Здание с нулевым потреблением энергии - Zero-energy building

Испытательное здание с нулевым потреблением энергии в Таллинне , Эстония . Таллиннский технический университет .

Здание с нулевым потреблением энергии (ZEB), также известное как здание с нулевым потреблением энергии (NZE) или здание с нулевым потреблением энергии (ZNE), представляет собой здание с нулевым чистым потреблением энергии , что означает общее количество энергии, потребляемой зданием на Годовая основа равна количеству возобновляемой энергии, создаваемой на объекте или, в других определениях, за счет возобновляемых источников энергии за пределами объекта с использованием таких технологий, как тепловые насосы, высокоэффективные окна и изоляция, а также солнечные панели. Цель состоит в том, чтобы эти здания выделяли меньше парниковых газов в атмосферу во время эксплуатации, чем аналогичные здания, не относящиеся к ZNE. Иногда они потребляют невозобновляемую энергию и производят парниковые газы, но в других случаях сокращают потребление энергии и производство парниковых газов в других местах на такую же величину. Здания с нулевым потреблением энергии движимы не только желанием уменьшить воздействие на окружающую среду, но они также движимы деньгами. Налоговые льготы, а также экономия на энергозатратах делают здания с нулевым потреблением энергии финансово жизнеспособными. Аналогичная концепция, одобренная и реализуемая Европейским союзом и другими странами-участницами, - это здание с почти нулевым потреблением энергии ( nZEB ), цель которого - к 2020 году обеспечить соответствие всех зданий в регионе стандартам nZEB. Терминология, как правило, варьируется в зависимости от страны, агентства, города, города и отчеты, поэтому общее знание этой концепции и ее различных применений необходимо для разностороннего понимания чистой энергии и возобновляемых источников энергии. МЭА и Европейский союз чаще всего используют чистую нулевую энергию, при этом «нулевая чистая энергия» в основном используется в США.

Обзор

Типичные здания, соответствующие нормам, потребляют 40% всей энергии ископаемого топлива в США и Европейском союзе и являются значительными источниками выбросов парниковых газов. Для борьбы с таким высоким энергопотреблением все больше и больше зданий начинают применять принцип углеродной нейтральности, который рассматривается как средство сокращения выбросов углерода и уменьшения зависимости от ископаемого топлива . Хотя здания с нулевым потреблением энергии остаются ограниченными, даже в развитых странах они приобретают все большее значение и популярность.

Большинство зданий с нулевым потреблением энергии используют электрическую сеть для хранения энергии, но некоторые из них не зависят от сети, а некоторые включают хранилище энергии на месте. Эти здания называют «зданиями с повышенным энергопотреблением» или, в некоторых случаях, «домами с низким энергопотреблением». Эти здания производят энергию на месте с использованием возобновляемых технологий, таких как солнечная и ветровая, при одновременном сокращении общего использования энергии с помощью высокоэффективных технологий освещения и отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) . Цель нулевого потребления энергии становится все более практичной, поскольку затраты на альтернативные энергетические технологии снижаются, а затраты на традиционные ископаемые виды топлива растут.

Развитие современных зданий с нулевым потреблением энергии стало возможным в значительной степени благодаря прогрессу, достигнутому в новых энергетических и строительных технологиях и методах. Они включают в себя высокое изолирующее распылении пены изоляции , высокоэффективные солнечные батареи , высокая эффективность тепловых насосов и высокий изоляционный, низкие излучательная способность , тройные и четверное остеклением окон. Эти инновации также были значительно усовершенствованы академическими исследованиями, которые собирают точные данные об энергетических характеристиках традиционных и экспериментальных зданий и предоставляют параметры производительности для передовых компьютерных моделей для прогнозирования эффективности инженерных конструкций.

Здания с нулевым потреблением энергии могут быть частью интеллектуальной сети . Некоторые преимущества этих построек заключаются в следующем:

Интеграция возобновляемых источников энергии
Интеграция подключаемых к электросети электромобилей, называемых « транспортное средство-сеть».
Реализация концепции нулевого потребления энергии

Хотя концепция чистого нуля применима к широкому кругу ресурсов, воды и отходов , энергия обычно является первым целевым ресурсом, потому что:

Энергия, особенно электричество и топливо для отопления, такое как природный газ или мазут, стоит дорого. Следовательно, сокращение энергопотребления может сэкономить деньги владельца здания. Напротив, вода и отходы недороги для отдельного владельца здания.
Энергия, особенно электроэнергия и топливо для отопления, имеет высокий углеродный след . Следовательно, сокращение энергопотребления - главный способ уменьшить углеродный след здания.
Существуют хорошо зарекомендовавшие себя средства для значительного сокращения энергопотребления и углеродного следа зданий. К ним относятся: добавление изоляции, использование тепловых насосов вместо печей, использование низкой излучательной способности, окна с тройным или четверным остеклением и установка солнечных батарей на крышу.
В некоторых странах существуют спонсируемые государством субсидии и налоговые льготы для установки тепловых насосов, солнечных панелей, окон с тройным или четверным остеклением и теплоизоляции, которые значительно снижают стоимость доступа к зданию с нулевым потреблением энергии для владельца здания.

Оптимизация здания с нулевым потреблением энергии с учетом воздействия на климат

Внедрение зданий с нулевым потреблением энергии делает здания более энергоэффективными и снижает уровень выбросов углерода, когда здание находится в эксплуатации; тем не менее, углерод, содержащийся в зданиях, по-прежнему вызывает сильное загрязнение . Воплощенный углерод - это углерод, выделяемый при изготовлении и транспортировке материалов здания и конструкции самой конструкции; на него приходится 11% глобальных выбросов парниковых газов и 28% выбросов строительного сектора в мире. Важность воплощенного углерода будет расти, поскольку на него будет приходиться большая часть выбросов углерода в зданиях. В некоторых более новых, энергоэффективных зданиях объем выбросов углерода увеличился до 47% от общего объема выбросов в течение всего срока службы здания. Сосредоточение внимания на воплощенном углероде является частью оптимизации строительства с учетом воздействия на климат, а нулевые выбросы углерода требуют несколько иных соображений, чем оптимизация только для повышения энергоэффективности.

Исследование 2019 года показало, что в период с 2020 по 2030 год сокращение авансовых выбросов углерода и переход на чистую или возобновляемую энергию более важны, чем повышение эффективности строительства, потому что «строительство высокоэффективной структуры может фактически производить больше парниковых газов, чем соответствующая базовым нормам, если углерод используются интенсивные материалы ". В исследовании говорится, что, поскольку «Кодексы чистой энергии с нулевым потреблением энергии не приведут к значительному сокращению выбросов со временем, лица, определяющие политику, и регулирующие органы должны стремиться к зданиям с истинным чистым нулевым выбросом углерода, а не к зданиям с чистым нулевым потреблением энергии».

Один из способов уменьшить количество воплощенного углерода - это использование в строительстве низкоуглеродистых материалов, таких как солома, дерево, линолеум или кедр. Для таких материалов, как бетон и сталь, существуют варианты сокращения выбросов в атмосферу, однако они вряд ли будут доступны в крупных масштабах в краткосрочной перспективе. В заключение, было определено, что оптимальная проектная точка для снижения выбросов парниковых газов оказалась для четырехэтажных многоквартирных домов из низкоуглеродистых материалов, таких как перечисленные выше, которые могут быть образцом для конструкций с низким уровнем выбросов углерода.

Определения

Несмотря на общее название «нулевая чистая энергия», существует несколько определений того, что этот термин означает на практике, с особыми различиями в использовании между Северной Америкой и Европой.

Нулевое потребление энергии на месте: В этом типе ZNE количество энергии, обеспечиваемой местными возобновляемыми источниками энергии, равно количеству энергии, используемой зданием. В Соединенных Штатах «здание с нулевым потреблением энергии» обычно относится к этому типу зданий.

Нулевое использование энергии из чистых источников: Этот ZNE генерирует такое же количество энергии, которое используется, включая энергию, используемую для передачи энергии в здание. Этот тип учитывает потери энергии при производстве и передаче электроэнергии . Эти ZNE должны вырабатывать больше электроэнергии, чем здания с нулевым чистым энергопотреблением.

Чистые нулевые выбросы энергии: За пределами США и Канады ZEB обычно определяется как здание с нулевыми чистыми выбросами энергии, также известное как здание с нулевым выбросом углерода (ZCB) или здание с нулевым выбросом (ZEB). Согласно этому определению выбросы углерода, возникающие в результате использования ископаемого топлива на территории или за ее пределами, уравновешиваются объемом производства возобновляемой энергии на месте . Другие определения включают не только выбросы углерода, производимые зданием в эксплуатации, но также выбросы, генерируемые при строительстве здания, и воплощенную в нем энергию . Другие спорят, следует ли включать в расчет выбросы углерода при поездках в здание и обратно. Недавняя работа в Новой Зеландии инициировала подход к включению энергии транспорта пользователей зданий в структуру зданий с нулевым потреблением энергии.

Чистая нулевая стоимость: В этом типе зданий затраты на покупку энергии уравновешиваются доходом от продажи электроэнергии в сеть электроэнергии, произведенной на месте. Такой статус зависит от того, как коммунальное предприятие кредитует чистую выработку электроэнергии и от структуры тарифов на коммунальные услуги, которую использует здание.

Чистое нулевое потребление энергии за пределами площадки: Здание может считаться ZEB, если 100% энергии, которую оно покупает, поступает из возобновляемых источников энергии, даже если энергия вырабатывается за пределами объекта.

Вне сетки: Off-на-сетки здание автономных ZEBs, которые не подключены к внеплощадочному полезной энергии объекту. Они требуют распределенной генерации возобновляемой энергии и возможности хранения энергии (когда солнце не светит, ветер не дует и т. Д.). Энергетический автономный дом - это концепция здания, в которой баланс собственного потребления и производства энергии может быть достигнут на почасовой или даже меньшей основе. Энергетические автаркические дома можно отключить от сети.

