Дом с низким энергопотреблением - Low-energy house

См. Подпись
А термограмма сравнивает тепловое излучение окон и стен двух зданий: устойчивое, низкоэнергетическое пассивный дом (верно) и обычный дом

А низкоэнергетический дом 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 вторично.[1][2] Здания с низким энергопотреблением можно рассматривать как примеры устойчивая архитектура. Дома с низким энергопотреблением часто имеют активный и пассивная солнечная конструкция 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, гарантирующие энергоэффективность зданий, их процессов и материалов. Сертификаты включают в себя пассивный дом, BBC - Bâtiment Basse Consomtivation - Effinergie (Франция), дом с нулевым выбросом углерода (Великобритания) и Minergie (Швейцария ).[3]

Фон

В 1970-х годах экспериментальные инициативы для зданий с низким энергопотреблением были предприняты в Дания, то Соединенные Штаты, Швеция, Канада, и Германия. Немец Институт Passivhaus представила 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 человеческих ресурсов. Выбросы парниковых газов (20% жилая, 18% коммерческая) по состоянию на 2008 г.[5] Согласно межправительственная комиссия по изменению климата (IPCC), здания - это сектор, который представляет наиболее рентабельные возможности для сокращения выбросов парниковых газов.[6]

Соединенные Штаты

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

Германия

В 1970-х годах в связи с первым энергетическим кризисом и ростом экологической осведомленности, энергосбережение стало в Германии приобретать все большее значение.[7] В 1977 году был принят первый в стране строительный стандарт, связанный с энергетикой. Годовая потребность в отоплении была введена как важный параметр 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] В Евросоюз Директива по энергоэффективности требует, чтобы начиная с 2021 года можно было строить только здания с низким энергопотреблением.[9]

объединенное Королевство

Изменения в национальной политике произошли с мая 2015 года в Великобритании. Одним из наиболее значительных событий стал вывод Кодекс экологически безопасных домов (CfSH) как система для оценки и поощрения улучшений в экологическом проектировании 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 об энергосбережении все еще существует в строительные нормы,[11] отсутствуют подходящие стандарты, превышающие базовые нормы. В результате стандарт пассивного дома может расширить свое влияние и повлиять на энергоэффективные дома.[12]

Национальные стандарты

Термин «дома с низким энергопотреблением» может относиться к национальным строительным стандартам.[13] Эти стандарты иногда стремятся ограничить энергию, используемую для отопление помещений, который является крупнейшим потребителем энергии во многих климатические зоны. Другие виды использования энергии также могут регулироваться. В история проектирования пассивных солнечных батарей предоставляет международный взгляд на одну из форм развития и стандартов строительства с низким энергопотреблением.

Европа

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. Как движение к сокращению энергопотребления и выбросов, общее законодательство, касающееся энергоэффективности зданий, Директива об энергоэффективности зданий (EPBD) был опубликован в 2002 году и вступил в силу в январе 2003 года.[14]

Норвегия

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

  • Предел годовой постройки CO2 выбросы, рассчитывается путем умножения годовой отпускаемой энергии на CO2 фактор
  • Часть потребности в отоплении должна удовлетворяться за счет возобновляемых источников энергии.

Дания

Дома с низким энергопотреблением определены в Национальных строительных нормах и правилах строительства 08 и делятся на два класса. Они регулируются в разделе 7.2.4 правил: Низкое энергопотребление.

Германия

В домах с низким энергопотреблением, сертифицированных по RAL-GZ 965, потери тепла на 30 процентов меньше, чем в соответствии с требованиями национального строительного кодекса EnEV. Другие критерии влияют изоляция, Герметичность и вентиляция. Здания с низким энергопотреблением могут быть сертифицированы по RAL-GZ 965 для планирования или строительства.[15]

Швейцария

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

Северная Америка

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

В Energy Star программа является крупнейшим сертификатом домов с низким энергопотреблением и потребительские товары в США. Хотя дома, сертифицированные Energy Star, потребляют как минимум на 15 процентов меньше энергии, чем стандартные новые дома, построенные в соответствии с Международным жилищным кодексом, они обычно позволяют экономить от 20 до 30 процентов.[18] В Министерство энергетики США представила программу в 2008 году 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:

В британская Колумбия вышеуказанные программы соответствуют BC Energy Step Code, постановление провинции, чтобы стимулировать (или требовать) уровень энергоэффективности в новом строительстве, превышающий базовые строительные нормы. 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

Дома с низким энергопотреблением имеют широкое определение, но обычно известны как дома с более низким потреблением энергии, чем обычные здания, регулируемые национальными строительными нормами. 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), приближающегося к автономное здание. На противоположном конце находятся здания, в которых делается мало попыток снизить потребность в отоплении помещений и которые в зимний период используют большие объемы импортируемой энергии. Хотя это может быть уравновешено высокими уровнями производства возобновляемой энергии в течение года, зимой это предъявляет повышенные требования к национальной энергетической инфраструктуре.

