Активный дом: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Строка 105: Строка 105:


* первоначальные затраты могут быть выше – требуются усилия, чтобы понять, применить и претендовать на субсидии активным домам, если они существуют;
* первоначальные затраты могут быть выше – требуются усилия, чтобы понять, применить и претендовать на субсидии активным домам, если они существуют;
* очень немногие дизайнеры или строители обладают необходимыми навыками и опытом для построения зданий с положительным энергобалансом;
* очень немногие дизайнеры или строители обладают необходимыми навыками и опытом для построения зданий с положительным энергобалансом<ref>{{Cite web|url=http://dx.doi.org/10.3886/icpsr04505|title=New York Times Economic Insecurity Poll, December 1995|website=ICPSR Data Holdings|date=2008-09-08|accessdate=2020-11-08}}</ref>;
* возможное снижение будущих затрат коммунальных предприятий на возобновляемые источники энергии может привести к снижению стоимости капитала, инвестируемого в энергоэффективность;
* возможное снижение будущих затрат коммунальных предприятий на возобновляемые источники энергии может привести к снижению стоимости капитала, инвестируемого в энергоэффективность;
* новые фотоэлектрические солнечные батареи, из-за которых цена технологии оборудования падает примерно на 17% в год – это уменьшит стоимость капитала, инвестированного в солнечную электрогенерирующую систему – текущие субсидии могут быть постепенно прекращены, поскольку массовое производство фотоэлектрических батарей снижает будущую цену;
* новые фотоэлектрические [[Солнечная батарея|солнечные батареи]], из-за которых цена технологии оборудования падает примерно на 17% в год – это уменьшит стоимость капитала, инвестированного в солнечную электрогенерирующую систему – текущие субсидии могут быть постепенно прекращены, поскольку массовое производство фотоэлектрических батарей снижает будущую цену;
*задача состоит в том, чтобы возместить более высокие первоначальные затраты на перепродажу здания, но постепенно внедряются новые системы оценки энергопотребления;
*задача состоит в том, чтобы возместить более высокие первоначальные затраты на перепродажу здания, но постепенно внедряются новые системы оценки энергопотребления;
*в то время как отдельный дом может использовать в среднем чистую нулевую энергию в течение года, он может требовать энергию в то время, когда возникает пиковый спрос на сетку. В таком случае мощность сети все равно должна обеспечивать электроэнергией все нагрузки. Поэтому здание с положительным энергобалансом не может уменьшить требуемую мощность электростанции;
*в то время как отдельный дом может использовать в среднем чистую нулевую энергию в течение года, он может требовать энергию в то время, когда возникает пиковый спрос на сетку. В таком случае мощность сети все равно должна обеспечивать электроэнергией все нагрузки. Поэтому здание с положительным энергобалансом не может уменьшить требуемую мощность электростанции<ref>{{Статья|ссылка=http://dx.doi.org/10.1002/9781118259894.ch2|заглавие=Commercial Rating Systems: A Comparison|год=2011-12-20|место=Hoboken, NJ, USA|издание=Guide to Green Building Rating Systems|издательство=John Wiley & Sons, Inc.|страницы=13–25|isbn=978-1-118-25989-4, 978-0-470-40194-1}}</ref>;
*без оптимизированной тепловой оболочки воплощенная энергия, энергия нагрева и охлаждения, а также использование ресурсов выше, чем необходимо. Активный дом по определению не требует минимального уровня производительности нагрева и охлаждения, что позволяет негабаритным системам возобновляемой энергии заполнить энергетический пробел.
*без оптимизированной тепловой оболочки воплощенная энергия, энергия нагрева и охлаждения, а также использование ресурсов выше, чем необходимо. Активный дом по определению не требует минимального уровня производительности нагрева и охлаждения, что позволяет негабаритным системам возобновляемой энергии заполнить энергетический пробел.
*улавливание солнечной энергии с помощью 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), обращенном к тени, или в лесистой местности.
*улавливание солнечной энергии с помощью 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), обращенном к тени, или в лесистой местности<ref>{{Статья|ссылка=http://dx.doi.org/10.5871/bacad/9780197263853.003.0004|автор=Howard Glennerster|заглавие=Why So Different? Why So Bad a Future?|год=2006-10-19|издание=Britain's Pensions Crisis|издательство=British Academy|isbn=978-0-19-726385-3, 978-0-19-173428-1}}</ref>.