Здание Net Zero Energy: На основе научного анализа в рамках совместной исследовательской программы «На пути к солнечным зданиям с нулевым потреблением энергии» была создана методологическая основа, которая позволяет использовать различные определения в соответствии с политическими целями страны, конкретными (климатическими) условиями и, соответственно, сформулированными требованиями к условиям в помещениях: концептуальное понимание Net ZEB - это энергоэффективное, подключенное к сети здание, позволяющее вырабатывать энергию из возобновляемых источников для компенсации собственного спроса на энергию (см. рисунок 1

Рисунок 1: Концепция баланса Net ZEB: баланс взвешенного импорта энергии, соответственно спроса на энергию (ось x) и экспорта энергии (льготные кредиты), соответственно (на месте) выработки (ось y)

).
Выражение «Net» подчеркивает обмен энергией между зданием и энергетической инфраструктурой. Благодаря взаимодействию здания и сети Net ZEB становится активной частью инфраструктуры возобновляемых источников энергии. Такое подключение к энергосетям предотвращает сезонное накопление энергии и негабаритные локальные системы для производства энергии из возобновляемых источников, например, в энергетических автономных зданиях. Сходство обеих концепций - это путь двух действий: 1) сокращение спроса на энергию с помощью мер по повышению энергоэффективности и пассивного использования энергии; 2) генерировать энергию из возобновляемых источников. Тем не менее, Net ZEB поддерживает взаимодействие с сетью и планирует широко увеличить количество вызывающих соображений соображений по поводу повышения гибкости при смещении энергетических нагрузок и снижения пиковых нагрузок.
Положительный энергетический район: Распространяя некоторые принципы строительства зданий с нулевым потреблением энергии на уровень городского округа, районы с положительной энергией (PED) - это районы или другие городские районы, которые производят, по крайней мере, столько же энергии в год, сколько потребляют. Стимул к развитию целых районов с положительной энергетикой вместо отдельных зданий основан на возможности совместного использования ресурсов, эффективного управления энергосистемами во многих зданиях и достижения экономии за счет масштаба.

В рамках этой процедуры балансировки необходимо определить несколько аспектов и явный выбор:

Граница системы здания разделена на физическую границу, которая определяет, какие возобновляемые ресурсы учитываются (например, в занимаемой площади здания, на месте или даже за его пределами), соответственно, сколько зданий включено в баланс (одно здание, группа зданий) и граница баланса, которая определяет включенное использование энергии (например, отопление, охлаждение, вентиляция, горячая вода, освещение, бытовые приборы, информационные технологии, центральные службы, электромобили, воплощенная энергия и т. д.). Следует отметить, что варианты поставок возобновляемой энергии могут быть приоритетными (например, с точки зрения транспортировки или преобразования, доступности в течение всего срока службы здания или потенциала воспроизведения в будущем и т. Д.) И, следовательно, создать иерархию. Можно утверждать, что ресурсам в пределах территории здания или на территории следует отдавать приоритет перед вариантами снабжения за пределами площадки.
Система взвешивания преобразует физические единицы различных энергоносителей в единую метрику (объект / конечная энергия, включенные или не включенные возобновляемые части источника / первичной энергии, стоимость энергии, эквивалентные выбросы углерода и даже энергия или экологические кредиты) и позволяет их сравнение и компенсацию. между собой в едином балансе (например, экспортируемая фотоэлектрическая электроэнергия может компенсировать импортируемую биомассу). Находящиеся под политическим влиянием и, следовательно, возможно асимметричные или зависящие от времени коэффициенты преобразования / взвешивания, могут влиять на относительную стоимость энергоносителей и могут влиять на требуемую мощность производства энергии.
Период балансировки часто предполагается равным одному году (подходит для покрытия всех эксплуатационных энергопотреблений). Можно также рассмотреть более короткий период (ежемесячный или сезонный), а также баланс на протяжении всего жизненного цикла (включая воплощенную энергию, которая также может быть рассчитана на год и подсчитана в дополнение к эксплуатационному использованию энергии).

Рисунок 2: Концепция баланса Net ZEB: графическое представление различных типов баланса: баланс импорта / экспорта между взвешенной экспортируемой и доставленной энергией, баланс нагрузки / генерации между взвешенной генерацией и нагрузкой и ежемесячный чистый баланс между взвешенными ежемесячными чистыми значениями генерации и загрузить.

Энергетический баланс может быть выполнен в двух типах баланса: 1) Баланс поставленной / импортированной и экспортированной энергии (может быть включен этап мониторинга, поскольку самопотребление энергии, произведенной на месте); 2) Баланс между (взвешенным) спросом на энергию и (взвешенным) производством энергии (на этапе проектирования, поскольку временные модели потребления обычных конечных пользователей, например, для освещения, бытовой техники и т. Д., Отсутствуют). В качестве альтернативы можно представить баланс, основанный на ежемесячных чистых значениях, в котором только остатки за месяц суммируются до годового баланса. Это можно рассматривать либо как баланс нагрузки / генерации, либо как особый случай баланса импорта / экспорта, где предполагается «виртуальное ежемесячное самопотребление» (см. Рисунок 2 и сравните).
Помимо энергетического баланса, Net ZEB можно охарактеризовать своей способностью согласовывать нагрузку здания за счет выработки энергии (согласование нагрузки) или работать с пользой для нужд местной сетевой инфраструктуры (измельчение взаимодействия). Оба могут быть выражены подходящими индикаторами, которые предназначены только как инструменты оценки.

Дизайн и конструкция

Наиболее рентабельные шаги по снижению энергопотребления здания обычно происходят в процессе проектирования. Для достижения эффективного использования энергии проект с нулевым потреблением энергии значительно отличается от традиционной практики строительства. Успешные проектировщики зданий с нулевым потреблением энергии обычно сочетают в себе проверенные временем принципы пассивного солнечного или искусственного / поддельного кондиционирования, которые работают с местными активами. Солнечный свет и солнечное тепло, преобладающий ветерок и прохлада земли под зданием могут обеспечить дневное освещение и стабильную температуру в помещении с минимальными механическими средствами. ZEB обычно оптимизированы для использования пассивного притока солнечного тепла и затенения в сочетании с тепловой массой для стабилизации суточных колебаний температуры в течение дня, и в большинстве климатических условий имеют суперизолированные . Все технологии, необходимые для создания зданий с нулевым потреблением энергии, сегодня доступны в готовом виде .

Сложные инструменты трехмерного моделирования энергопотребления здания доступны для моделирования того, как здание будет работать с рядом проектных переменных, таких как ориентация здания (относительно дневного и сезонного положения солнца ), тип и расположение окон и дверей, глубина свеса и т. Д. тип и параметры изоляции элементов здания, герметичность ( атмосферостойкость ), эффективность отопления, охлаждения, освещения и другого оборудования, а также местный климат. Это моделирование помогает проектировщикам предсказать, как здание будет работать до его постройки, и позволяет им моделировать экономические и финансовые последствия анализа затрат и выгод строительства или, что еще более уместно, оценки жизненного цикла .

Здания с нулевым потреблением энергии построены со значительными энергосберегающими функциями. Нагрузка на отопление и охлаждение снижается за счет использования высокоэффективного оборудования (например, тепловых насосов, а не печей. Тепловые насосы примерно в четыре раза эффективнее печей), дополнительной теплоизоляции (особенно на чердаке и в подвале домов), высокой энергоэффективности. эффективные окна (например, низкий коэффициент излучения, окна с тройным остеклением), защита от сквозняков, высокоэффективная бытовая техника (особенно современные высокоэффективные холодильники), высокоэффективное светодиодное освещение, пассивное солнечное излучение зимой и пассивное затенение летом, естественная вентиляция , и другие техники. Эти особенности меняются в зависимости от климатических зон, в которых происходит строительство. Нагрузку на нагрев воды можно снизить за счет использования водосберегающих приспособлений, устройств рекуперации тепла на сточных водах, а также за счет использования солнечного нагрева воды и высокоэффективного водонагревательного оборудования. Кроме того, естественное освещение с окнами в крыше или solartubes может обеспечить 100% дневное освещение в доме. Ночное освещение обычно осуществляется с помощью люминесцентных и светодиодных ламп, которые потребляют 1/3 или меньше мощности, чем лампы накаливания, без добавления нежелательного тепла. А различные электрические нагрузки можно уменьшить, выбрав эффективные устройства и сведя к минимуму фантомные нагрузки или резервное питание . Другие методы достижения чистого нуля (в зависимости от климата) - это принципы строительства с защитой от земли, суперизоляционные стены с использованием конструкции из соломенных тюков , сборные строительные панели и элементы крыши, а также внешний ландшафтный дизайн для сезонного затенения.

Как только потребление энергии в здании будет сведено к минимуму, можно будет вырабатывать всю эту энергию на месте с помощью установленных на крыше солнечных панелей. См. Примеры домов с нулевым потреблением энергии здесь .

Здания с нулевым потреблением энергии часто проектируются таким образом, чтобы использовать энергию двойным образом, в том числе и бытовую технику . Например, с помощью холодильника выхлопных газов для нагрева воды для бытовых нужд, система вентиляции воздуха и слива душа теплообменники , офисные машины и компьютерных сервера, и тепло тела для обогрева здания. Эти здания используют тепловую энергию, которую обычные здания могут выбрасывать наружу. Они могут использовать тепловую вентиляцию восстановления , рециркуляции горячей воды тепла , комбинированного производства тепла и электроэнергии , а также поглощения холодильной машины единиц.

Сбор энергии

ZEB собирают доступную энергию для удовлетворения своих потребностей в электричестве, отоплении или охлаждении. Безусловно, наиболее распространенным способом сбора энергии является использование установленных на крыше солнечных фотоэлектрических панелей, которые превращают солнечный свет в электричество. Энергия также может быть получена с помощью солнечных тепловых коллекторов (которые используют солнечное тепло для нагрева воды для здания). Тепловые насосы также могут собирать тепло и охлаждение из воздуха (из воздуха) или земли рядом со зданием (из земли, также известной как геотермальная энергия). Технически тепловые насосы перемещают тепло, а не собирают его, но общий эффект с точки зрения снижения потребления энергии и уменьшения углеродного следа аналогичен. В случае индивидуальных домов могут использоваться различные технологии микрогенерации для обеспечения здания теплом и электричеством с использованием солнечных батарей или ветряных турбин для электричества, а также биотоплива или солнечных тепловых коллекторов, связанных с сезонным накопителем тепловой энергии (STES) для обогрева помещений. . STES также можно использовать для летнего охлаждения, храня холод зимы под землей. Чтобы справиться с колебаниями спроса, здания с нулевым потреблением энергии часто подключаются к электросети , экспортируют электроэнергию в сеть, когда есть избыток, и потребляют электроэнергию, когда вырабатывается недостаточно электроэнергии. Остальные здания могут быть полностью автономными .

Сбор энергии чаще всего более эффективен с точки зрения затрат и использования ресурсов, когда он осуществляется в местном, но комбинированном масштабе, например, в группе домов, кохаулинге , местном районе или деревне, а не в отдельном доме. Энергетическим преимуществом такого локального сбора энергии является фактическое устранение потерь при передаче и распределении электроэнергии . Сбор энергии на месте, например, с помощью солнечных панелей, установленных на крыше, полностью исключает эти потери при передаче. Сбор энергии в коммерческих и промышленных приложениях должен извлекать выгоду из топографии каждого местоположения. Тем не менее, место, где нет тени, может генерировать большое количество электроэнергии на солнечной энергии от крыши здания, и почти на любом участке можно использовать геотермальные или воздушные тепловые насосы. Производство товаров при чистом нулевом потреблении ископаемой энергии требует местоположения геотермальных , микрогидро , солнечных и ветровых ресурсов для поддержания этой концепции.

