Дом с низким энергопотреблением - Low-energy house

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 вторично. Здания с низким энергопотреблением можно рассматривать как примеры устойчивой архитектуры . Дома с низким энергопотреблением часто имеют конструкцию и компоненты с активными и пассивными солнечными батареями , которые снижают энергопотребление дома и минимально влияют на образ жизни жильцов. 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 ).

Задний план

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.

Только на здания приходится 38% всех выбросов парниковых газов человека (20% жилых домов, 18% коммерческих) по состоянию на 2008 год. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), здания представляют собой сектор, который представляет наиболее рентабельные возможности для выбросов парниковых газов. сокращения.

Соединенные Штаты

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 .

Германия

Спровоцированная первым энергетическим кризисом 1970-х годов и растущим вниманием к окружающей среде, энергосбережение в Германии приобрело все большее значение. В 1977 году был принят первый в стране строительный стандарт, связанный с энергетикой. 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. Европейский Союз «s Директива Energy Performance требует, начиная с 2021 года, может быть построен только низкоэнергетические здания.

Великобритания

Изменения в национальной политике произошли с мая 2015 года в Великобритании. Одним из наиболее значительных событий стал отказ от Кодекса экологически безопасных домов (CfSH) как системы оценки и поощрения улучшений в экологическом дизайне жилищ. Это отказалось от схемы кода, которая обеспечивала структуру уровней достижений и которую проектировщики с низким энергопотреблением могли стремиться достичь или превзойти. Несмотря на то, что законодательство об энергосбережении все еще существует в строительных нормах и правилах , отсутствуют подходящие стандарты, превышающие базовые нормы. В результате Стандарт пассивного дома может расширить свое влияние и повлиять на энергоэффективные дома.

Национальные стандарты

Термин «дома с низким энергопотреблением» может относиться к национальным строительным стандартам. Эти стандарты иногда стремятся ограничить энергию, используемую для отопления помещений , которые являются крупнейшими потребителями 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

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 году и вступила в силу в январе 2003 года как движение к сокращению использования энергии и выбросов, общее законодательство, касающееся энергетических характеристик зданий .

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:

  • Ограничение на ежегодных здания в СО 2 выбросов , рассчитанного путем умножения годовой подводимой энергии с помощью СО 2 фактора
  • Часть потребностей 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 главе 7.2.4 правил: Низкое энергопотребление.

Германия

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.

Швейцария

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.

Северная Америка

Директива Европейского Союза прояснила дома с низким энергопотреблением в Европе, и большая часть дискуссий о строительстве с нулевым потреблением энергии в Северной Америке происходит от Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США (NREL).

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. В 2008 году Министерство энергетики США представило программу по распределению жилья с нулевым потреблением энергии по всей стране.

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

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

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.

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

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.

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

Технология

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 , солнечную тепловую энергию (солнечные водонагреватели), тепловые насосы , а также централизованное отопление и охлаждение. Воздействие включает затраты на жизненный цикл, воздействие на окружающую среду, изменение климата и вопросы социальной политики. Лучшие конструкции с низким энергопотреблением предлагают пассажирам улучшенные условия окружающей среды и более стабильный контролируемый тепловой комфорт в дополнение к снижению затрат на электроэнергию.

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

  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 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.

Улучшения

Пассивный солнечный дизайн и ландшафтный дизайн

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 вторичной 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. Другие методы уменьшения избыточного солнечного тепла включают в себя 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 в окно. Цвет наружных стен (если позволяет выбрать поверхность), отражение или поглощение зависит от преобладающей круглогодичной наружной температуры. Использование лиственных деревьев и решетчатых (или самоприкрепляющихся) виноградных лоз может помочь в умеренном климате.

Освещение и электрические приборы

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 помещениях, где не бывает дневного света, и в ночное время, рациональное проектирование 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 .

Смотрите также

Здания

Воздух и температура

Солнечная

Устойчивость

Стандарты энергоэффективности

Рекомендации

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 .

Внешние ссылки

Примеры