=== Дома с положительным энергобалансом против "зеленого" строительства ===
=== Дома с положительным энергобалансом против "зеленого" строительства ===
Цель зеленого строительства и устойчивой архитектуры состоит в том, чтобы более эффективно использовать ресурсы и уменьшить негативное воздействие здания на окружающую среду. Здания с нулевой энергией достигают одной из ключевых целей зеленого строительства - полного или очень значительного сокращения потребления энергии и выбросов парниковых газов в течение всего срока службы здания. Здания с нулевой энергией могут считаться или не считаться "зелеными" во всех областях, таких как сокращение отходов, использование переработанных строительных материалов и т. д. Однако здания с положительным энергобалансом как правило, оказывают гораздо меньшее экологическое воздействие на протяжении всего срока службы здания по сравнению с другими "зелеными" зданиями, которые требуют импортируемой энергии и/или ископаемого топлива, чтобы быть пригодными для жилья и удовлетворять потребности жильцов.
Цель [[Зелёное строительство|зеленого строительства]] и устойчивой архитектуры состоит в том, чтобы более эффективно использовать ресурсы и уменьшить негативное воздействие здания на окружающую среду<ref>{{Статья|ссылка=http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4020-6812-6_3|заглавие=The Environmental Protection Agency and the Irish Green Party|год=2008|место=Dordrecht|издание=The Environmental Movement in Ireland|издательство=Springer Netherlands|страницы=51–63|isbn=978-1-4020-6811-9, 978-1-4020-6812-6}}</ref>. Здания с нулевой энергией достигают одной из ключевых целей зеленого строительства - полного или очень значительного сокращения потребления энергии и выбросов парниковых газов в течение всего срока службы здания. Здания с нулевой энергией могут считаться или не считаться "зелеными" во всех областях, таких как сокращение отходов, использование переработанных строительных материалов и т. д. Однако здания с положительным энергобалансом как правило, оказывают гораздо меньшее экологическое воздействие на протяжении всего срока службы здания по сравнению с другими "зелеными" зданиями, которые требуют импортируемой энергии и/или ископаемого топлива, чтобы быть пригодными для жилья и удовлетворять потребности жильцов.


Из-за проблем проектирования и чувствительности к участку, которые необходимы для эффективного удовлетворения энергетических потребностей здания и жильцов с использованием возобновляемых источников энергии (солнечной, ветровой, геотермальной и т. д.), проектировщики должны применять целостные принципы проектирования и использовать преимущества свободных природных ресурсов, таких как пассивная солнечная ориентация, естественная вентиляция, дневное освещение, тепловая масса и ночное охлаждение.
Из-за проблем проектирования и чувствительности к участку, которые необходимы для эффективного удовлетворения энергетических потребностей здания и жильцов с использованием возобновляемых источников энергии (солнечной, ветровой, геотермальной и т. д.), проектировщики должны применять целостные принципы проектирования и использовать преимущества свободных природных ресурсов, таких как пассивная солнечная ориентация, естественная вентиляция, дневное освещение, тепловая масса и ночное охлаждение.

Версия от 14:10, 8 ноября 2020

Дом по стандарту «энергия плюс» в Германии

Активный дом (англ. active house, energy plus house), также дом с положительным энергобалансом, дом по стандарту «энергия плюс» представляет собой здание, которое производит энергии для собственных нужд более, чем в достаточном количестве. Общий годовой объем энергопотребления является отрицательным в отличие от дома с низким энергопотреблением.

Базовым параметром Активного дома является объединение решений, разработанных институтом Пассивного дома (Германия), и технологий «Умного дома». Благодаря этому, удаётся создать дом, который не только тратит мало энергии, но ещё и грамотно распоряжается той незначительной, которую вынужден потреблять.

Вторым важным аспектом является создание благоприятного микроклимата в помещениях — правильная вентиляция, поддержка температурного режима и др.

Активный дом — это дом, способный снабдить энергией и теплом не только себя, но и гостевой дом, баню и нагреть бассейн.

Первый в мире активный дом построен в Дании, и он, помимо того, что потребляет мало энергии, как Пассивный дом, так ещё и вырабатывает её столько, что может отдавать её в центральную сеть, за что в большинстве стран можно получать деньги. Таким образом, дом становится источником дохода, а не затрат. К примеру, в Дании разработчики утверждают что дом окупит себя за 30 лет.[1]

Первый активный дом в России возведён в 2011 году в Подмосковье.[2]

Обзор

Большинство зданий с положительным энергобалансом получают половину или более своей энергии из сети и возвращают такое же количество в течение года. Здания, которые производят избыток энергии в течение года, можно назвать "активными домами", а здания, которые потребляют немного больше энергии, чем они производят, называются "низкоэнергетическими домами".

Типичные здания, соответствующие кодексу, которые потребляют 40% всей энергии ископаемого топлива в США и Европейском союзе, являются значительным источником парниковых газов[3][4]. Принцип нулевого чистого энергопотребления рассматривается как средство сокращения выбросов углекислого газа и снижения зависимости от ископаемого топлива, хотя здания с нулевой энергией остаются ограниченными даже в развитых странах, где они приобретают все большее значение и популярность.