Районы с нулевым потреблением энергии, такие как разработка BedZED в Соединенном Королевстве , и районы , которые быстро распространяются в Калифорнии и Китае , могут использовать схемы распределенной генерации . В некоторых случаях это может включать в себя централизованное теплоснабжение , общественное охлаждение воды, общие ветряные турбины и т. Д. В настоящее время существуют планы использования технологий ZEB для строительства целых автономных городов или городов с чистым нулевым потреблением энергии.

Споры о «урожае энергии» и «энергосбережении»

Одна из ключевых областей дебатов при проектировании зданий с нулевым потреблением энергии - это баланс между энергосбережением и распределенным сбором возобновляемых источников энергии ( солнечная энергия , энергия ветра и тепловая энергия ). Большинство домов с нулевым потреблением энергии используют комбинацию этих стратегий.

В результате значительных государственных субсидий на фотоэлектрические солнечные электрические системы, ветряные турбины и т. Д. Есть те, кто полагает, что ZEB - это обычный дом с распределенными технологиями сбора возобновляемой энергии. Целые пристройки таких домов появились в местах, где субсидии на фотоэлектрические (PV) значительны, но многие так называемые «дома с нулевым потреблением энергии» все еще имеют счета за коммунальные услуги. Этот тип сбора энергии без дополнительного энергосбережения может быть нерентабельным при нынешних ценах на электроэнергию, вырабатываемую с помощью фотоэлектрического оборудования, в зависимости от местных цен на электроэнергию энергокомпании. Экономия затрат, энергии и выбросов углекислого газа за счет сохранения (например, дополнительной теплоизоляции, окон с тройным остеклением и тепловых насосов) по сравнению с экономией за счет производства энергии на месте (например, солнечных панелей) была опубликована для модернизации существующего дома. здесь .

С 1980-х годов проектирование зданий с использованием пассивных солнечных батарей и пассивных домов продемонстрировало снижение потребления тепловой энергии от 70% до 90% во многих местах без активного сбора энергии. Для новых построек и с помощью экспертного проектирования это может быть выполнено с небольшими дополнительными затратами на строительство материалов по сравнению с обычным зданием. Очень немногие отраслевые эксперты обладают навыками или опытом, чтобы в полной мере использовать преимущества пассивного дизайна. Такие пассивные солнечные конструкции намного более рентабельны, чем установка дорогих фотоэлектрических панелей на крыше обычного неэффективного здания. Несколько киловатт-часов фотоэлектрических панелей (стоимость эквивалента приблизительно US $ 2-3 долларов за годовой объем производства кВтча) могут только уменьшить внешние потребности в энергии на 15% до 30%. Для обычного кондиционера с высоким сезонным коэффициентом энергоэффективности 29 кВтч (100000 БТЕ) 14 требуется более 7 кВт фотоэлектрической электроэнергии во время работы, и этого недостаточно для автономной работы в ночное время. Пассивное охлаждение и передовые методы проектирования систем могут снизить требования к кондиционированию воздуха на 70–90%. Электроэнергия, вырабатываемая фотоэлектрическими батареями, становится более рентабельной, когда общий спрос на электроэнергию ниже.

Жильцов поведение

Энергия, используемая в здании, может сильно различаться в зависимости от поведения его обитателей. Принятие того, что считается удобным, сильно различается. Исследования идентичных домов показали резкие различия в использовании энергии в различных климатических условиях. Среднее общепринятое соотношение между наибольшим и наименьшим потребителями энергии в идентичных домах составляет около 3, при этом некоторые идентичные дома потребляют в 20 раз больше тепловой энергии, чем другие. Поведение жильцов может варьироваться от различий в настройке и программировании термостатов , различных уровней освещения и использования горячей воды, работы окон и систем затенения и количества различных электрических устройств или подключенных нагрузок .

Проблемы с коммунальными услугами

Коммунальные компании обычно несут юридическую ответственность за поддержание электрической инфраструктуры, обеспечивающей электроэнергией наши города, кварталы и отдельные здания. Коммунальные предприятия обычно владеют этой инфраструктурой вплоть до линии собственности отдельного участка, а в некоторых случаях также владеют электрической инфраструктурой на частной земле.

В США коммунальные предприятия выразили обеспокоенность тем, что использование Net Metering для проектов ZNE ставит под угрозу базовый доход коммунальных предприятий, что, в свою очередь, влияет на их способность поддерживать и обслуживать ту часть электрической сети, за которую они несут ответственность. Коммунальные предприятия выразили обеспокоенность тем, что государства, поддерживающие законы об измерении нетто, могут обременить дома, не принадлежащие ZNE, более высокими расходами на коммунальные услуги, поскольку эти домовладельцы будут нести ответственность за оплату обслуживания сети, в то время как владельцы домов ZNE теоретически ничего не будут платить, если они действительно получат статус ZNE. Это создает потенциальные проблемы справедливости, поскольку в настоящее время бремя, по всей видимости, ложится на домохозяйства с низкими доходами. Возможное решение этой проблемы - установить минимальную базовую плату для всех домов, подключенных к коммунальной сети, что вынудит владельцев домов ZNE платить за сетевые услуги независимо от их потребления электроэнергии.

Дополнительную озабоченность вызывает то, что местное распределение, а также более крупные передающие сети не были спроектированы для передачи электроэнергии в двух направлениях, что может быть необходимо, поскольку более высокие уровни распределенной генерации энергии вступают в строй. Преодоление этого барьера может потребовать обширной модернизации электросети, однако, по состоянию на 2010 год, это не считается серьезной проблемой до тех пор, пока возобновляемая генерация не достигнет гораздо более высокого уровня проникновения.

Усилия по развитию

Широкое признание технологии строительства зданий с нулевым потреблением энергии может потребовать дополнительных государственных стимулов или нормативов строительных норм, разработки признанных стандартов или значительного увеличения стоимости обычных источников энергии.

Фотоэлектрический кампус Google и 480-киловаттный фотоэлектрический кампус Microsoft полагались на субсидии и финансовые льготы Федерального правительства США и особенно Калифорнии. Калифорния в настоящее время предоставляет 3,2 миллиарда долларов США в виде субсидий на жилые и коммерческие здания с почти нулевым потреблением энергии. Подробную информацию о субсидиях на возобновляемые источники энергии в других штатах США (до 5 долларов США за ватт) можно найти в Базе данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности. Центр солнечной энергии Флориды представил слайд-презентацию о последних достижениях в этой области.

Всемирный деловой совет по устойчивому развитию выступил с важной инициативой по поддержке развития ZEB. Возглавляемая генеральным директором United Technologies и председателем Lafarge , организация пользуется как поддержкой крупных глобальных компаний, так и опытом для мобилизации корпоративного мира и государственной поддержки, чтобы сделать ZEB реальностью. Их первый отчет, опрос ключевых игроков в сфере недвижимости и строительства, показывает, что затраты на экологичное строительство завышены на 300 процентов. По оценкам респондентов опроса, выбросы парниковых газов зданиями составляют 19 процентов от общемирового показателя, тогда как фактическое значение составляет примерно 40 процентов.

Влиятельные здания с нулевым и низким энергопотреблением

Те, кто заказал строительство пассивных домов и домов с нулевым потреблением энергии (в течение последних трех десятилетий), были важны для итеративных, последовательных, передовых технологических инноваций. Многое было извлечено из многих значительных успехов и нескольких дорогостоящих неудач.

Концепция здания с нулевым потреблением энергии представляет собой прогрессивную эволюцию по сравнению с другими конструкциями зданий с низким энергопотреблением . Среди них канадские стандарты R-2000 и немецкие стандарты пассивного дома оказали международное влияние. Свою роль также сыграли совместные правительственные демонстрационные проекты, такие как суперизолированный дом в Саскачеване и задача 13 Международного энергетического агентства .

Определение здания с нулевым потреблением энергии

США Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) опубликовала отчет под названием Net-Zero Energy зданий: система классификации на основе возобновляемых источников энергии снабжения. Это первый отчет, в котором излагается система классификации полного спектра для зданий с нулевым показателем потребления энергии / возобновляемой энергии, которая включает полный спектр источников чистой энергии как на месте, так и за его пределами. Эта система классификации определяет следующие четыре основные категории зданий / площадок / кампусов с нулевым потреблением энергии:

NZEB: A - Площадь возрождения возобновляемых источников энергии Net Zero Energy Building
NZEB: B - объект возобновляемых источников энергии Net Zero Energy Building
NZEB: C - Импортное здание с нулевой нулевой энергией из возобновляемых источников энергии
NZEB: D - Внешнее приобретение возобновляемых источников энергии Net Zero Energy Building

Применение этой системы классификации Net Zero правительства США означает, что каждое здание может стать чистым нулевым при правильной комбинации ключевых технологий net zero - PV (солнечная энергия), GHP (геотермальное отопление и охлаждение, тепловые батареи), EE (энергоэффективность), иногда ветряные и электрические батареи. Графическое представление масштаба воздействия применения этих рекомендаций NREL для чистого нуля можно увидеть на графике в Net Zero Foundation под названием «Чистый нулевой эффект на общее потребление энергии в США», показывающем возможное сокращение общего использования ископаемого топлива в США на 39% за счет изменения Жилые и коммерческие здания в США до нуля, 37% экономии, если мы все еще будем использовать природный газ для приготовления пищи на том же уровне.

Пример чистой нулевой конверсии углерода

Многие известные университеты заявили о своем желании полностью перевести свои энергетические системы на ископаемое топливо. Благодаря постоянным разработкам в области фотоэлектрических и геотермальных технологий тепловых насосов , а также развитию области электрических батарей , полный переход на безуглеродное энергетическое решение становится проще. Крупномасштабная гидроэлектростанция существует еще до 1900 года. Примером такого проекта является предложение Net Zero Foundation в Массачусетском технологическом институте полностью отказаться от использования ископаемого топлива в этом кампусе. Это предложение показывает предстоящее применение технологий Net Zero Energy Buildings в масштабе District Energy .

