Введение
Вторая глава: Общие подходы к повышению энерго эффективности в зданиях 18
2.1. Общие пассивные стратегии дизайна
2.1.1. Типология / Форма
2.1.2. Ориентация
2.1.3. Затенение
2.1.4. Тепловая масса
2.1.5. Природная Вентиляция
2.1.6. Ночная вентиляция
2.1.7. Испарительное охлаждение
2.1.8. Изоляция стен
2.1.9. Изоляция крыши
2.2. Европейский пассивный дом
2.2.1. Испанский пассивный дом
2.2.2. Португальский пассивный дом
2.3. Зеленые здания
2.4. Биоклиматический дизайн
2.5. Пример из отечественной практики 40
2.6. Европейский опыт в повышении энергоэффективности зданий...46.
2.7. Пример реализации использования Unity 3D для оптимизации
энергоэффективное™ зданий и сооружений, на примере здания торгового центра Quattro Towers в городе Эрбиль, Иракский Курд
Третья глава. Архитектура энергоэффективных зданий в условиях жаркого и сухого климата 62
Энергоэффективные методы проектирования в условиях жаркого и сухого климата 62
3.1. Сведение к минимуму использования солнечной энергии 63
3.2. Снижение проводящего потока тепла
3.3. Вентиляция как способ охлаждения помещений 68
3.4. Охлаждение с помощью почвы 72
3.5. Содействие лучевого охлаждения 75
3.6. Содействие испарения 77
Выводы 78
Список литературы 79
Современные дома потребляют огромное количество энергии. Дом должен быть отапливаемым в холодное время года и кондиционированным в теплое время, а также быть освещен изнутри и снаружи. Мы используем электроприборы, которые позволяют нам готовить быстрее, смотреть телевизор, слушать музыку и исследовать мир с помощью компьютера, В докладе, опубликованном в 2007 году показано, что дома являются крупнейшим потребителем энергии во всем мире, которые потребляет 25% от глобальной потребности.
Есть два основных источника энергии для здания:
]. электричество для подачи питания на свет, для кондиционера и техники, а также подогрев многих домов; 2. ископаемое топливо {нефть или природный газ), который часто используются в домах для удовлетворения или обеспечения целей отопления и горячей воды. Кроме того, во многих местах п о всему миру, энергия используется для выработки электроэнергии из ископаемого топлива, например, угля. По этой причине дома потребляют большое количество энергии ископаемого топлива.
Как мы знаем, эти типы топлива излучают углекислый газ (ССЬ) и другие парниковые газы в атмосферу. Здания, а в частности жилые дома, в значительной степени вносят свой вклад в загрязнение окружающей среды и глобальное потепление. В США, жилые и коммерческие здания отвечают за 48% выбросов парниковых газов. Во всем мире здания потребляют меньше энергии, но и он и выделяют почти до 30% парниковых газов.
Так как же мы можем сделать дома более энергоэффективными?! Есть много методов чтобы уменьшить затраты энергии, которую мы и с пользу ем в домах и зданиях.
Мы можем: остановить все устройства, лампы, которыми используемся; регулировать подачу тепла, чтобы использовать меньше тепла в холод]iy ю погоду, а также меньше кондиционировать воздух в жаркую погоду; использовать энергосберегающие продукты, в том числе, печи, водонагреватели, холодильники и другие бытовые приборы.
Эти действия, конечно, являются полезными, но самая большая проблема остается в строительстве здания. Если неправильно изолировать поверхности стен и труб, окружающие здание, то здание теряет тепло в холодную погоду и прохладу в жару.
Неэффективные окна тоже вызывают подобные проблемы.
На самом деле, по некоторым оценкам, говорят, что мир, за счет слабой изоляции, теряет почти две трети энергии, используемой для отопления и охлаждения.
Как построить энергоэффективные здания?
Можно ли восстановить существующие здания, чтобы сохранить энергию?
В обоих случаях, некоторые из вариантов просты н дешевы, а некоторые из них сложны, а также требуют больших деньги для реализации, но так или иначе все варианты будут уменьшать количество потребляемой энергии. Это снижает количество выбросов углекислого газа, таким образом, сокращается углеродный след для каждого здания. Кроме того, повышенная энергоэффективность помогает экономить средства, за счет снижения расходов на электроэнергию. Во многих странах государство предлагает финансовые стимулы для так их улучшений.
Отопление и охлаждение естественным образом
До разработки систем отопления и кондиционирования воздуха, люди по всему миру научились строить дома таким образом, чтобы использовать максимальное преимущество нагрева солнца и охлаждающий эффект тени и воздушных бризов.
В настоящее время возрождается концепция пассивного отопления и охлаждения. Строители начинают использовать пассивные методы, чтобы сделать дома более энергоэффективными.
Древние греки, римляне и индейцы в Америке знали, как использовать солнце для отопления своих домов. Преимущественно методы охлаждения температуры воздуха были с использованием воды и морского бриза, чтобы уменьшить внутреннюю температуру. Были распространены дворики с фонта нами в зданиях, которые были построены во многих странах с жарким климатом, и древние персы, и другие люди с Ближнего Востока, и Северной Африки разрабатывали такие здания, чтобы охладить свои дома.