Большинство активных домов используют электрическую сеть для накопления энергии, но некоторые из них независимы от сети, а некоторые включают в себя хранение энергии на месте. Энергия обычно собирается на месте с помощью таких технологий производства энергии, как солнечная и ветровая, при одновременном снижении общего потребления энергии с помощью высокоэффективных технологий молнии и отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ). Цель достичь положительного энергобаланса в зданиях становится все более практической по мере снижения стоимости альтернативных энергетических технологий и увеличения стоимости традиционных видов ископаемого топлива.

Развитие современных активных домов стало возможным в значительной степени благодаря прогрессу, достигнутому в новых энергетических и строительных технологиях и методах. К ним относятся высокоизолирующая пенополиуретановая изоляция, высокоэффективные солнечные панели, высокоэффективные тепловые насосы и высокоизолирующие, низкоэмиссионные окна с тройным остеклением. Эти инновации также были значительно улучшены 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 положительным энергобалансом могут быть частью интеллектуальной сети. Некоторые преимущества этих зданий заключаются в следующем:

  • Интеграция возобновляемых источников энергии;
  • Интеграция плагина электрических транспортных средств – называется vehicle-to-grid;
  • Реализация концепций положительного энергобаланса.

Хотя концепция чистого нуля применима к широкому спектру ресурсов, таких как энергия, вода и отходы. Энергия обычно является первым целевым ресурсом, потому что:

  • Энергия, особенно электричество и топливо для отопления, такие как природный газ или мазут, стоят дорого. Следовательно, сокращение потребления энергии может сэкономить деньги владельца здания. Напротив, вода и отходы стоят недорого для индивидуального владельца здания.
  • Энергия, в частности электричество и топливо для отопления, имеет высокий углеродный след. Следовательно, сокращение энергопотребления является основным способом уменьшения углеродного следа здания.
  • Существуют хорошо зарекомендовавшие себя способы значительного сокращения энергопотребления и углеродного следа зданий. К ним относятся: добавление изоляции, использование тепловых насосов вместо печей, использование низкой излучательной способности, двойные или тройные стеклопакеты и добавление солнечных панелей на крышу.
  • В некоторых странах существуют государственные субсидии и налоговые льготы на установку тепловых насосов, солнечных панелей, окон с тройным остеклением и изоляцию, которые значительно снижают стоимость доступа к зданию с положительным энергобалансом для владельца здания. Например, в США существуют налоговые льготы и льготы для солнечных батарей, тепловых насосов и высокоизолированных окон с тройным остеклением. Некоторые штаты, такие как Массачусетс, также предлагают кредиты под низкие проценты, чтобы позволить владельцам зданий приобретать тепловые насосы, солнечные батареи и окна с тройным остеклением. Стоимость приведения существующего дома к положительному энергобалансу, как сообщается, составляет 5-10% от стоимости дома. Сообщается о 15% - ном возврате инвестиций.

Оптимизация активных домов для воздействия на климат

Строительство активных домов приводит к повышению эффективности зданий и сокращению эксплуатационных выбросов углекислого газа. В результате важность воплощенного углерода возрастает.

Воплощенный углерод, углерод, выделяемый при производстве строительных изделий и строительстве, отвечает за 11% глобальных выбросов парниковых газов и 28% глобальных выбросов строительного сектора[5].

Оптимизация строительства с учетом воздействия климата и нулевых выбросов углекислого газа требует несколько иных условий, чем оптимизация только с точки зрения энергоэффективности[6][7][8].

Исследование 2019 года показало, что в период с 2020 по 2030 год сокращение первоначальных выбросов углекислого газа и переход на чистую или возобновляемую энергию более важны, чем повышение эффективности строительства.

Оптимальной проектной точкой для сокращения выбросов парниковых газов, по-видимому, были четырехэтажные многоквартирные дома из низкоуглеродистых материалов[9].

Проектирование и строительство

Наиболее экономически эффективные шаги по снижению энергопотребления здания обычно предпринимаются в процессе проектирования[10]. Для достижения эффективного использования энергии конструкция здания с положительным энергобалансом значительно отличается от обычной строительной практики. Успешные проектировщики активных домов обычно сочетают проверенные временем пассивные солнечные или искусственные/поддельные кондиционеры, которые работают с активами на месте. Солнечный свет и солнечное тепло, преобладающие бризы и прохлада земли под зданием могут обеспечить дневное освещение и стабильную температуру в помещении с минимальными механическими средствами[11].