Преимущества и недостатки

Преимущества

изоляция владельцев зданий от будущего роста цен на энергию
повышенный комфорт благодаря более равномерной внутренней температуре (это можно продемонстрировать с помощью сравнительных карт изотерм )
снижение совокупной стоимости владения за счет повышения энергоэффективности
снижение общей чистой месячной стоимости жизни
снижение риска потерь из-за отключения электросети
Повышение цен на электроэнергию в будущем для владельцев зданий от минимального до нулевого. Снижение требований в отношении жесткой экономии энергии и налогов на выбросы углерода.
повышенная надежность - фотогальванические системы имеют 25-летнюю гарантию и редко выходят из строя из-за погодных проблем - фотогальванические системы 1982 года в Энергетическом павильоне Walt Disney World EPCOT (Experimental Prototype Community of Tomorrow) все еще использовались до 2018 года, даже несмотря на три урагана. Их сняли в 2018 году при подготовке к новой поездке.
более высокая стоимость при перепродаже, поскольку потенциальные владельцы требуют больше ZEB, чем имеющееся предложение
стоимость здания ZEB по сравнению с аналогичным традиционным зданием должна увеличиваться каждый раз, когда увеличиваются затраты на электроэнергию.
способствовать получению большего блага для общества, например, обеспечение устойчивой возобновляемой энергии в сети, снижение потребности в расширении сети

Недостатки

первоначальные затраты могут быть выше - усилия, необходимые для понимания, применения и получения права на субсидии ZEB, если они существуют.
очень немногие дизайнеры или строители обладают необходимыми навыками или опытом для создания ZEB
возможное снижение будущих затрат энергокомпании на возобновляемые источники энергии может снизить стоимость капитала, инвестированного в энергоэффективность
Цена на новое оборудование для фотоэлектрических солнечных элементов падает примерно на 17% в год - Это снизит стоимость капитала, инвестированного в солнечную электрическую систему - Текущие субсидии могут быть постепенно отменены, поскольку массовое производство фотоэлектрических элементов снизит будущую цену
Задача возместить более высокие первоначальные затраты при перепродаже здания, но постепенно вводятся новые системы оценки энергопотребления.
в то время как отдельный дом может использовать в среднем чистую нулевую энергию в течение года, он может потреблять энергию в то время, когда возникает пиковая потребность в сети. В таком случае мощность сети должна обеспечивать электричеством все нагрузки. Следовательно, ZEB не может снизить риск потерь из-за отключения электросети.
без оптимизированной тепловой оболочки воплощенная энергия, энергия нагрева и охлаждения, а также использование ресурсов выше, чем необходимо. ZEB по определению не требует минимального уровня производительности отопления и охлаждения, что позволяет негабаритным системам возобновляемой энергии заполнить энергетический пробел.
Улавливание солнечной энергии с использованием оболочки дома работает только в местах, свободных от солнца. Улавливание солнечной энергии не может быть оптимизировано на севере (для северного полушария или на юге для южного полушария) в тени или в лесу.
ZEB не свободен от выбросов углерода, стекло обладает высоким содержанием энергии, а для производства требуется много углерода.

Строительство с нулевым потреблением энергии против зеленого строительства

Целью экологичного строительства и устойчивой архитектуры является более эффективное использование ресурсов и снижение негативного воздействия здания на окружающую среду. Здания с нулевым потреблением энергии достигают одной ключевой цели - экспортировать столько же возобновляемой энергии, сколько они потребляют в течение года; сокращение выбросов парниковых газов. Необходимо определить и установить цели ZEB, поскольку они критически важны для процесса проектирования. Здания с нулевым потреблением энергии могут или не могут считаться «зелеными» во всех областях, таких как сокращение отходов, использование переработанных строительных материалов и т. Д. Однако здания с нулевым потреблением энергии или с нулевым потреблением энергии имеют тенденцию оказывать гораздо меньшее воздействие на окружающую среду в течение всей жизни. площади здания по сравнению с другими «зелеными» зданиями, которые требуют импортируемой энергии и / или ископаемого топлива для жилья и удовлетворения потребностей жителей.

Оба термина, здания с нулевым потреблением энергии и зеленые здания, имеют сходства и различия. «Зеленые» здания часто ориентированы на производственную энергию и игнорируют воплощенный углеродный след от строительства. Согласно МГЭИК, воплощенный углерод будет составлять половину общих выбросов углерода в период с настоящего времени [2020] по 2050 год. С другой стороны, здания с нулевым потреблением энергии специально спроектированы для производства энергии из возобновляемых источников энергии в количестве, достаточном для удовлетворения собственных потребностей в потреблении. а зеленые здания можно в целом определить как здания, которые уменьшают негативное воздействие или положительно влияют на нашу природную среду [1-NEWUSDE]. Есть несколько факторов, которые необходимо учитывать, прежде чем здание будет определено как «зеленое». Строительство зеленого здания должно включать эффективное использование коммунальных услуг, таких как вода и энергия, использование возобновляемых источников энергии, использование методов рециркуляции и повторного использования для сокращения отходов, обеспечения надлежащего качества воздуха в помещении, использование этически полученных и нетоксичных материалов, использование конструкция, которая позволяет зданию адаптироваться к изменяющимся климатическим условиям окружающей среды, а также аспектам проектирования, строительства и эксплуатации, которые учитывают окружающую среду и качество жизни его жителей. Термин «зеленое строительство» также может использоваться для обозначения практики «зеленого» строительства, которая включает в себя ресурсоэффективность от его проектирования до строительства, производственных процессов и, в конечном итоге, до его демонтажа. Практика зеленого строительства немного отличается от зданий с нулевым потреблением энергии, поскольку в нем учитываются все воздействия на окружающую среду, такие как, например, использование материалов и загрязнение воды, тогда как объем зданий с нулевым потреблением энергии включает только потребление энергии зданиями и способность производить равное количество, или больше энергии из возобновляемых источников энергии.

Существует множество непредвиденных проблем проектирования и условий на площадке, необходимых для эффективного удовлетворения потребностей здания и его жителей в возобновляемых источниках энергии, поскольку большая часть этих технологий является новой. Дизайнеры должны применять целостные принципы проектирования и пользоваться преимуществами свободных природных ресурсов, таких как пассивная ориентация на солнце, естественная вентиляция, дневное освещение, тепловая масса и ночное охлаждение. Конструкторы и инженеры также должны экспериментировать с новыми материалами и технологическими достижениями, стремясь к более доступному и эффективному производству.

Здание с нулевым потреблением энергии против здания с нулевым отоплением

С достижениями в области остекления со сверхнизким коэффициентом теплопередачи предлагается здание с (почти) нулевым нагревом заменить здания с почти нулевым потреблением энергии в ЕС. Здание с нулевым нагревом уменьшает пассивную солнечную конструкцию и делает здание более открытым для традиционного архитектурного дизайна. Здание с нулевым нагревом устраняет необходимость в сезонном / зимнем запасе электроэнергии. Годовая удельная потребность в тепле для дома с нулевым отоплением не должна превышать 3 кВтч / м ² a. Здание с нулевым нагревом проще в проектировании и эксплуатации. Например: нет необходимости в модулированном затемнении от солнца.

Сертификация

Двумя наиболее распространенными сертификатами экологического строительства являются Passive House и LEED. Целью пассивного дома является повышение энергоэффективности и сокращение использования отопления / охлаждения до уровня ниже стандартного. Сертификация LEED является более всеобъемлющей в отношении использования энергии, здание получает баллы, поскольку оно демонстрирует устойчивые методы работы в различных категориях. Другая сертификация, определяющая здание как здание с нулевым потреблением энергии, существует в соответствии с требованиями программы Living Building Challenge (LBC), которая называется сертификатом Net Zero Energy Building (NZEB), предоставленным Международным институтом жизни в будущем (ILFI). Обозначение было разработано в ноябре 2011 года как сертификация NZEB, но затем было упрощено до сертификации зданий с нулевым потреблением энергии в 2017 году. Включенная в список сертификатов зеленого строительства, рейтинговая система BCA Green Mark позволяет оценивать здания по их характеристикам и влиянию. на окружающую среду

по всему миру

Международные инициативы

В ответ на глобальное потепление и увеличение выбросов парниковых газов страны по всему миру постепенно внедряют различные стратегии по борьбе с ZEB. В период с 2008 по 2013 год исследователи из Австралии, Австрии, Бельгии, Канады, Дании, Финляндии, Франции, Германии, Италии, Республики Корея, Новой Зеландии, Норвегии, Португалии, Сингапура, Испании, Швеции, Швейцарии, Великобритании и Великобритании. США вместе работали над совместной исследовательской программой под названием «На пути к солнечным зданиям с нулевым потреблением энергии». Программа была создана под эгидой Международного энергетического агентства (МЭА) Программы солнечного отопления и охлаждения (SHC), Задача 40 / Энергия в зданиях и сообществах (EBC, ранее ECBCS), Приложение 52 с целью гармонизации международных рамок определений относительно нулевого значения. и здания с очень низким энергопотреблением, разделив их на подзадачи. В 2015 году в рамках Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК) было подписано Парижское соглашение с целью удержать повышение глобальной температуры в 21 веке ниже 2 градусов Цельсия и ограничить повышение температуры до 1,5 градусов Цельсия путем ограничения выбросов парниковых газов. . Несмотря на отсутствие принудительного соблюдения, 197 стран подписали международный договор, который юридически связывает развитые страны посредством взаимного сотрудничества, где каждая сторона будет обновлять свои INDC каждые пять лет и ежегодно отчитываться перед КС . Благодаря преимуществам энергоэффективности и сокращения выбросов углерода, ZEB широко внедряются во многих разных странах в качестве решения энергетических и экологических проблем в инфраструктурном секторе.

Австралия

В Австралии исследователи недавно разработали новый подход к созданию визуально прозрачных окон для сбора солнечной энергии, подходящих для индустриализации и применения в зданиях с нулевым потреблением энергии. Промышленное производство нескольких партий прототипов солнечных окон началось в 2016 году.

До декабря 2017 года в штате Квинсленд более 30% домохозяйств имели солнечные фотоэлектрические (PV) системы на крыше. Средний размер австралийской солнечной фотоэлектрической системы на крыше превышает 3,5 кВт. В Брисбене домохозяйства с солнечной фотоэлектрической системой на крыше мощностью 6 кВт и приемлемым рейтингом энергопотребления, например 5 или 6 звезд в соответствии с Национальным рейтингом энергопотребления Австралии , могут достичь целевого значения чистой нулевой общей энергии или даже положительной энергии.

Бельгия

В Бельгии реализуется проект, цель которого - сделать бельгийский город Левен климатически нейтральным к 2030 году.

Бразилия

В Бразилии Постановлением № 42 от 24 февраля 2021 г. утверждена Нормативная инструкция Inmetro по классификации энергоэффективности коммерческих, служебных и общественных зданий (INI-C), которая улучшает технические требования к качеству для уровня энергоэффективности. коммерческих, служебных и общественных зданий (RTQ-C), определяя критерии и методы для классификации коммерческих, служебных и общественных зданий с точки зрения их энергоэффективности. В Приложении D представлены процедуры для определения потенциала местного производства возобновляемой энергии и условия оценки для зданий с почти нулевым потреблением энергии (NZEB) и зданий с положительным энергопотреблением (PEB).

Ямайка

Первое здание с нулевым потреблением энергии на Ямайке и в Карибском бассейне открылось в кампусе Мона Вест-Индского университета (UWI) в 2017 году. Здание площадью 2300 квадратных футов было спроектировано, чтобы вдохновить на создание более экологичных и энергоэффективных зданий в этом районе.

Япония

После землетрясения на Фукусиме в апреле 2011 года, за которым последовала ядерная катастрофа на Фукусима-дайити , Япония пережила серьезный энергетический кризис, который привел к осознанию важности энергосбережения.

