеры и котлы.
Эти установки обеспечивают контроль температуры в больших помещениях. Они также являются большими потребителями энергии. Старые модели не могут соответствовать современным стандартам эффективности.
Их замена стоит дорого. Но их сохранение часто обходится еще дороже.
Высокоэффективные тепловые насосы заменяют традиционные газовые котлы. Системы с переменным расходом хладагента (VRF) вытесняют чиллерные установки. Технология созрела. Цены снизились.
Цель проста. Снизить нагрузку. Восстановить отработанное тепло. Лучше использовать то, что уже есть.
Это механика. Это громко. Но это работает.
Системы комфорта потребляют больше энергии, чем любое другое оборудование в коммерческом здании. Большинство людей не готовы терпеть жар или озноб ради экономии на счетах за коммунальные услуги. Полностью демонтировать оборудование ОВКВ невозможно. Пассивный солнечный дизайн помогает. Улучшенная изоляция также способствует повышению эффективности. Однако вам по-прежнему необходимо управлять качеством воздуха.
Традиционные системы с принудительной подачей воздуха доминируют на рынке. Они нагнетают нагретый или охлажденный воздух через воздуховоды. Система с чиллером и котлом идет другим путем. Она является гидронной, то есть использует воду. Вода лучше удерживает тепло, чем воздух. Это обеспечивает равномерную температуру во всем помещении.
Система подключается к водоснабжению здания. Вы, возможно, помните радиаторы. Старые системы используют пар. Чиллер и котел используют лучистое тепло. Представьте, что вы стоите рядом с костром. Вы чувствуете тепло, даже если на вас не дует воздух. Медные и алюминиевые трубы переносят тепло. Они нагревают комнату изнутри наружу.
Здесь важна стоимость. Это не подходит для масштабных коммерческих комплексов. Затраты на установку слишком высоки для таких масштабов. Меньшие здания получают больше выгоды. Повышение эффективности оправдывает первоначальные расходы.
Почему гидронные системы превосходят системы с принудительной подачей воздуха
Системы с принудительной подачей воздуха работают быстро. Но они также распределяют воздух неравномерно. В одних местах становится жарко, а в других остается холодно. Гидронное отопление решает проблему неравномерного распределения тепла. Вода имеет большую тепловую массу. Она выделяет тепло медленно и стабильно.
Вы получаете равномерное тепло. Никаких сквозняков. Никаких холодных зон у окон. Система также работает тихо. Вентиляторы систем с принудительной подачей воздуха могут создавать шум. Гидронные системы практически бесшумны.
Переработанная и устойчивая изоляция
5: Переработанная и устойчивая изоляция
Альтернативный путь: утеплители
Забудьте о розовой стекловолоконной вате, которая вызывает зуд. Она не является образцом экологической ответственности. Этот материал выделяет раздражающие пары и может содержать формальдегид. Для энергоэффективности по-прежнему необходима правильная теплоизоляция, но «зеленый» подход изменился.
На сцену выходит денимовая изоляция. Рулоны синего материала, которые выглядят как ваши старые джинсы, потому что они действительно сделаны из них. Никаких испарений. Никакого зуда. Материал обработан для придания ему огнестойких свойств, так что вам не нужно беспокоиться о искрах. Также существуют варианты из переработанных пластиковых бутылок из-под молока и газет. Они обрабатываются аналогичным образом для обеспечения пожарной безопасности. Если вы хотите что-то более натуральное, обратите внимание на растения.
Структурные изолированные панели и решения на основе растений
Структурные изолированные панели (SIP) — это вариант prefabricated construction, который может содержать солому из сельскохозяйственных культур. Они жесткие. Их монтаж быстрый. Конопля и лен набирают популярность в Великобритании и Нидерландах в качестве альтернативных утеплителей. Это быстрорастущие растения. Им не требуются химические обработки. Это чистая победа как для легких, так и для бюджета.
Как работает электрохромное стекло
Если вы когда-нибудь занимались «оконным шопингом», вы слышали обещания об энергоэффективности. Большинство из них сосредоточены на использовании нескольких стекол или специальных покрытий. Они пропускают зимнее солнце для солнечного нагрева. Электрохромное стекло (или умное стекло ) делает нечто иное. Оно использует электричество для перехода от непрозрачного состояния к полупрозрачному. Вы можете нажать кнопку. Или запрограммировать его следовать за путем солнца через централизованную систему.
Оно полагается на нанотехнологии. Слои керамических пластин находятся между листами стекла. Эти пластины тоньше человеческого волоса. Они покрыты такими материалами, как оксид вольфрама. Короткий импульс низкого напряжения переводит их из прозрачного состояния в темное. Поменяйте полярность заряда. Они снова становятся прозрачными.
Умное стекло снижает нагрузку на систему HVAC, одновременно выполняя функцию собственной шторы.
Почему стоит выбрать умное стекло вместо традиционных жалюзи
Дело не только в контроле температуры. Электрохромное стекло экономит энергию, снижая нагрузку на системы отопления и кондиционирования. Оно обеспечивает естественное освещение, работая подобно световому фонарю. Возможно, вам больше никогда не придется покупать шторы или жалюзи. Технология достаточно зрелая, чтобы справляться с ежедневными изменениями световых условий.
Фотоэлектрические системы, интегрированные в здание (BIPV)
Большинство людей видят крышу, покрытую черными квадратами, и считают, что ее владельцы обладают высокими моральными принципами. Это легкое предположение. Особенно в случае с коммерческими зданиями, где первоначальные затраты очень велики. Однако эффективность сильно варьируется между моделями. Ранние версии едва стоили усилий по установке. Они производили жалкое количество полезной энергии.