Сложные инструменты трехмерного моделирования энергии здания доступны для моделирования того, как здание будет работать с целым рядом проектных переменных, таких как ориентация здания (относительно суточного и сезонного положения солнца), тип и размещение окон и дверей, глубина свеса, тип изоляции и значения элементов здания, герметичность (атмосферостойкость), эффективность отопления, охлаждения, освещения и другого оборудования, а также местный климат. Эти симуляции помогают проектировщикам предсказать, как будет работать здание до его постройки, и позволяют им моделировать экономические и финансовые последствия для анализа затрат и выгод здания или, что еще более уместно, оценки жизненного цикла.

Здания с положительным энергобалансом строятся со значительными энергосберегающими характеристиками. Нагревательные и охлаждающие нагрузки снижаются за счет использования высокоэффективного оборудования (например, тепловых насосов, а не печей. Тепловые насосы примерно в четыре раза эффективнее печей) добавлена изоляция (особенно на чердаках и в подвалах домов), высокоэффективные окна (такие как окна с тройным остеклением), защита от сквозняков, высокоэффективные приборы (особенно современные высокоэффективные холодильники), высокоэффективное светодиодное освещение, пассивное солнечное усиление зимой и пассивное затенение летом, естественная вентиляция и другие методы. Эти особенности варьируются в зависимости от климатических зон, в которых происходит строительство. Нагрузки на нагрев воды могут быть снижены с помощью водосберегающих приборов, рекуператоров тепла на сточных водах, а также с помощью солнечного нагрева воды и высокоэффективного водонагревательного оборудования. Кроме того, дневное освещение с помощью мансардных окон или солнечных труб может обеспечить 100% дневного освещения внутри дома. Ночное освещение обычно выполняется с помощью флуоресцентного и светодиодного освещения, которое использует 1/3 или меньше энергии, чем лампы накаливания, без добавления нежелательного тепла. А различные электрические нагрузки можно уменьшить, выбрав эффективные приборы и минимизировав фантомные нагрузки или резервную мощность. Другие методы достижения положительного энергобаланса (в зависимости от климата) - это принципы строительства под защитой Земли, суперизоляционные стены с использованием соломенных тюков, быстровозводимые строительные панели и элементы крыши, а также наружное озеленение для сезонного затенения.

Здания с положительным энергобалансом часто предназначены для двойного использования энергии, в том числе и от бытовой техники. Например, используя вытяжку холодильника для нагрева бытовой воды, вентиляционный воздух и душевые сливные теплообменники, офисные машины и компьютерные серверы, а также тепло тела для обогрева здания. Эти здания используют тепловую энергию, которую обычные здания могут выбрасывать наружу. Они могут использовать вентиляцию с рекуперацией тепла, рециркуляцию тепла горячей воды, комбинированную теплоэнергетику и абсорбционные холодильные машины.

Сбор энергии

Дома с положительным энергобалансом собирают доступную энергию для удовлетворения своих потребностей в электричестве, отоплении или охлаждении. На сегодняшний день наиболее распространенным способом сбора энергии является использование установленных на крыше солнечных фотоэлектрических панелей, которые превращают солнечный свет в электричество. Энергия также может быть собрана с помощью солнечных тепловых коллекторов (которые используют солнечное тепло для нагрева воды для здания). Тепловые насосы также могут собирать тепло и охлаждать воздух или землю рядом со зданием. Технически тепловые насосы перемещают тепло, а не собирают его, но общий эффект с точки зрения снижения энергопотребления и снижения углеродного следа аналогичен. В случае индивидуальных домов для обеспечения здания теплом и электричеством могут использоваться различные технологии микрогенерации, использующие солнечные батареи или ветряные турбины для выработки электроэнергии, а также биотопливо или солнечные тепловые коллекторы, связанные с сезонным накопителем тепловой энергии для обогрева помещений. Накопители также можно использовать для летнего охлаждения, сохраняя холод зимы под землей. Чтобы справиться с колебаниями спроса, здания с нулевой энергией часто подключаются к электросети, экспортируют электроэнергию в сеть, когда есть избыток, и потребляют электроэнергию, когда производится недостаточно электроэнергии[12]. Другие 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, коллективе, местном районе или деревне, а не в индивидуальном доме. Энергетическое преимущество такого локализованного сбора энергии заключается в фактическом устранении потерь при передаче и распределении электроэнергии. Сбор энергии на месте, например с помощью солнечных панелей, установленных на крыше, полностью устраняет эти потери при передаче. Сбор энергии в коммерческих и промышленных целях должен извлекать выгоду из топографии каждого места. Однако участок, свободный от тени, может генерировать большое количество солнечной энергии с крыши здания, и почти любой участок может использовать геотермальные или воздушные тепловые насосы. Производство товаров при чистом нулевом потреблении ископаемой энергии требует расположения геотермальных, микрогидро -, солнечных и ветровых ресурсов для поддержания этой концепции[13].