В 2012 году Министерство экономики, торговли и промышленности , Министерство земли, инфраструктуры, транспорта и туризма и Министерство окружающей среды (Япония) подытожили дорожную карту для низкоуглеродного общества, в которой содержится цель ZEH и ZEB стать стандартом нового строительства. в 2020 году.

Корпорация Mitsubishi Electric приступила к строительству первого в Японии офисного здания с нулевым потреблением энергии, которое должно быть завершено в октябре 2020 года (по состоянию на сентябрь 2020 года). Испытательный центр SUSTIE ZEB расположен в Камакура, Япония, для разработки технологии ZEB. Благодаря нулевой сертификации предприятие планирует снизить потребление энергии на 103%.

Япония поставила перед собой цель, чтобы все новые дома были полностью нулевыми к 2030 году. Компания-разработчик «Sekisui House представила свой первый дом с нулевым потреблением энергии в 2013 году и теперь планирует строительство первого в Японии кондоминиума с нулевым потреблением энергии в городе Нагоя, это трехэтажный дом. здание с 12 ед. На крыше есть солнечные батареи и топливные элементы для каждого блока для обеспечения резервного питания.

Канада

Канадская ассоциация домостроителей - National наблюдает за сертификационной этикеткой Net Zero Homes, добровольной инициативой по маркировке, проводимой отраслью.
В декабре 2017 года Кодекс BC Energy Step вступил в законную силу в Британской Колумбии. Местные органы власти Британской Колумбии могут использовать стандарт, чтобы стимулировать или требовать такого уровня энергоэффективности в новом строительстве, который выходит за рамки требований базовых строительных норм и правил. Постановление разработано как техническая дорожная карта, чтобы помочь провинции достичь своей цели, заключающейся в том, что все новые здания будут к 2032 году достичь чистого нулевого уровня готовности к энергопотреблению.
В августе 2017 года правительство Канады выпустило Build Smart - Канадскую стратегию строительства зданий в качестве ключевого фактора Панканадской рамочной программы по экологически чистому росту и изменению климата, национальной климатической стратегии Канады. Стратегия Build Smart направлена на резкое повышение энергоэффективности канадских зданий при достижении уровня производительности с нулевым потреблением энергии.
В Канаде Net-Zero Energy Home Коалиция является отраслевой ассоциацией содействия нетто-нулевой энергия строительства дома и принятия около сетчатых нулевой энергии дома (nNZEH), NZEH Ready и стандарта NZEH.
Канадская ипотечная и жилищная корпорация является спонсор конкурса Равновесного устойчивого жилищного строительства , которое будет видеть завершение пятнадцати нулевой энергии и почти нулевой энергии демонстрационных проектов по всей стране , начиная с 2008 годом.
ЭКОТЕРРА Дом в Eastman, Квебек в Канаде первый почти чистый нулевая энергия корпус построен через конкурс CMHC Равновесного устойчивого жилищный . Дом спроектировал доц. Профессор д - р Маса Ногучи из Мельбурнского университета для Alouette домов и инженерных проф Андреас К. Athienitis из Университета Конкордии .
В 2014 году публичная библиотека здание в Варенн, QC , стал первым ZNE институциональное строительство в Канаде. Библиотека также имеет золотой сертификат LEED.
EcoPlusHome в Bathurst, Нью - Брансуик. Eco Plus Home является сборный тест дом , построенный Maple Leaf Дома и технологии от Bosch Термотехника .
Колледж Mohawk построит в Гамильтоне первое чистое здание Zero Building

Китай

С населением 1 439 323 776 человек Китай стал одним из ведущих мировых источников выбросов парниковых газов из-за продолжающейся быстрой урбанизации. Даже при растущем росте строительной инфраструктуры Китай долгое время считался страной, где общий спрос на энергию постоянно рос медленнее, чем валовой внутренний продукт (ВВП) Китая. С конца 1970-х годов Китай потребляет вдвое меньше энергии, чем в 1997 году, но из-за высокой плотности населения и быстрого роста инфраструктуры Китай стал вторым по величине потребителем энергии в мире и может стать ведущим поставщиком энергии. к выбросам парниковых газов в следующем столетии.

С 2010 года китайское правительство было движимо выпуском новой национальной политики по повышению стандартов проектирования ZEB, а также разработало ряд стимулов для расширения проектов ZEB в Китае. В ноябре 2015 года Министерство жилищного строительства и городского и сельского развития Китая (MOHURD) выпустило техническое руководство по пассивным и экологически чистым жилым зданиям с низким энергопотреблением. Это руководство было направлено на повышение энергоэффективности в инфраструктуре Китая, а также было первым в своем роде, официально выпущенным в качестве руководства по энергоэффективности. Кроме того, при быстром росте ZEB за последние три года ожидается, что к 2020 году в Китае будет построен приток ZEB наряду с существующими проектами ZEB, которые уже построены.

В ответ на Парижское соглашение 2015 года Китай заявил, что поставил цель сократить пиковые выбросы углерода примерно к 2030 году, а также стремится снизить выбросы углекислого газа на 60-65 процентов по сравнению с выбросами 2005 года на единицу ВВП. В 2020 году лидер Коммунистической партии Китая Си Цзиньпин выступил с заявлением в своем обращении к Генеральной Ассамблее ООН, в котором заявил, что к 2060 году Китай станет углеродно-нейтральным, продвигая реформы по борьбе с изменением климата. Поскольку более 95 процентов энергии Китая происходит из топливных источников, выделяющих углекислый газ, углеродная нейтральность в Китае потребует почти полного перехода на такие источники топлива, как солнечная энергия, ветер, гидроэнергетика или ядерная энергия. Для достижения углеродной нейтральности предложенная в Китае политика квот на энергию должна будет включать новый мониторинг и механизмы, обеспечивающие точные измерения энергетических характеристик зданий. В будущих исследованиях следует изучить различные возможные проблемы, которые могут возникнуть в связи с реализацией политики ZEB в Китае.

Энергетические проекты с нулевым уровнем потребления энергии в Китае

Одно из успешно построенных офисных зданий нового поколения с нулевым потреблением энергии - 71-этажная башня Жемчужной реки, расположенная в Гуанчжоу , Китай. Башня, спроектированная компанией Skidmore Owings Merrill LLP, была спроектирована с мыслью о том, что здание будет генерировать такое же количество энергии, которое используется на ежегодной основе, при этом соблюдая четыре шага к чистому нулевому энергопотреблению: сокращение , поглощение , рекультивация и выработка. В то время как первоначальные планы для башни Жемчужной реки включали микротурбины, работающие на природном газе, используемые для выработки электроэнергии, фотоэлектрические панели, интегрированные в застекленную крышу и затеняющие жалюзи, и тактическая конструкция здания в сочетании с выработкой электроэнергии VAWT были выбраны вместо этого из-за местных правил.

Дания

Центр стратегических исследований зданий с нулевым потреблением энергии был основан в 2009 году при университете Ольборга на грант Датского совета стратегических исследований (DSF), Программной комиссии по устойчивой энергетике и окружающей среде, а также в сотрудничестве с Техническим университетом Дании, Датским технологическим институтом. , Датская строительная ассоциация и некоторые частные компании. Целью центра является разработка интегрированных интеллектуальных технологий для зданий, обеспечивающих значительную экономию энергии и оптимальное использование возобновляемых источников энергии, для разработки концепций зданий с нулевым потреблением энергии. В сотрудничестве с промышленностью центр создаст необходимую основу для долгосрочного устойчивого развития в строительном секторе.

Германия

Технический университет Дармштадта занял первое место в международном конкурсе дизайна с нулевым энергопотреблением в 2007 году Solar Decathlon с дизайном пассивного дома ( пассивный дом ) + возобновляемые источники энергии, получив наивысшие оценки в конкурсах архитектуры, освещения и инженерии.
Институт систем солнечной энергии Фраунгофера ISE , Фрайбург-им-Брайсгау
Здания с нулевым потреблением энергии, энергоэффективностью или климатически нейтральными зданиями в электрических сетях следующего поколения

Индия

Первое в Индии здание с нулевым показателем чистоты - это Indira Paryavaran Bhawan , расположенное в Нью-Дели , открытое в 2014 году. Его особенности включают проектирование зданий с использованием пассивной солнечной энергии и другие экологичные технологии. Предлагаются высокоэффективные солнечные панели. Она охлаждает воздух из туалета выхлопа с использованием теплового колеса для того , чтобы уменьшить нагрузку на его холодильной системе. Он имеет много водосберегающих функций.

Иран

В 2011 году Payesh Energy House (PEH) или Khaneh Payesh Niroo в сотрудничестве с инженерной компанией Fajr-e-Toseah Consultant Engineering и Vancouver Green Homes Ltd] под управлением Payesh Energy Group (EPG) запустили первый пассивный дом Net-Zero в Иране. . Эта концепция делает проектирование и строительство PEH образцом и стандартизированным процессом для массового производства MAPSA.

Кроме того, примером нового поколения офисных зданий с нулевым потреблением энергии является 24-этажная башня OIIC Office Tower, строительство которой началось в 2011 году в качестве штаб-квартиры компании OIIC. Он использует как скромную энергоэффективность, так и большую распределенную генерацию возобновляемой энергии за счет солнечной и ветровой энергии. Он управляется компанией Rahgostar Naft в Тегеране, Иран . Башня получает экономическую поддержку за счет государственных субсидий, которые сейчас используются для финансирования многих значительных усилий по отказу от ископаемого топлива.

Ирландия

В 2005 году частная компания запустила первый в мире стандартизированный пассивный дом в Ирландии. Эта концепция делает проектирование и строительство пассивного дома стандартизированным процессом. Обычные методы строительства с низким энергопотреблением были усовершенствованы и смоделированы на основе PHPP (Пакет проектирования пассивного дома) для создания стандартизированного пассивного дома. Строительство вне строительной площадки позволяет использовать высокоточные методы и снижает вероятность ошибок при строительстве.

В 2009 году та же компания начала проект по использованию 23000 литров воды в сезонном резервуаре для хранения, нагреваемом откаченными солнечными трубками в течение года, с целью обеспечения дома достаточным количеством тепла в течение зимних месяцев, что устраняет необходимость в каких-либо дополнительных расходах. электрическое отопление, чтобы в доме было комфортно тепло. Система контролируется и документируется исследовательской группой из Ольстерского университета, а результаты будут включены в часть докторской диссертации.

В 2012 году Технологический институт Корка начал ремонтные работы в своем фонде 1974 года, чтобы разработать модернизацию здания с нулевым потреблением энергии. Образец проекта станет первым в Ирландии испытательным стендом с нулевым энергопотреблением, предлагающим оценку фактических характеристик здания после ввода в эксплуатацию по сравнению с проектными эталонами.

Малайзия

В октябре 2007 года Малайзийский энергетический центр (PTM) успешно завершил разработку и строительство здания PTM Zero Energy Office (ZEO). Здание было спроектировано как супер-энергоэффективное здание, потребляющее всего 286 кВтч / день. Ожидается, что комбинация возобновляемых источников энергии и фотоэлектрической энергии приведет к нулевому потреблению энергии от сети. В настоящее время местная группа по управлению энергопотреблением проводит тонкую настройку здания. Ожидается, что результаты будут опубликованы через год.