Препятствия и возможности

В энергоэффективном дизайне часто используются новые технологии и методы. Они могут создавать технические препятствия в дополнение к социальным, культурным и экономическим препятствиям нетехнического характера. Несмотря на эти препятствия, у 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; к этому приводят разные причины разрыв в производительности.

Технологии

Основная статья: Список энергосберегающих строительных технологий

Дизайн здания с низким энергопотреблением считается важным для поощрения эффективность использования ресурсов и сократить глобальные изменение климата связанный с поджогом ископаемое топливо. Дизайн включает две общие стратегии: минимизация потребности в использовании энергии в зданиях (особенно для отопления и охлаждения) за счет энергоэффективных мер (EEM) и принятие Возобновляемая энергия и другие технологии (ТВЭ) для удовлетворения остающихся потребностей в энергии. EEM включают ограждающие конструкции, внутренние условия и системы обслуживания зданий; RET включают фотоэлектрический или фотоэлектрические встроенные в здание, Ветряные турбины, солнечные тепловые (солнечные водонагреватели), тепловые насосы, и районное 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 пассажирам улучшенные условия окружающей среды и более стабильный контролируемый тепловой комфорт в дополнение к снижению затрат на энергию.

Выбросы парниковых газов, связанные со строительством зданий, в основном происходят от:

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

Строительство, реконструкция и демонтаж типичного здания в среднем приводят к выбросам 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. Выберите материалы с низким коэффициентом выбросов (например, переработанные материалы)
  3. Выбирайте поставщиков материалов как можно ближе из констант
  4. Отправлять отходы сноса на переработку, а не на свалки или сжигание

Энергоэффективность

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

Пассивный солнечный дизайн и ландшафтный дизайн

Смотрите также: Устойчивое озеленение, Устойчивая ландшафтная архитектура, Устойчивое садоводство, Сбор дождевой воды, и Сохранение воды

Пассивная солнечная конструкция здания и энергоэффективное озеленение поддержать энергосберегающий дом в сохранении и может интегрировать его в окрестности и окружающую среду. Следующий методы пассивного солнечного строительства, где здания компактны по форме, чтобы уменьшить площадь поверхности, а основные окна ориентированы на экватор (юг в Северное полушарие и север в Южное полушарие ) максимизирует пассивное солнечная энергия. Однако солнечное усиление (особенно в умеренный климат ) 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 снижения избыточного солнечного тепла включают: Brise-soleils, деревья, прикрепил беседки с лозы, вертикальные сады, и зеленые крыши.

Хотя дома с низким энергопотреблением могут быть построены из плотных или легких материалов, внутренние термическая масса обычно используется для снижения пиковых летних температур, поддержания стабильных зимних температур и предотвращения возможного перегрева весной или осенью перед повышением температуры. угол солнца «затеняет» полуденную экспозицию стен и оконный проем. Цвет наружных стен (если позволяет выбрать поверхность), отражение или поглощение зависит от преобладающей круглогодичной наружной температуры. Использование лиственный деревья и стена решетчатый (или самоприкрепляющиеся) лозы могут помочь в умеренном климате.

Освещение и электрические приборы

Смотрите также: Энергосберегающее освещение, Освещение, Windows, Энергосбережение, и Альтернативная энергетика

Чтобы минимизировать общее потребление первичной энергии, пассивный и активное дневное освещение являются первыми дневными решениями для использования. Для дней с низкой освещенностью, в недневных пространствах и в ночное время, рациональное проектирование освещения с использованием источников малой энергии (например, стандартного напряжения компактные люминесцентные лампы и твердотельное освещение с Светодиодные лампы, Светодиоды и полимерные светодиоды и низковольтные лампы накаливания, компактный галогенид металла, ксенон и галогенные лампы ) может быть использован.

Внешняя охрана на солнечных батареях и ландшафтное освещение, с солнечные батареи на каждом приспособлении или подключение к центральному солнечная панель, доступны для садов и наружных нужд. Низковольтные системы можно использовать для более контролируемого (или независимого) освещения, используя меньше электроэнергии, чем обычные светильники и лампы. Таймеры, обнаружение движения и дневной свет Датчики работы дополнительно снижают потребление энергии и световое загрязнение.

Бытовая техника проведение независимых испытаний энергоэффективности и получение Ecolabel сертификационные знаки для снижения потребления электроэнергии и природного газа и производства продукции этикетки выбросов углерода предпочтительны для домов с низким энергопотреблением. Energy Star и ЭКОэнергия другие знаки сертификации.