Районы с нулевой энергией, такие как BedZED в Великобритании, и те, которые быстро распространяются в Калифорнии и Китае, могут использовать распределенные схемы генерации. В некоторых случаях это может включать централизованное теплоснабжение, коммунальную охлажденную воду, общие ветряные турбины и т. д. В настоящее время существуют планы использовать данные технологии для строительства целых городов вне сети или чистого нулевого энергопотребления.

Дебаты о "сборе энергии" и "энергосбережении"

Одной из ключевых областей обсуждения при проектировании зданий с положительным энергобалансом является вопрос о балансе между энергосбережением и распределенным использованием возобновляемых источников энергии (солнечной энергии, энергии ветра и тепловой энергии). Большинство домов с положительным энергобалансом используют комбинацию этих стратегий.

В результате значительных государственных субсидий на фотоэлектрические солнечные электрические системы, ветряные турбины и т. д. есть те, кто предполагает, что здание с положительным энергобалансом - это обычный дом с распределенными технологиями сбора возобновляемой энергии. Целые пристройки таких домов появились в местах, где фотоэлектрические субсидии являются значительными, но многие так называемые "активные дома" все еще имеют счета за коммунальные услуги[14]. Этот тип сбора энергии без дополнительного энергосбережения не может быть экономически эффективным при текущей цене электроэнергии, вырабатываемой с помощью фотоэлектрического оборудования, в зависимости от местной цены электроэнергии энергетической компании[15].

С 1980-х годов пассивное солнечное проектирование зданий и экодома продемонстрировали снижение потребления тепловой энергии на 70-90% во многих местах без активного сбора энергии. Для новых строений и с экспертным дизайном это может быть достигнуто с небольшими дополнительными затратами на строительство материалов по сравнению с обычным зданием. Очень немногие отраслевые эксперты обладают навыками или опытом, позволяющими в полной мере использовать преимущества пассивного дизайна[16]. Такие пассивные солнечные конструкции гораздо более экономичны, чем добавление дорогостоящих фотоэлектрических панелей на крышу обычного неэффективного здания. Несколько киловатт-часов фотоэлектрических панелей (стоимость которых эквивалентна примерно 2-3 долларам США за год производства кВтч) могут снизить внешние потребности в энергии только на 15-30%. Пассивное охлаждение и превосходные методы проектирования систем могут снизить требования к кондиционированию воздуха на 70-90%. Фотоэлектрическая генерация электроэнергии становится более рентабельной, когда общий спрос на электроэнергию ниже.

Поведение потребителей энергии

Энергия, используемая в здании, может сильно варьироваться в зависимости от поведения его обитателей. Принятие того, что считается комфортным, варьируется в широких пределах. Исследования идентичных домов показали значительные различия в использовании энергии в различных климатических условиях. Среднее общепринятое соотношение самых высоких и самых низких потребителей энергии в идентичных домах составляет около 3, причем некоторые идентичные дома используют до 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 системы окон и затенения, а также количества различных электрических устройств или используемых штекерных нагрузок[17].

Коммунальные проблемы

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

В США коммунальные службы выразили озабоченность тем, что использование чистого учета для проектов домов с положительным энергобалансом угрожает базовым доходам коммунальных служб, что, в свою очередь, влияет на их способность поддерживать и обслуживать ту часть электрической сети, за которую они отвечают. Коммунальные службы выразили обеспокоенность тем, что государства, которые поддерживают законы О чистом измерении, могут оседлать дома, не относящиеся к активным, с более высокими коммунальными расходами, поскольку эти домовладельцы будут нести ответственность за оплату обслуживания сетей, в то время как владельцы домов с положительным энергобалансом теоретически ничего не будут платить, если они действительно достигнут данного статуса. Это создает потенциальные проблемы с обеспечением справедливости, поскольку в настоящее время бремя, по-видимому, ложится на домохозяйства с более низкими доходами. Возможным решением этой проблемы является создание минимальной базовой платы для всех домов, подключенных к инженерной сети, которая заставила бы владельцев активных домов оплачивать сетевые услуги независимо от их использования электроэнергии.

Дополнительные опасения связаны с тем, что местные распределительные сети, а также более крупные передающие сети не были спроектированы для передачи электроэнергии в двух направлениях, что может быть необходимо, поскольку более высокие уровни распределенной выработки энергии вступают в строй. Преодоление этого барьера может потребовать масштабной модернизации электросетей, однако по состоянию на 2010 год это не считается серьезной проблемой до тех пор, пока возобновляемая генерация не достигнет гораздо более высокого уровня проникновения[18].