В 2016 году Управление устойчивого развития энергетики Малайзии (SEDA Malaysia) начало добровольную инициативу под названием «Программа содействия низкоуглеродному строительству». Цель состоит в том, чтобы поддержать текущую программу низкоуглеродных городов в Малайзии. В рамках программы в рамках нескольких демонстрационных проектов удалось снизить энергопотребление и выбросы углерода более чем на 50%, а в некоторых удалось сэкономить более 75%. Непрерывное совершенствование суперэнергоэффективных зданий со значительным внедрением возобновляемых источников энергии на местах позволило сделать некоторые из них почти нулевыми (nZEB), а также зданиями с нулевым энергопотреблением (NZEB). В марте 2018 года SEDA Malaysia запустила Программу содействия строительству с нулевым потреблением энергии.

В Малайзии также есть собственный инструмент экологичного строительства, специально предназначенный для низкоуглеродного строительства и строительства с нулевым потреблением энергии, под названием GreenPASS, который был разработан Советом по развитию строительной индустрии Малайзии (CIDB) в 2012 году и в настоящее время управляется и продвигается SEDA Malaysia. Официальный сертификат GreenPASS носит название «Строительный отраслевой стандарт (СНГ) 20: 2012».

Нидерланды

В сентябре 2006 года в Зейсте открылась голландская штаб-квартира Всемирного фонда дикой природы (WWF) . Это экологически чистое здание возвращает больше энергии, чем использует. Все материалы в здании были проверены на соответствие строгим требованиям WWF и архитектора.

Норвегия

В феврале 2009 года Исследовательский совет Норвегии поручил факультету архитектуры и изобразительного искусства Норвежского университета науки и технологий разместить Исследовательский центр зданий с нулевым уровнем выбросов (ZEB), который является одним из восьми новых национальных центров по охране окружающей среды. Энергетические исследования (FME). Основная цель FME-центров - способствовать развитию хороших технологий экологически чистой энергетики и повышать уровень норвежского опыта в этой области. Кроме того, они должны помочь в создании новой производственной деятельности и новых рабочих мест. В течение следующих восьми лет FME-Center ZEB будет разрабатывать конкурентоспособные продукты и решения для существующих и новых зданий, которые приведут к проникновению на рынок зданий с нулевым уровнем выбросов, связанных с их производством, эксплуатацией и сносом.

Сингапур

Сингапур представил выдающийся проект в Национальном университете Сингапура, который представляет собой здание с нулевым потреблением энергии. Здание, получившее название SDE4, расположено в группе из трех зданий Школы дизайна и окружающей среды (SDE). Дизайн здания получил сертификат Green Mark Platinum, поскольку он производит столько же энергии, сколько потребляет с помощью покрытой солнечными панелями крыши и гибридной системы охлаждения, а также многих интегрированных систем для достижения оптимальной энергоэффективности. Это было первое новое здание с нулевым потреблением энергии, которое было реализовано в Сингапуре, и первое здание с нулевым потреблением энергии в NUS. Первое модернизированное здание с нулевым потреблением энергии, которое будет построено в Сингапуре, было здание академии Управления строительства и строительства (BCA), созданное министром национального развития Мах Боу Таном на первой Сингапурской Неделе зеленого строительства 26 октября 2009 года. Сингапурская неделя зеленого строительства (SGBW) способствует устойчивому развитию и отмечает достижения успешно спроектированных экологически чистых зданий.

Швейцария

Швейцарский знак MINERGIE -A-Eco сертифицирует здания с нулевым потреблением энергии. Первое здание с таким названием, дом на одну семью, было построено в Мюлеберге в 2011 году.

Объединенные Арабские Эмираты

Объединенное Королевство

В декабре 2006 года правительство объявило, что к 2016 году все новые дома в Англии будут построены с нулевым потреблением энергии. Чтобы способствовать этому, планируется освобождение от уплаты гербового сбора на землю . В Уэльсе стандарт должен быть выполнен ранее в 2011 году, хотя более вероятно, что фактическая дата внедрения будет 2012 год. Однако в результате одностороннего изменения политики, опубликованного во время мартовского бюджета 2011 года. , в настоящее время планируется более ограниченная политика, которая, по оценкам, снизит только две трети выбросов в новом доме.

BedZED разработка
Жилищный проект Хокертона

В январе 2019 года Министерство жилищного строительства и местного самоуправления просто определило понятие «нулевое потребление энергии» как «просто соответствует действующим строительным стандартам», четко решив эту проблему.

Соединенные Штаты

Рисунок 3: Прототип офисного здания с нулевым выбросом Net Zero Court в Сент-Луисе, штат Миссури

В США исследования ZEB в настоящее время поддерживаются Программой строительства Америки Министерства энергетики США (DOE), включая отраслевые консорциумы и исследовательские организации в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), Флоридском центре солнечной энергии (FSEC), Национальная лаборатория Лоуренса Беркли (LBNL) и Национальная лаборатория Окриджа (ORNL). С 2008 по 2012 финансовый год Министерство энергетики планирует выделить 40 миллионов долларов четырем командам Building America: Building Science Corporation; IBACOS; Консорциум передовых жилых домов; и Исследовательский альянс строительной индустрии, а также консорциум академических лидеров и лидеров строительной индустрии. Эти средства будут использованы для строительства домов с нулевым потреблением энергии, которые потребляют на 50-70% меньше энергии, чем обычные дома.

Министерство энергетики также выделяет 4,1 миллиона долларов двум региональным центрам применения строительных технологий, которые ускорят внедрение новых и развивающихся энергоэффективных технологий. Два центра, расположенные в Университете Центральной Флориды и Университете штата Вашингтон , будут обслуживать 17 штатов, предоставляя информацию и обучение по коммерчески доступным энергоэффективным технологиям.

В соответствии с Законом США об энергетической независимости и безопасности 2007 года предусмотрено финансирование с 2008 по 2012 год новой программы исследований и разработок систем кондиционирования воздуха с использованием солнечных батарей , которая вскоре должна продемонстрировать многочисленные новые технологические инновации и экономию от масштаба массового производства .

В рамках Инициативы 2008 года Solar America были профинансированы исследования и разработки для будущего развития рентабельных домов с нулевым потреблением энергии на сумму 148 миллионов долларов в 2008 году.

Налоговые льготы для солнечной энергии были продлены до конца 2016 года.

Постановлением № 13514 президент США Барак Обама постановил, что к 2015 году 15% существующих федеральных зданий будут соответствовать новым стандартам энергоэффективности, а к 2030 году 100% всех новых федеральных зданий будут иметь нулевое потребление энергии .

Вызов дома без энергии

В 2007 году благотворительный фонд Siebel создал фонд Energy Free Home Foundation. Цель заключалась в том, чтобы предложить глобальные поощрительные призы в размере 20 миллионов долларов за проектирование и строительство дома с тремя спальнями и двумя ванными комнатами площадью 2000 квадратных футов (186 квадратных метров) с (1) нулевыми годовыми счетами за коммунальные услуги, которые также имеют (2) высокую рыночную привлекательность. и (3) стоит не больше, чем строительство обычного дома.

План включал в себя финансирование строительства десяти лучших домов по 250 000 долларов каждая, первый приз в размере 10 миллионов долларов, а затем в общей сложности 100 таких домов, которые будут построены и проданы населению.

Начиная с 2009 года Томас Зибель сделал множество презентаций о своем конкурсе Energy Free Home Challenge. В отчете Фонда Зибеля говорится, что программа Energy Free Home Challenge «стартовала в конце 2009 года».

Национальная лаборатория Лоуренса Беркли в Университете Калифорнии, Беркли участвовала в написании «возможности достижения Zero-Net-Energy, Zero-Net-Cost Дом» за $ 20 млн энергии Free Home Challenge.

В случае реализации программа Energy Free Home Challenge создала бы дополнительные стимулы для усовершенствованных технологий и просвещения потребителей о зданиях с нулевым потреблением энергии, которые стоят по той же цене, что и обычное жилье.

Солнечное десятиборье Департамента энергетики США

Департамент энергетики США Solar Decathlon является международная конкуренция , которая бросает вызов коллегиальных команд для проектирования, строительства и эксплуатации наиболее привлекательный, эффективный и энергосберегающую на солнечных батареях дом. Достижение нулевого баланса чистой энергии является одним из основных направлений конкуренции.

состояния

Аризона

Zero Energy House, разработанный Исследовательским центром NAHB и John Wesley Miller Companies , Тусон.