В влажных тропиках здания, имеющие системы вентиляции, позволяют перемещать теплый воздух наружу, а холодный в помещение.
В пассивных методах в настоящее время используются такие местные материалы, как камень, сырцовый кирпич, пучки соломы и натуральное дерево.
Местные материалы потребляют меньше энергии при обработке и транспортировке.
Дома для одной семьи в обмен на несколько семейных домов
Один из способов повышения энергоэффективности —это сведение к минимуму площади поверхности наружных стен здания, где тепло теряется в зимнее время и холодный воздух пробирается летом через эти наружные стены и крыши.
Существуют Многоквартирные дома во многих формах и размерах. Там, есть большое количество многоэтажных домов и в каждом этаже жилые квартиры. Хотя, возможны здания с шестью и менее этажами, с меньшим количеством квартир в каждом этаже.
Некоторые из зданий имеют длинные прямоугольные формы со многими из квартир в двух или в трех этажах. Есть дома, прикрепленные к наружным стенам в передней и задней стене на каждой стороне. Единственное общ ее между всеми этими различными видами, является растущее число внутренних стен и только одна поверхность. Предоставление этих видов зданий менее вероятно, что потеряет энергию.
В некоторых зданиях, в которых живут несколько семьей, есть и другие факторы, которые могут уменьшить экономию энергии. Здания строятся ненадлежащим образом и энергия может просачиваться через окна, двери и другие неплотности конструкций. Часто мало контроля отопления в жилище, особенно в больших зданиях. Общие места, такие как вход, вестибюль требуют много электричества, и теп ла. Кроме того в больших зданиях должно быть лифты для перемещения люд ей вверх и вниз между разными этажами, которые также расходуют много электричества.
Новостройка.
Самый простой способ чтобы построить энергоэффективное здание — это начать все с самого начала, где здания могут интегрировать системы пассивного отопления и охлаждения при использовании материалов, которые помогут тратить меньше энергии в здании, и энергосберегающих продуктов, подходящих по климату.
Кроме того, повое здание может включать в себя альтернативные варианты энергетики, такие как солнечные батареи или геотермальные тепловые насосы. Чтобы уменьшить зависимость от ископаемых видов топлива ряд стран, штатов и городов установили стандарты для зеленого строительства новых объектов.
Изменение критерий строительства зависит от климата местных строительных материалов, потому что разные климаты требуют различные конструкции и материалы. Самое главное необходимо, чтобы строители учитывали в нутре и нее отношение каждого из этих элементов. Это называется комплексным под ходом домов.
Энергосберегающие здания не так сильно отличаются от окружающих зданий или домов, которые были построены традиционными методами, но некоторые строители принимают более радикальный подход, например, используют такие материалы в некоторых домах, как пачки соломы для стен.
Актуальность
Быстрое развитие энергоэффективных зданий связано с ростом и высоким уровнем потребления энергии и экологическими последствиями от э того потребления по всему земному шару.
Климат жарких стран влечет за собой проблемы относящиеся к отоплению и охлаждению в зданиях и, соответственно повышенному энергопотреблению. Особое внимание при проведении исследования было обращено на окружающее воздействие зданий и, прежде всего, количество потребляемой энергии. Соответствующая политика, правила и стандарты были приняты в странах сухого и жаркого климата Ближнего Востока. Ряд строительных проектов реализован с использованием общих пассивных стратегий дизайна, традиционных элементов архитектуры и инновационных технологии. Тем не менее, не сколько препятствий, включая ограниченность в знаниях, отсутствие эффективного руководства и рыночные препятствия мешают процессу развития применения энергоэффективных технических решений в зданиях. Образовательные программы и коммуникации, улучшенные нормы и стандарты и финансовые стимулы должны помочь преодолеть существующие барьеры.
Цели и методический подход.
* Цель этого исследования заключается в изучении методов повышения энерго эффективности зданий и сооружений и выработка способов внедрения технологий энергосбережения в существующий порядок строительной отрасли. Добиться поставленной цели мы сможем:
К изучая опыт использования различных соответствующих технических решений, включающих как традиционные, так и инновационные разработки, на примере строительной отрасли арабских стран.
2, выявляя барьеры для развития прикладных решений. Эти цели будут
достигнуты посредством ответов на следующие вопросы исследования:
* Каков опыт строительства энергоэффективных зданий в теплом климате Ближнего Востока с фокусом на аравийский полуостров и другие теплые страны?
* Как разработать стратегии и методы, которые будут применяться для повышения энергоэффективности зданий в теплых климатических условиях арабских стран?
* Как энергоэффективные здания спроектированы и построены в теплом климате на Ближнем Востоке арабских стран, рассматривающих традиционные элементы архитектуры и инновационные методы?
* Какой степени эн ер го эффективности можно достичь в здании по применяемым техническим решениями и каковы дополнительные затраты?