Усилия по развитию

Широкое признание технологии строительства зданий с положительным энергобалансом может потребовать дополнительных государственных стимулов или норм строительного кодекса, разработки признанных стандартов или значительного увеличения стоимости традиционной энергии.

Фотоэлектрический кампус Google и 480-киловаттный фотоэлектрический кампус Microsoft полагались на федеральные субсидии и финансовые стимулы США и особенно Калифорнии. Калифорния в настоящее время предоставляет субсидии в размере 3,2 миллиарда долларов США для жилых и коммерческих зданий с положительным энергобалансом[19]. Подробную информацию о субсидиях других американских штатов на возобновляемые источники энергии (до 5,00 долл. США за ватт) можно найти в базе данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности[20]. Флоридский центр солнечной энергии имеет слайд-презентацию о недавнем прогрессе в этой области[21].

Всемирный Деловой Совет по устойчивому развитию[22] выступил с крупной инициативой по поддержке развития активных домов. Возглавляемая генеральным директором United Technologies и председателем Lafarge, организация имеет как поддержку крупных глобальных компаний, так и опыт для мобилизации корпоративного мира и государственной поддержки. Их первый отчет, опрос ключевых игроков в сфере недвижимости и строительства, показывает, что затраты на строительство зеленых зданий завышены на 300 процентов. Респонденты опроса подсчитали, что выбросы парниковых газов зданиями составляют 19 процентов от общемирового объема, в отличие от фактического значения примерно в 40 процентов[23].

Пример нулевого преобразования углерода

Многие известные университеты заявляют, что хотят полностью перевести свои энергетические системы на ископаемое топливо. Извлекая выгоду из продолжающихся разработок как в области фотовольтаики, так и в области геотермальных тепловых насосов, а также в области развития электрических батарей, полное преобразование в безуглеродное энергетическое решение становится все проще. Крупномасштабная гидроэлектростанция существовала еще до 1900 года. Примером такого проекта является предложение Фонда Net Zero Foundation в Массачусетском технологическом институте полностью отказаться от использования ископаемого топлива в этом кампусе[24]. Это предложение показывает предстоящее применение технологий зданий Net Zero Energy в масштабах распределенной энергетики.

Преимущества и недостатки

Преимущества

  • изоляция владельцев зданий от будущего роста цен на энергоносители, повышенный комфорт за счет более равномерной внутренней температуры (это можно продемонстрировать на сравнительных картах Изотерм);
  • снижение требований к экономии энергии;
  • снижение совокупной стоимости владения за счет повышения энергоэффективности;
  • снижается общая чистая ежемесячная стоимость жизни;
  • снижение риска потерь электроэнергии от сетки отключений;
  • повышенная надежность – фотоэлектрические системы имеют 25-летнюю гарантию и редко выходят из строя во время погодных проблем – фотоэлектрические системы 1982 года на энергетическом павильоне Walt Disney World EPCOT (Experimental Prototype Community of Tomorrow) все еще использовались до 2018 года, даже несмотря на три урагана[25];
  • более высокая стоимость перепродажи, поскольку потенциальные владельцы требуют больше рабочих мест, чем имеющееся предложение;
  • стоимость активного дома по сравнению с аналогичным обычным зданием должна увеличиваться каждый раз, когда увеличиваются затраты энергии;
  • возможность внести свой вклад в увеличение выгод общества, например, обеспечить устойчивую возобновляемую энергию для энергосистемы, сократив потребность в расширении энергосистемы.

Недостатки

  • первоначальные затраты могут быть выше – требуются усилия, чтобы понять, применить и претендовать на субсидии активным домам, если они существуют;
  • очень немногие дизайнеры или строители обладают необходимыми навыками и опытом для построения зданий с положительным энергобалансом[26];
  • возможное снижение будущих затрат коммунальных предприятий на возобновляемые источники энергии может привести к снижению стоимости капитала, инвестируемого в энергоэффективность;
  • новые фотоэлектрические солнечные батареи, из-за которых цена технологии оборудования падает примерно на 17% в год – это уменьшит стоимость капитала, инвестированного в солнечную электрогенерирующую систему – текущие субсидии могут быть постепенно прекращены, поскольку массовое производство фотоэлектрических батарей снижает будущую цену;
  • задача состоит в том, чтобы возместить более высокие первоначальные затраты на перепродажу здания, но постепенно внедряются новые системы оценки энергопотребления;
  • в то время как отдельный дом может использовать в среднем чистую нулевую энергию в течение года, он может требовать энергию в то время, когда возникает пиковый спрос на сетку. В таком случае мощность сети все равно должна обеспечивать электроэнергией все нагрузки. Поэтому здание с положительным энергобалансом не может уменьшить требуемую мощность электростанции[27];
  • без оптимизированной тепловой оболочки воплощенная энергия, энергия нагрева и охлаждения, а также использование ресурсов выше, чем необходимо. Активный дом по определению не требует минимального уровня производительности нагрева и охлаждения, что позволяет негабаритным системам возобновляемой энергии заполнить энергетический пробел.
  • улавливание солнечной энергии с помощью 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), обращенном к тени, или в лесистой местности[28].