Сегодня у нас есть технология фотоэлектрических (PV ) элементов. Речь уже не просто о том, чтобы просто наложить панели поверх существующих конструкций. Представьте себе фасад настолько бесшовный, что невозможно определить, где заканчивается стена и начинается источник энергии. Вы можете проходить мимо здания каждый день и никогда не подозревать, что оно собирает солнечный свет.
За пределами крыши: фотоэлектрические системы, интегрированные в здания
Традиционные солнечные установки громоздкие. Они выступают наружу. Они устанавливаются на стойках поверх стандартных кровельных материалов. Фотоэлектрические (PV ) системы работают иначе. Они интегрируются непосредственно в «кожу» здания. Это не просто эстетика. Это снижает затраты, поскольку вы заменяете материалы, а не добавляете их.
Некоторые PV-элементы полупрозрачны. Они функционируют как окна. Они действуют как световые фонари. Они могут выполнять обе функции одновременно.
Само название говорит само за себя. Фото — для света. Вольт — для электричества. Солнечный свет попадает на поверхность. Электрический ток течет. Мгновенно.
Эти системы указывают путь к замкнутой сети. Конструкции, которая генерирует и потребляет собственную энергию, не взаимодействуя с внешним миром. Теоретически? Это работает. Практически? Узким местом является накопление энергии. Большинство существующих установок, таких как башня CIS в Англии, передают избыточную энергию в национальную сеть. Почему? Потому что для хранения излишков нужны батареи. А батареи дороги.
Скрытая стоимость преобразования переменного тока
Постоянный ток. Именно его производят солнечные панели.
На протяжении более века безраздельно господствовал переменный ток (AC ). Благодаря Николе Тесле мы построили сеть на основе высоковольтного переменного тока, потому что он передается на большие расстояния без значительных потерь. Постоянный ток Томаса Эдисона не мог конкурировать по дальности. Он затухал на расстоянии.
Так почему же сторонники «зеленого» строительства возвращаются к постоянному току?
Каждый раз, когда вы преобразуете переменный ток в постоянный, вы теряете энергию. Посмотрите на зарядное устройство для компьютера. Потрогайте «блок». Он горячий. Это тепло — потерянная энергия. Это налог, который вы платите за инверсию. Большинство современной электроники работает на постоянном токе. Ваш ноутбук. Ваш телефон. Ваши светодиодные лампы.
В настоящее время солнечный постоянный ток попадает в сеть, преобразуется в переменный, передается в ваш дом, а затем снова преобразуется обратно в постоянный ток вашими устройствами. Это два преобразования. Двойные потери.
Если бы вы могли использовать постоянный ток непосредственно внутри здания, вы бы обошли эту неэффективность. Вы бы взяли солнечный выход и подключили его напрямую к совместимым устройствам. Без инверсии. Без потерь на нагрев.
Мы уже видим отдельные примеры этого. Существуют микросети. Они работают с системами переменного тока, но подают постоянный ток на определенные нагрузки, такие как компактные люминесцентные лампы. Эксперты предсказывают более широкое возвращение к инфраструктуре постоянного тока. Это логичный шаг. Если вы генерируете постоянный ток, используйте постоянный ток. Держите электроны в движении.
Ловушка «эко-блесток»
Зеленые технологии стали символом статуса. Это опасно. Когда люди гонятся за внешним видом, не проводя расчетов, получается «эко-блестки». Это зеленый камуфляж для зданий.
Установка солнечных панелей — это высший пилотаж. Это сигнал о добродетели. Но если ваша система отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) девятидесятых годов, а ваши окна протекают как сито, эти панели — просто украшение. Они не устраняют фундаментальную неэффективность. Вы генерируете чистую энергию для обогрева и охлаждения продуваемой, энергоемкой оболочки.
Энергоэффективность оболочки здания важнее, чем источник энергии. Устранение утечек. Улучшение изоляции. Эти шаги снижают нагрузку. Как только нагрузка становится управляемой, тогда массив солнечных панелей имеет смысл. В противном случае вы просто платите больше за привилегию хорошо выглядеть в интернете.
1: Технология Mycoform
Реальность дома гномов: строительство с использованием мицелия
Мицелий, грибная сеть, которая лежит в основе этого материала, обладает уникальными свойствами, которые делают его идеальным для экологического строительства. Он быстро растет, требует минимальных ресурсов и может быть выращен практически в любом месте. Процесс создания строительных блоков из мицелия включает в себя смешивание грибного мицелия с органическими отходами, такими как опилки или солома, и их инкубацию в формах. В результате получается легкий, прочный и огнестойкий материал, который можно использовать для строительства стен, крыш и даже мебели.
Одним из ключевых преимуществ мицелия является его способность к самовосстановлению. Если материал поврежден, мицелий может продолжить расти и восстанавливать структуру, что значительно увеличивает срок службы строительных элементов. Кроме того, мицелий полностью биоразлагаем, что означает, что после окончания срока службы здания его можно легко утилизировать без вреда для окружающей среды.
Использование мицелия в строительстве не только снижает углеродный след, но и способствует созданию более здоровой среды обитания. Этот материал обладает естественными антибактериальными свойствами, что делает его идеальным для использования в жилых помещениях. Кроме того, мицелий хорошо изолирует тепло и звук, что позволяет создавать комфортные и энергоэффективные здания.
Хотя технология использования мицелия в строительстве все еще находится на стадии развития, она уже демонстрирует огромный потенциал. Многие исследователи и архитекторы работают над улучшением свойств мицелия и расширением его применения в различных сферах строительства. В будущем мы можем увидеть больше зданий, построенных с использованием этого экологически чистого и инновационного материала.