Калифорния

Штат Калифорния предложил, чтобы все новые мало- и среднеэтажные жилые дома и все новые коммерческие здания были спроектированы и построены в соответствии со стандартами ZNE начиная с 2020 и 2030 годов соответственно. Требования, если они будут реализованы, будут обнародованы в Строительном кодексе Калифорнии, который обновляется с трехлетним циклом и который в настоящее время устанавливает одни из самых высоких стандартов энергоэффективности в Соединенных Штатах. Ожидается, что к 2020 году в Калифорнии будут повышены требования к эффективности, что позволит избежать описанных выше тенденций строительства стандартного жилья и достижения ZNE за счет добавления большого количества возобновляемых источников энергии. Энергетическая комиссия Калифорнии обязана провести анализ затрат и выгод, чтобы доказать, что новые правила создают чистую выгоду для жителей штата.
West Village, расположенный в кампусе Калифорнийского университета в Дэвисе , штат Калифорния, был крупнейшим сообществом, запланированным ZNE в Северной Америке, на момент его открытия в 2014 году. Комплекс включает студенческое общежитие для примерно 1980 студентов Калифорнийского университета в Дэвисе, а также сдаваемый в аренду офис. пространство и общественные удобства, включая общественный центр, бассейн, тренажерный зал, ресторан и круглосуточный магазин. В настоящее время офисные помещения в комплексе сдаются в аренду по программам Университета, связанным с энергетикой и транспортом. Проект представлял собой государственно-частное партнерство между университетом и West Village Community Partnership LLC под руководством Carmel Partners из Сан-Франциско, частного разработчика, который заключил 60-летний договор аренды земли с университетом и отвечал за проектирование и строительство. , а также реализация проекта стоимостью 300 миллионов долларов, который должен стать жильем Дэвиса по рыночной цене. Это уникально, поскольку девелопер разработал проект для достижения ZNE без дополнительных затрат для себя или жителей. Разработанный и смоделированный для достижения ZNE, проект использует смесь пассивных элементов (свесы крыши, хорошо изолированные стены, лучистые тепловые барьеры, воздуховоды в изолированных помещениях и т. Д.), А также активные подходы (датчики присутствия на свете, высокоэффективные бытовая техника и освещение и др.). Этот проект, разработанный для того, чтобы на 50% превзойти энергетические нормы штата Калифорния 2008 г., закон о выработке 87% энергии, потребленной в течение первого года работы. Недостаток статуса ZNE объясняется несколькими факторами, включая неправильно функционирующие водонагреватели с тепловым насосом, которые с тех пор были устранены. Поведение жителей значительно отличается от ожидаемого: все студенты используют больше энергии на душу населения, чем типичные жители частных домов в этом районе. Одним из основных факторов, способствующих увеличению потребления энергии, по-видимому, является увеличение различных электрических нагрузок (MEL или розеток) в виде мини-холодильников, фонарей, компьютеров, игровых консолей, телевизоров и другого электронного оборудования. Университет продолжает работать с разработчиком, чтобы определить стратегии для достижения статуса ZNE. Эти подходы включают стимулирование поведения жильцов и увеличение мощности возобновляемой энергии на объекте, которая представляет собой фотоэлектрическую батарею мощностью 4 МВт согласно первоначальному проекту. На территории West Village также находится Honda Smart Home US, односемейный дом за пределами ZNE, который включает в себя передовые технологии в области управления энергопотреблением, освещения, строительства и эффективного использования воды .
Проектный центр IDeAs Z2 - это проект модернизации с нулевым энергопотреблением и нулевым выбросом углерода, который осуществляется с 2007 года. Он потребляет менее четверти энергии, чем типичный офис в США, за счет применения таких стратегий, как дневное освещение, лучистое отопление / охлаждение с помощью теплового насоса из грунтовых источников. освещение и вычислительная техника с высокими энергетическими характеристиками. Оставшаяся потребность в энергии удовлетворяется за счет возобновляемых источников энергии за счет встроенной в здание фотоэлектрической батареи. В 2009 году владелец и арендатор здания Integrated Design Associates (IDeAs) зафиксировали фактическую измеренную интенсивность использования энергии в размере 21,17 тысячи британских тепловых единиц на квадратный фут (66,8 кВтч / м ² ) в год, с 21,72 тысячи британских тепловых единиц на квадратный фут (68,5 кВтч). / м ² ) в год, что составляет -0,55 тысячи британских тепловых единиц на квадратный фут (-1,7 кВтч / м ² ) в год. Здание также является углеродно-нейтральным, без подключения к газу и с компенсацией выбросов углерода, закупленной для покрытия воплощенного углерода строительных материалов, используемых при ремонте.
Zero Net Energy Center, открытие которого запланировано на 2013 год в Сан-Леандро , станет центром обучения электриков площадью 46 000 квадратных футов, созданным Международным братством электриков, местным отделением 595 и северо-калифорнийским отделением Национальной ассоциации электрических подрядчиков . Обучение будет включать энергоэффективные методы строительства.
Green Idea House - это полностью модернизированный дом с нулевым потреблением энергии и выбросом углерода в Хермоса-Бич.
Администрация средней школы Джорджа Лейва, занятая с осени 2011 года, представляет собой здание с нулевым потреблением энергии и нулевым выбросом углерода, площадью чуть более 9000 квадратных футов. Благодаря дневному освещению, HVAC с переменным потоком хладагента и вытеснительной вентиляции, он предназначен для использования половины энергии обычного школьного здания в Калифорнии и, благодаря встроенной в здание солнечной батарее, обеспечивает 108% энергии, необходимой для компенсации его годовой электроэнергии. использовать. Избыток помогает запитать оставшуюся часть кампуса средней школы. Это первое здание NZE K – 12 в Калифорнии, финансируемое государством.
Библиотека Стивенса в школах Sacred Heart Schools в Калифорнии - первая библиотека с нулевым уровнем чистой энергии в Соединенных Штатах, получившая статус здания с нулевым энергопотреблением от Международного института жизни будущего в рамках пилотного проекта PG&E Zero Net Energy.
Здание городского обслуживания Санта-Моники - одно из первых общественных / муниципальных зданий с нулевым потреблением энергии и водой с нулевым расходом воды в Калифорнии. Завершенное в 2020 году пристройка площадью 50 000 квадратных футов к историческому зданию мэрии Санта-Моники была спроектирована для обеспечения собственной энергии и воды, а также для минимизации энергопотребления за счет эффективных строительных систем.

Колорадо

В доме Мура достигается нулевое потребление энергии за счет пассивной солнечной конструкции, «настроенных» теплоотражающих окон, суперизолированной и герметичной конструкции, естественного дневного света, солнечных тепловых панелей для горячего водоснабжения и отопления помещений, фотоэлектрической (PV) системы, которая генерирует больше безуглеродной электроэнергии, чем требуется в доме, и вентилятор с рекуперацией энергии (ERV) для подачи свежего воздуха. Стратегии «зеленого» строительства, используемые в доме Мура, принесли ему оценку –3 по проверенной системе оценки энергопотребления дома (HERS).
Центр поддержки исследований NREL в Голдене - это офисное здание класса А. Его функции повышения энергоэффективности включают в себя: бетонную конструкцию для аккумулирования тепла, солнечные коллекторы, излучающие трубопроводы длиной 70 миль, высокоэффективное офисное оборудование и энергоэффективный центр обработки данных, который снижает потребление энергии центром обработки данных на 50% по сравнению с традиционными подходами.
Федеральное здание Уэйна Аспиналла в Гранд-Джанкшене, первоначально построенное в 1918 году, стало первым зданием с нулевым энергопотреблением, внесенным в Национальный реестр исторических мест. Производство возобновляемой энергии на месте предназначено для производства 100% энергии здания в течение года с использованием следующих функций энергоэффективности: переменный поток хладагента для системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, геообменная система, расширенные средства измерения и управления зданием, высокоэффективные системы освещения. , термически усиленная оболочка здания, внутренняя оконная система (для сохранения исторических окон) и усовершенствованные удлинители (APS) с индивидуальными датчиками присутствия.
Библиотека Тутта в Колорадском колледже была отремонтирована в 2017 году и стала самой большой академической библиотекой ZNE. Он получил награду за инновации от Национальной ассоциации бизнес-руководителей колледжей и университетов.

Флорида

Параллельный демонстрационный проект Центра солнечной энергии Флориды в Лейкленде в 1999 г. назывался «Дом с нулевой энергией». Это была работа университета первого поколения, которая существенно повлияла на создание Министерством энергетики, энергоэффективности и возобновляемых источников энергии программы Zero Energy Home.

Иллинойс

Магазин Walgreens, расположенный на 741 Chicago Ave, Evanston, является первым из магазинов компании, который будет построен или преобразован в здание с нулевым потреблением энергии. Это первые магазины розничной торговли с нулевым потреблением энергии, которые будут построены, и в ближайшем будущем они откроют путь к обновлению и строительству магазинов с нулевым потреблением энергии. Магазин Walgreens включает в себя следующие функции энергоэффективности: систему геообмена, энергоэффективные строительные материалы, светодиодное освещение и сбор дневного света, а также хладагент на основе двуокиси углерода.
Здание электротехнической и компьютерной инженерии в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн, построенное в 2014 году, является абсолютно нулевым зданием.

Айова

Центр устойчивого развития MUM был разработан, чтобы превзойти квалификацию LEED Platinum . Университет управления Махариши (MUM) в Фэрфилде, штат Айова, основанный Махариши Махеш Йоги (наиболее известный тем, что принес трансцендентальную медитацию на Запад), включает в себя принципы биологии Бау (немецкая система, направленная на создание здоровой внутренней среды), а также а также ведическая архитектура Махариши (индийская система архитектуры, ориентированная на точную ориентацию, пропорции и размещение комнат). Это здание - одно из немногих в стране, которое квалифицируется как чистый ноль, и одно из еще меньшего числа, которое может претендовать на звание положительного элемента сети благодаря своей солнечной энергетической системе. Система сбора дождевой воды и естественная очистка сточных вод на месте также отключают здание (канализацию) от сети в отношении очистки воды и отходов. Дополнительные экологические особенности включают естественное дневное освещение в каждой комнате, стены из натуральных и дышащих земляных блоков (сделанные студентами программы), очищенная дождевая вода для питьевых и непитьевых целей; и система очистки и рециркуляции воды, состоящая из растений, водорослей и бактерий.

Кентукки

Начальная школа Ричардсвилля, входящая в состав школьного округа округа Уоррен на юге центральной части штата Кентукки, является первой энергетической школой Net Zero в Соединенных Штатах. Чтобы достичь Net Zero, инженеры-консультанты CMTA и Sherman Carter Barnhart Architects использовали инновационные стратегии снижения энергопотребления, включая специальные системы наружного воздуха (DOAS) с динамическим сбросом, новые ИТ-системы, альтернативные методы приготовления обедов и использование солнечной фотоэлектрической энергии. В проекте есть эффективная тепловая оболочка, построенная из изолированной бетонной опалубки (ICF) стен, тепловые насосы с геотермальной водой, устройства с низким расходом, а также широкое дневное освещение. Это также первая действительно беспроводная школа в Кентукки.
Центр AgriScience Trace, сельскохозяйственная профессиональная школа, обслуживающая государственные школы округа Фейет и прилегающие районы, представляет собой академическое здание Net Zero, спроектированное инженерами-консультантами CMTA и спроектированное архитекторами Tate Hill Jacobs Architects. На объекте, расположенном в Лексингтоне, штат Кентукки, также есть оранжерея, манеж для верховой езды с стойлами и сарай. Для достижения чистого нуля в учебном корпусе в проекте используются воздухонепроницаемая оболочка, расширенные уставки температуры в помещениях в определенных областях для более точного моделирования реальных условий, солнечная тепловая система и тепловые насосы источника геотермальной воды. Школа еще больше снизила воздействие на территорию за счет минимизации городского водопотребления за счет использования двойной системы, состоящей из стандартной системы промывных полей и построенной системы водно-болотных угодий, а также использования проницаемых поверхностей для сбора, отвода и использования дождевой воды для орошения сельскохозяйственных культур и поения животных. .

Массачусетс

Правительство Кембриджа приняло план по «чистому нулевому» выбросу углерода всеми зданиями города к 2040 году.
Центр транзитных перевозок Джона У. Олвера , спроектированный Charles Rose Architects Inc , является интермодальным транзитным узлом в Гринфилде , штат Массачусетс. Построенный на средства американского Закона о восстановлении и реинвестировании , объект был построен с использованием солнечных панелей, геотермальных скважин, медных тепловых экранов и других энергоэффективных технологий.