Дома с положительным энергобалансом против "зеленого" строительства

Цель зеленого строительства и устойчивой архитектуры состоит в том, чтобы более эффективно использовать ресурсы и уменьшить негативное воздействие здания на окружающую среду[29]. Здания с нулевой энергией достигают одной из ключевых целей зеленого строительства - полного или очень значительного сокращения потребления энергии и выбросов парниковых газов в течение всего срока службы здания. Здания с нулевой энергией могут считаться или не считаться "зелеными" во всех областях, таких как сокращение отходов, использование переработанных строительных материалов и т. д. Однако здания с положительным энергобалансом как правило, оказывают гораздо меньшее экологическое воздействие на протяжении всего срока службы здания по сравнению с другими "зелеными" зданиями, которые требуют импортируемой энергии и/или ископаемого топлива, чтобы быть пригодными для жилья и удовлетворять потребности жильцов.

Из-за проблем проектирования и чувствительности к участку, которые необходимы для эффективного удовлетворения энергетических потребностей здания и жильцов с использованием возобновляемых источников энергии (солнечной, ветровой, геотермальной и т. д.), проектировщики должны применять целостные принципы проектирования и использовать преимущества свободных природных ресурсов, таких как пассивная солнечная ориентация, естественная вентиляция, дневное освещение, тепловая масса и ночное охлаждение.

Удостоверение

Многие программы сертификации зеленых зданий не требуют от здания нулевого энергопотребления, а только снижения энергопотребления на несколько процентных пунктов ниже минимального уровня, требуемого законом. Сертификация LEED включают в себя контрольные списки, которые являются инструментами измерения, а не инструментами проектирования. Неопытные дизайнеры или архитекторы могут выбрать точки для достижения целевого уровня сертификации, даже если эти точки могут быть не лучшим выбором дизайна для конкретного здания или климата. В ноябре 2011 года Международный институт живого будущего (ILFI) разработал сертификацию здания Net Zero Energy. В 2017 году ILFI упростила программу сертификации и переименовала ее в Zero Energy Building Certification.