Смотрите также

Здания

Воздух и температура

Солнечная

Устойчивость

Стандарты энергоэффективности

Рекомендации

  1. ^ а б 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. Дои:10.1016 / j.enbuild.2013.08.047. ISSN  0378-7788.
  2. ^ Вайсенбергер, Маркус; Йенш, Вернер; Ланг, Вернер (2014-06-01). «Конвергенция оценки жизненного цикла и здания с почти нулевым потреблением энергии: пример Германии». Энергия и здания. 76: 551–557. Дои:10.1016 / j.enbuild.2014.03.028. ISSN  0378-7788.
  3. ^ «Международная ассоциация пассивных домов | Критерии». passivehouse-international.org. Получено 2019-04-07.
  4. ^ «Европейское встраивание пассивных домов» (PDF). pibp.pl. Получено 2018-12-10.
  5. ^ Агентство по охране окружающей среды США. 2008. Инвентаризация выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2006 гг., Стр. ES8.
  6. ^ МГЭИК. 2007. Обобщающий отчет об изменении климата за 2007 год, стр. 59.
  7. ^ "Basiswissen Bauphysik" (PDF). newbooks-services.de. Получено 2018-12-10.
  8. ^ Панагиотиду, Мария; Фуллер, Роберт Дж. (1 ноября 2013 г.). «Прогресс в ZEB - обзор определений, политики и строительной деятельности». Энергетическая политика. 62: 196–206. Дои:10.1016 / j.enpol.2013.06.099. ISSN  0301-4215.
  9. ^ "32010L0031 - Richtlinie (ЕС) 31/2010". jurion.de. Получено 2018-12-10.
  10. ^ «Государственная политика на 2010–2015 годы: энергоэффективность в зданиях». GOV.UK. Получено 2018-12-10.
  11. ^ «Экономия топлива и энергии: утвержденный документ L». GOV.UK. Получено 2018-12-10.
  12. ^ а б Питтс, Адриан; Питтс, Адриан (февраль 2017 г.). «Пассивный дом и здания с низким энергопотреблением: барьеры и возможности для будущего развития в Великобритании». Устойчивость. 9 (2): 272. Дои:10.3390 / su9020272.
  13. ^ Раад З. Хомод, (2014) «Оценка энергосбережения и разделения для различных AHU (вентиляционных установок) и стратегий контроля в жарком и влажном климатическом регионе Ирака» Энергетика, 74 (2014) 762-774
  14. ^ Линден, Белинда (февраль 2011 г.). "Рекомендации по реанимации: обновление 2010 г. Совет по реанимации Великобритании, (2010) Рекомендации по реанимации, 2010 г., октябрь. http://www.resus.org.uk/ pages / guide.htm (по состоянию на 14 января 2011 г.) ". Британский журнал кардиологического ухода. 6 (2): 84–86. Дои:10.12968 / bjca.2011.6.2.84. ISSN  1749-6403. Внешняя ссылка в | название = (помощь)
  15. ^ а б «Энергосберегающие здания в Европе - стандарты, критерии и последствия». lup.lub.lu.se. Получено 2018-12-10.
  16. ^ "Minergie Schweiz". Получено 2018-12-10.
  17. ^ Коул, Раймонд Дж .; Федорук, Лаура (2015). «Переход от нулевой чистой энергии к чистой положительной энергии». Строительные исследования и информация. 43: 111–120. Дои:10.1080/09613218.2014.950452.
  18. ^ «Характеристики новых домов, соответствующих требованиям ENERGY STAR». - EnergyStar.gov, последнее посещение - 7 марта 2008 г.
  19. ^ «О конкурсе строителей». В архиве 2011-09-03 на Wayback Machine - Март 2008 г. Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии, Министерство энергетики США. Проверено 7 марта 2008 года.
  20. ^ «Программа маркировки дома Net Zero». Получено 18 мая, 2019.
  21. ^ «О наших программах». Построенная Зеленая Канада. Получено 18 мая, 2019.
  22. ^ «Дома, сертифицированные Energy Star». Природные ресурсы Канады. 2011-03-15. Получено 18 мая, 2019.
  23. ^ «Канадский институт пассивного дома». Получено 18 мая, 2019.
  24. ^ Ли, Дэнни Х.В.; Ян, Лю; Лам, Джозеф С. (01.06.2013). «Здания с нулевым потреблением энергии и последствия для устойчивого развития - обзор». Энергия. 54: 1–10. Дои:10.1016 / j.energy.2013.01.070. ISSN  0360-5442.
  25. ^ Реда, Ф., Туоминен, П., Хедман, Э., Ибрагим, М.Г.Е .: «Низкоэнергетические жилые дома в Нью-Борг-эль-Араб: оценка энергопотребления на основе моделирования и обследований». Энергия и здания, Том 93, 15 апреля 2015 г., стр. 65-82.

дальнейшее чтение

  • 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.

внешняя ссылка

Примеры