* Каковы основные барьеры для интеграции энергоэффективных стратегий дизайна и технических решений в зданиях с жарким климатом.
* -. Повышение качества окружающей среды в помещении в энергоэффективных зданиях можно рассматривать как еще одно преимущество, чтобы увеличить спрос на такие здания. Пренебрежение комфортом обитателей ради экономии энергии является рискованным, особенно в демонстрационных проектах.
Уловитель ветра со смоченных поверхностей был также оборудован испарительной смачивающейся колодкой, как они используются в типичных испарительных охладителях, Подушечки были установлены в отверстиях на верхней части ветрового ловца и смачивается путем распыления воды на них ( Смотрите рисунок 3.6). Рисунок 3.7 показывает температуру выходящего воз духа из двух различных типов новых. Как можно видеть, охлаждающие эффекты новых ловцов ветра больше, чем у обычных, в то время как ветер улавливатель увлажненным колонки имеет лучшую производительность.
Перед использованием высоких технологий и механических устройств для улучшения внутреннего состояния зданий должны быть рассмотрены приятные решения. Были проанализированы простые стратегии, которые могу т значительно улучшить современные здания в странах с жарким и сухим климатом без использования высокотехнологичных устройств.
Традиционные архитектурные решения в условиях жаркого и сухого климата помогают привнести такие решения в строительство, чтобы обеспечить тепловой комфорт для жителей. Для уменьшения стоимости сегодняшней энергии и для того, чтобы сохранить нашу окружающую среду в чистоте, эти методы могут быть оценены и реализованы в современных зданиях. Если традиционные решения недостаточны, то они могут быть интегрированы с минимальной технологией.
1. Широков Е.И. Экодом нулевого энергопотребления - реальный шаг к устойчивому развитию / Е.И, Широков// Архитектура и строительство России. - 2009. - № 2. - С.35-39.
2. Кузнецов А. Проектироваии с энер юсберсга ющих з д ан и й/А. Кузнецов// Проектные и изыскательские работы в строительстве. - 2010. - №1. - С. 15-20
3. Отопление, вентиляция и кондиционирование. СНиП 41-01-2003; ДЕАН - Москва, 2010. - 144 е.
4. Тепловая защита зданий. СниП 23-02-2003; ДЕАН - Москва, 2004.
5. hUps://ajxlexpert.niABticlc/10198
6. https: //lakhta.cen ter/ru/abou t/еп егду/
7. https: //1 akhiace п 1е г. 1 i ve j опта I ,анп/215197. h tin 1
8. Ayatollahi, S.M.H. Пассивное использование солнечной энергии: оценка эффективности после 8 лет использования. Неопубликованные статьи,
9. Бадеску, В. и Sicre. Возобновляемые источники энергии для пассивного отопления дома N. Модель. Энергетика и строительство.
10. Бахадори, М.Н. Пассивные системы охлаждения в архитектуре.
11. Bahadori. Улучшенная конструкция ветровых башен для естественной вентиляции и пассивною охлаждения. Солнечная энергия, 35 (2), стр 119-129.12. Hag high at,, F. Тепловые характеристики глинобитных структур с куполообратными крышами и влажных внутренних поверхностей. Солнечная энергия, 36 (4), езр 365-375.
13. Баум, М. (2007). 3 с л с н ое строительство финансирование исследований; оценка текущей деятельности в Соединенных Штатах, США Зеленый совет здания. Проверено 27 августа 2008 года из:
h tm://w w w, ns а Ьс. о г g/S ho w F i 1 е .as DX? Docum em I Р=24 б 5.
14,Эцион, Y, & Эрл. Контроль передачи лучистой энергии через окна, Строительство и окружающая среда.
hItp://erg.Hcd.ic/pер/pdf/European Embedding of Passive Houses.pdf.
15. EVAPCOOL. Пассивные системы охлаждения нисходящий поток воздуха с помощью пористых керамических испарители. httn;/Avww.phdc.eu/nploads/media/EVAPCOOL 1 Evapcool Publishable Final Reportpdf.
16. Форд, Б. и Schiano-Phan, R. (2004). Применение испарительных систем нисходящий поток воздуха охлаждения в небытовых зданий. Социологическое исследование: зеленый офис.
17. Gang. Проведено параметрическое исследование Тромбом стен для пассивного охлаждения зданий. Энергетика и строительство, 27, 37-43.
18. Givoni, В. (2007). Охлаждаемая почва в качестве охлаждающего источника для зданий. Солнечная энергия, 81, 316-328.
19. Hadavand, М., Yaghoubi, М. & Emdad, Н. (2008). Термический анализ сводчатыми крышами. Энергетика и строительство, 40, 265-275,
20. Харрис, D.J. & Хслвиг, N. (2007). Солнечный дымоход и вентиляция здания. Прикладная энергия, 84, 135-146.
21. Здравоохранения и безопасности (HSE). Тепловой комфорт: Рабочее место температура и тепловой комфорт,