Используемые технологии

См. также

Примечания

  1. ↑ World’s First Active House Produces More Energy Than It Consumes // The Guardian
  2. ↑ Первый "активный дом" в России (фото, видео) (8 сентября 2011). Дата обращения: 2 ноября 2012. Архивировано 21 ноября 2012 года.
  3. ↑ Howard Geller. ACEEE 1996 Summer Study on Energy Efficiency in Buildings: profiting from energy efficiency // Energy Policy. — 1997-04. — Т. 25, вып. 5. — С. 541–542. — ISSN 0301-4215. — doi:10.1016/s0301-4215(97)89666-8.
  4. ↑ Norman, Sir Richard (Oswald Chandler), (27 April 1932–6 June 1993), Rector, Exeter College, University of Oxford, since 1987; Chief Scientific Adviser, Department of Energy, 1988–93 // Who Was Who. — Oxford University Press, 2007-12-01.
  5. ↑ Ingo Froböse, Nadja Tabari. Regeneration und Erholung im Alter // Sport- und Gesundheitstourismus 2030. — Wiesbaden: Springer Fachmedien Wiesbaden, 2018. — С. 21–32. — ISBN 978-3-658-16075-3, 978-3-658-16076-0.
  6. ↑ Javier Bajer. Let's stop talking about change // Strategic HR Review. — 2019-08-12. — Т. 18, вып. 4. — С. 141–141. — ISSN 1475-4398 1475-4398, 1475-4398. — doi:10.1108/shr-08-2019-166.
  7. ↑ Tarabieh, Khorshed. Optimizing Evaluation Methods for the Embodied Energy and Carbon Management of Existing Buildings in Egypt // Buildings. — 2019-04-18. — Т. 9, вып. 4. — С. 90. — ISSN 2075-5309. — doi:10.3390/buildings9040090.
  8. ↑ Daniel Morales. SP0123 NEW TREATMENTS: WHY SHOULD WE WAIT? // Speaker Abstracts. — BMJ Publishing Group Ltd and European League Against Rheumatism, 2019-06. — doi:10.1136/annrheumdis-2019-eular.8542.
  9. ↑ David Schimel. Carbon cycle dynamics - How are major carbon sinks and sources varying with global change? [Present] // PAGES news. — 2012-02. — Т. 20, вып. 1. — С. 12–12. — ISSN 1811-1602 1811-1602, 1811-1602. — doi:10.22498/pages.20.1.12.
  10. ↑ Improving Comfort in Hot-Humid Climates with a Whole-House Dehumidifier, Windermere, Florida (Fact Sheet). — Office of Scientific and Technical Information (OSTI), 2013-11-01.
  11. ↑ Green office buildings : a practical guide to development. — Washington, D.C.. — x, 366 pages с. — ISBN 0-87420-937-4, 978-0-87420-937-2.
  12. ↑ S. Pless, P. Torcellini. Net-Zero Energy Buildings: A Classification System Based on Renewable Energy Supply Options. — Office of Scientific and Technical Information (OSTI), 2010-06-01.
  13. ↑ Maher Shehadi. Net-Zero Energy Buildings: Principles and Applications // Zero-energy Buildings [Working Title]. — IntechOpen, 2020-04-30.
  14. ↑ Joel Cummings. DSIRE: Database of State Incentives for Renewables and Efficiency2009232DSIRE: Database of State Incentives for Renewables and Efficiency. Raleigh, NC: North Carolina Solar Center and the Interstate Renewable Energy Council Last visited March 2009. Gratis URL: http://dsireusa.org/ // Reference Reviews. — 2009-06-12. — Т. 23, вып. 5. — С. 44–45. — ISSN 0950-4125. — doi:10.1108/09504120910969131.
  15. ↑ P. Eiffert. Guidelines for the Economic Evaluation of Building-Integrated Photovoltaic Power Systems. — Office of Scientific and Technical Information (OSTI), 2003-01-01.
  16. ↑ New York Times Economic Insecurity Poll, December 1995. ICPSR Data Holdings (8 сентября 2008). Дата обращения: 30 октября 2020.
  17. ↑ Flory, Paul, D. Pyramid Resource Center-Green Energy Center. — Office of Scientific and Technical Information (OSTI), 2011-09-02.
  18. ↑ Wang, Young-Doo. Green Economics, Green Economy, Green Energy, and Green Energy Economy // Journal of Policy Development. — 2010-06. — Т. 10, вып. 1. — С. 147–175. — ISSN 1598-4087. — doi:10.35224/kapd.2010.10.1.006.
  19. ↑ Johnathon A. Fata. Motivating California Organic Farmers to Go Solar. — San Jose State University Library.
  20. ↑ Jane Weissman. Database of State Incentives for Renewable Energy (DSIRE). Final report, September 24, 1999-December 31, 2000. — Office of Scientific and Technical Information (OSTI), 2001-01-01.
  21. ↑ Epilogue // Understanding Systems. — WORLD SCIENTIFIC, 2017-07-13. — С. 227–229. — ISBN 978-981-322-594-7, 978-981-322-596-1.
  22. ↑ Jane Nelson, David Grayson. World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) // Corporate Responsibility Coalitions. — Routledge, 2017-09-08. — С. 300–317. — ISBN 978-1-351-27752-5.
  23. ↑ Call for Papers: Sustainable Business SI // Journal of World Business. — 2007-09. — Т. 42, вып. 3. — С. 367. — ISSN 1090-9516. — doi:10.1016/j.jwb.2007.07.001.
  24. ↑ Joshua Introne, Robert Laubacher, Gary Olson, Thomas Malone. The Climate CoLab: Large scale model-based collaborative planning // 2011 International Conference on Collaboration Technologies and Systems (CTS). — IEEE, 2011-05. — ISBN 978-1-61284-638-5. — doi:10.1109/cts.2011.5928663.
  25. ↑ S.N.G. Lo, C.R. Deal, B. Norton. A school building reclad with thermosyphoning air panels // Solar Energy. — 1994-01. — Т. 52, вып. 1. — С. 49–58. — ISSN 0038-092X. — doi:10.1016/0038-092x(94)90080-l.
  26. ↑ New York Times Economic Insecurity Poll, December 1995. ICPSR Data Holdings (8 сентября 2008). Дата обращения: 8 ноября 2020.
  27. ↑ Commercial Rating Systems: A Comparison // Guide to Green Building Rating Systems. — Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2011-12-20. — С. 13–25. — ISBN 978-1-118-25989-4, 978-0-470-40194-1.
  28. ↑ Howard Glennerster. Why So Different? Why So Bad a Future? // Britain's Pensions Crisis. — British Academy, 2006-10-19. — ISBN 978-0-19-726385-3, 978-0-19-173428-1.
  29. ↑ The Environmental Protection Agency and the Irish Green Party // The Environmental Movement in Ireland. — Dordrecht: Springer Netherlands, 2008. — С. 51–63. — ISBN 978-1-4020-6811-9, 978-1-4020-6812-6.

Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Активный_дом&oldid=110364597