Мичиган

The Mission Zero House - это 110-летний дом в Анн-Арборе для ведущего Greenovation.TV и автора экологического доклада Мэтью Грокоффа . По состоянию на 2011 год этот дом является самым старым домом в Америке, в котором нет энергии. Владельцы освещают свой проект на Greenovation.TV и Environment Report на общественном радио.
Проект Vineyard - это дом с нулевым потреблением энергии (ZEH) благодаря пассивной солнечной конструкции, 3,3 кВт фотоэлектрической энергии, солнечной горячей воды и геотермального отопления и охлаждения. Дом предварительно подключен для будущей ветряной турбины и потребляет только 600 кВтч энергии в месяц, в то время как минимум 20 кВтч электроэнергии в день с многодневным подсчетом нетто в обратном порядке. В проекте также использовалась изоляция ICF по всему дому, и он был сертифицирован как Platinum в соответствии с сертификатом LEED for Homes. Этот проект был удостоен награды журнала Green Builder «Дом года» в 2009 году.
Центр устойчивого будущего Ленави, новый кампус для школьного округа Ленави, служит живой лабораторией для будущего сельского хозяйства. Это первое образовательное здание Net Zero в Мичигане, спроектированное инженерами-консультантами CMTA и спроектированное The Collaborative, Inc. Проект включает в себя солнечные батареи на земле, а также крышу, геотермальную систему отопления и охлаждения, солнечные трубки, проницаемый тротуар. и тротуары, зеленая крыша из очитка и конструкция свеса для регулирования температуры в здании.

Миссури

В 2010 году архитектурная фирма HOK вместе с консультантом по энергетике и дневному освещению Weidt Group разработала прототип офисного здания класса A с нулевым выбросом углерода в 170 735 квадратных футов (15 861,8 м ² ) в Сент-Луисе , штат Миссури. Команда записала свой процесс и результаты на Netzerocourt.com.

Нью-Джерси

Проект 31 кожевенного завода , расположенный в Бранчбурге, штат Нью-Джерси, служит корпоративной штаб-квартирой для Ferreira Construction, Ferreira Group и Noveda Technologies . 42000 квадратных футов (3,900 м ² офиса и магазин здание) было построено в 2006 году и является первым зданием в штате Нью - Джерси , чтобы встретить Нью - Джерси Распоряжение 54. Здание является также первым Net Нулевого Electric Commercial Building в Соединенные Штаты.

Нью-Йорк

Green Acres, первая в Америке энергетическая компания с истинным нулевым потреблением энергии, расположена в Нью-Палтце, примерно в 80 милях (130 км) к северу от Нью-Йорка. Летом 2008 года компания Greenhill Contracting начала строительство 25 домов на одну семью по проекту BOLDER Architecture. После полного года использования, с марта 2009 года по март 2010 года, солнечные панели первого жилого дома в Green Acres произвели на 1490 кВтч больше энергии, чем потреблял дом. Во втором жилом доме также было достигнуто нулевое потребление энергии. По состоянию на июнь 2011 года построено, куплено и заселено 5 домов, 2 находятся в стадии строительства, еще несколько домов в стадии планирования. Дома построены из изолированной бетонной опалубки со стропилами, изолированными распыляемой пеной, и окнами с тройными створками, обогреваемыми и охлаждаемыми геотермальной системой , что позволяет создавать чрезвычайно энергоэффективные и долговечные здания. Теплоутилизатор обеспечивает постоянный свежий воздух и с низким или нулевым VOC (летучих органических соединений) материалов, эти дома очень здорово жить. Насколько нам известно, Green Acres является первым развитие нескольких зданий, жилых или коммерческий, который обеспечивает истинное нулевое потребление энергии в Соединенных Штатах, и первый проект строительства домов на одну семью с нулевым чистым энергопотреблением в мире.
Компания Greenhill Contracting построила два роскошных дома с нулевым потреблением энергии в Эсопусе, завершенных в 2008 году. Один дом стал первым домом с нулевым потреблением энергии, получившим рейтинг Energy Star на северо-востоке, и первым зарегистрированным домом с нулевым потреблением энергии на сайте Builder's Министерства энергетики США. Веб-сайт конкурса. Эти дома были образцом для Green Acres и других домов с нулевым потреблением энергии, построенных Greenhill Contracting, с точки зрения методов и материалов.
Штаб-квартира Hudson Solar, дочернего предприятия Hudson Valley Clean Energy, Inc., расположенная в Райнбеке и завершенная в 2007 году, была определена NESEA (Северо-восточная ассоциация устойчивой энергетики) как первое испытанное коммерческое здание с нулевым потреблением энергии в Нью-Йорке. Штат Йорк и десять северо-восточных штатов США (октябрь 2008 г.). Здание потребляет меньше энергии, чем производит, используя солнечную электрическую систему для выработки энергии от солнца, геотермальное отопление и охлаждение, а также солнечные тепловые коллекторы для нагрева всей своей горячей воды.

Оклахома

Первый проект дома с нулевым потреблением энергии площадью 5 000 квадратных футов (460 м ² ) был построен в 1979 году при поддержке нового Министерства энергетики США при президенте Картере . Он в значительной степени полагался на пассивную солнечную конструкцию здания для отопления помещений, нагрева воды и охлаждения помещений. Он эффективно нагревается и охлаждается в климате, где максимальная летняя температура составляла 110 градусов по Фаренгейту, а низкая зимняя температура составляла -10 F. В нем не использовались активные солнечные системы. Это дом с двойной оболочкой, в котором используется конструкция потока воздуха с естественной конвекцией с гравитационной подачей для циркуляции пассивного солнечного тепла от 1000 квадратных футов (93 м ² ) стекла, выходящего на юг, в теплице через термобуферную зону зимой. Бассейн в теплице служил термальной массой для хранения тепла зимой. Летом воздух из двух 24-дюймовых (610 мм) подземных подземных труб длиной 100 футов (30 м) используется для охлаждения буферной зоны и отвода тепла через вентиляционные отверстия на крыше наружной оболочки на 7200 кубических футов в минуту.

Орегон

Сертификат Net Zero Energy Building был запущен в 2011 году и получил признание во всем мире. Первый проект, Painters Hall, представляет собой общественный центр Pringle Creek, кафе, офис, художественную галерею и место проведения мероприятий. Изначально построенный в 1930-х годах, Painters Hall был отремонтирован в соответствии со стандартами строительства зданий LEED Platinum Net Zero в 2010 году, что продемонстрировало потенциал преобразования существующего фонда зданий в высокопроизводительные и экологически безопасные строительные площадки. Painters Hall предлагает простые и недорогие решения по снижению потребления энергии, такие как естественное дневное освещение и пассивное охлаждение, которые позволяют сэкономить деньги и повысить комфорт. Районный геотермальный контур из грунта обслуживает GSHP здания для высокоэффективного отопления и кондиционирования воздуха. Избыточная выработка от солнечной батареи на крыше мощностью 20,2 кВт компенсирует перекачку для гео-петлевой системы квартала. Открытый для публики, Painters Hall - это центр собраний друзей, соседей и посетителей в самом сердце района, спроектированного вокруг природы и сообщества.

Пенсильвания

Центр экологичных ландшафтов Фиппса в Питтсбурге был спроектирован как одно из самых зеленых зданий в мире. В феврале 2014 года компания получила сертификат Net Zero Energy Building Challenge от Living Building Challenge, и в настоящее время проводится полная сертификация. Центр Phipps использует технологии энергосбережения, такие как солнечные коллекторы горячей воды, датчики углекислого газа и дневное освещение, а также технологии возобновляемых источников энергии, позволяющие достичь статуса Net Zero Energy.
Центр приема гостей Ломбардо в университете Миллерсвилля стал первым зданием в штате, получившим сертификат нулевого потребления энергии. Это был самый большой шаг в достижении цели Университета Миллерсвилля к 2040 году по достижению углеродно-нейтрального баланса. По данным Международного института живого будущего, Центр приветствия Ломбардо является одним из самых эффективных зданий по всей стране, вырабатывая на 75% больше энергии, чем используется в настоящее время. .

Род-Айленд

В Ньюпорте школа MET School Пола В. Кроули в Ист-Бэй - первый проект Net Zero, который будет построен в Род-Айленде. Это здание площадью 17 000 кв. Футов, в котором находятся восемь больших классных комнат, семь ванных комнат и кухня. В нем будут фотоэлектрические панели для снабжения здания всем необходимым электричеством и геотермальная скважина, которая будет источником тепла.

Рисунок 4: Строительство лаборатории нулевого потребления энергии в кампусе ЕНТ в Дентоне, штат Техас

Теннесси

civitas, спроектированный архиманией , Мемфис, Теннесси. civitas - это строящийся дом на берегу реки Миссисипи. Он направлен на решение культурных, климатических и экономических проблем. Этот дом станет прецедентом для высокотехнологичного дизайна в Юго-Востоке.

Техас

Университет Северного Техаса (UNT) строил исследовательскую лабораторию нулевой энергии в своем исследовательском кампусе площадью 300 акров, Discovery Park, в Дентоне, штат Техас. Финансирование проекта составляет более 1 150 000 долларов США, и в первую очередь он будет полезен студентам, специализирующимся в области машиностроения и энергетики (UNT стал первым университетом, предлагающим степени в области машиностроения и энергетики в 2006 году). Это здание площадью 1200 квадратных футов в настоящее время проходит церемонию перерезания ленточки для лаборатории нулевой энергии Университета Северного Техаса 20 апреля 2012 года.
Библиотека Западного Ирвинга в Ирвинге, штат Техас, в 2011 году стала первой библиотекой в Техасе, полностью работающей от солнечной энергии. С тех пор он произвел излишки. Имеет золотой сертификат LEED.

Вермонт

Putney школа была открыта «Чистый нулевой дом поля на 10 октября 2009 г. При использовании в течение года, по состоянию на декабрь 2010 года, дом поля используется 48,374 кВт и произвел в общей сложности 51,371 кВт - ч в течение первых 12 месяцев работы, таким образом, производительность немного выше, чем чистый ноль. Также в декабре здание было удостоено награды AIA-Vermont Honor Award.
Дом Шарлотты Вермонт, спроектированный Pill-Maharam Architects, представляет собой проверенный дом с нулевым потреблением энергии, завершенный в 2007 году. В 2009 году проект получил награду Northeast Sustainable Energy Association в номинации Net Zero Energy.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

Ниссон, Дж. Д. Нед; и Гаутам Датт, «Суперизолированная домашняя книга», John Wiley & Sons , 1985, ISBN 978-0-471-88734-8 , ISBN 978-0-471-81343-9 .
Маркварт, Томас; Редактор журнала «Солнечное электричество» Джон Вили и сыновья; 2-е издание, 2000 г., ISBN 978-0-471-98853-3 .
Кларк, Джозеф; «Энергетическое моделирование в проектировании зданий», второе издание Баттерворта-Хайнеманна ; 2-е издание, 2001 г., ISBN 978-0-7506-5082-3 .
Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, отчет о заседании ZEB 2000 г.
Ногучи, Маса, ред., "В поисках решений для жилищного строительства с нулевым выбросом углерода", Open House International, Том 33, № 3, 2008 г., Open House International
Восс, Карстен; Мусалл, Эйке: «Здания с нулевым потреблением энергии - Международные проекты углеродной нейтральности в зданиях», Мюнхен , 2011 г., ISBN 978-3-920034-80-5 .

внешние ссылки

Проект домов Net Zero Energy в Австралии

Languages

In other projects