Нульовий дім. Використання енергії припливів (стр. 1 из 3)

Міністерство освіти і науки України

Житомирський державний технологічний університет

Кафедра екології

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

з предмету: Промислова екологія

Виконала

студентка 5курсу

група ЗЕО-05-3

Опанасенко Тетяна

Перевірила:

Кірейцева АннаВікторівна

ЗАВДАННЯ:

1. Нульовий дім

2. Використання енергії припливів

1. «Нульовий дім»

Енергозбережні будинки стають усе більш популярними в світі. Будівництво таких будинків – не лише дань сучасній моді, бажання виділитися, побудувати щось незвичайне, ультрасучасне. Зростання популярності “нульових будинків” обумовлене і чисто економічними міркуваннями, можливістю заощадити на комунальних платежах в майбутньому. У статті розглянуті приклади будівництва енергозбережних споруд в Китаї. Будівлі з нульовим балансом енергії – “нульові будинки” – поступово завойовують світ. Вважається, що такі будинки можуть функціонувати повністю автономно і виробляти тепло і електрика для власних потреб самостійно. Такі споруди не залежать або майже не залежать від централізованих електро- і тепломереж. Сонячні колектори і батареї, ветрогенератори і біореактори інтегрують в котеджі, павільйони, висотки і навіть стадіони; використовуються спеціальні системи вентиляції і збору дощової води, застосовуються елементи сонячної архітектури і ряд інших рішень. Все це дозволяє помітно економити на експлуатації таких будівель, а також робить не лише безпечним, але і комфортним перебування в них людини. Приклади “нульових будинків” 20 вересня 2008 р. відбулося урочисте відкриття Центру енергетичних технологій в р. Нінбо (КНР) на території кампусу китайської філії британського університету Ноттінгема. Будівлю Центру спроектувала італійська компанія Mario Cucinella Architects. При проектуванні були використані принципи “нульового будинку”, що дозволяють максимально повно задіювати природні можливості для терморегуляції і освітлення будівлі. Будівля Центру вміщає аудиторії і офіси, невеликий виставковий зал, а також декілька лабораторій: стенди для випробування фасадів, термічна лабораторія для перевірки конструкційних матеріалів, кліматична камера і аеродинамічна труба, лабораторія моделювання сонячного освітлення. Загальна площа будівлі складає 1300 кв. і забезпечується енергією за рахунок фотоелектричних батарей, об'єднаних в сонячну ферму, а також – вітряків. Будівля обладнана акумуляторами, які здатні забезпечувати всю будову електрикою протягом двох тижнів. Правильний розподіл повітряних і світлових потоків залежно від висоти і положення сонця над горизонтом забезпечується спеціальною архітектурою споруди. У будівлі п'ять надземних і один підземний поверх. Всі вони з'єднуються між собою широкою шахтою, що виходить на дах. Цей елемент дозволяє відбитим променям сонця проникати углиб, скорочуючи потребу в електричному освітленні, а також задає дороги для повітряних потоків. На власне охолоджування Центр витрачає всього 7-8 кВт·ч на 1 кв.м/год. Інший приклад “нульової” споруди в КНР – енергозбережна будівля, побудована для університету Синьхуа в Пекіні. Будівля спроектована так, щоб мінімізувати витрати на обігрів і охолоджування. Дах-козирок з одного боку створює тінь в жарку сонячну погоду, з іншої – виробляє електрічеств за допомогою встановлених тут сонячних батарей. Найбільшою “нульовою” спорудою в Китаї повинна стати 300-метрова “Башта перлової річки” (Pearl River Tower) в Гуанчжоу, спроектована американською компанією Skidmore, Owings & Merrill. 300-метрова 69-поверхова “Башта перлової річки” задумана як будівля нульової енергії, тобто, воно не споживатиме електрику із зовнішньої мережі. У башті буде виконано спеціальне подвійне скління південного фасаду (з вентиляцією між стекол), сприяюче зниженню нагріву будівлі. У Будівлі будуть встановлені автоматичні жалюзі, що повертаються на потрібний кут у міру подорожі Сонця по піднебінню, а також що відкриваються в похмуру погоду для збільшення природного освітлення офісів. Все це понизить витрати на кондиціонування. Сонячні батареї вироблятимуть електрику, надлишок якої запасається в спеціальні акумулятори. Окрім фотоелектричних панелей тут змонтовані і сонячні теплові колектори, що нагрівають воду для мешканців хмарочоса. Також американці запланували для “Перлової річки” систему збору дощової води і систему очищення і рециркуляції технічної води (використовуваною, наприклад, для зливу в унітазах), що повинне скоротити до мінімуму потреба будівлі в зовнішньому джерелі вологи. Плавні закруглення стенів хмарочоса покликані направляти вітер наскрізь будівлі через 2 технічних поверху, де будуть встановлені вітрові турбіни для виробництва електроенергії. При цьому будівля спеціально спроектована по переважаючих вітрах. У системі охолоджування будівлі, яка працюватиме в печені і вологому кліматі, архітектори застосували цілий ряд новинок, для мінімізації витрат на підтримку мікроклімату будівлі. Це і пасивні осушувачі вентиляційного повітря (канали вентиляції проходят в підлогах будівлі), і система охолоджування повітря в офісах з високим ККД. На відміну від поширених систем централізованого кондиціонування, вона заснована на циркуляції хладагента по багаточисельних розгалужених каналах, також пронизливих підлоги на всіх поверхах.

Білорусія: «Нульовий будинок»

Мешканець білоруського села Беларучи Євгеній Широков, кандидат технічних наук і колишній співробітник НДІ, побудував унікальний будинок з нульовим енергоспоживанням.

Будинок побудований з екологічно чистих матеріалів, має незвичайну круглу форму й постачений системою біологічної утилізації відходів.

У якості будматеріалів використовувалися солома, дошки й глина; стіни будинку полягають на 95% із соломи й на 5% - із глини. Фундамент будинку зроблений із пляшок. У результаті вартість будівництва будинку виявилася нижче на 40-50% у порівнянні з будівництвом традиційного будинку. Вартість нульового будинку площею 72 кв.м склала 20 тис. дол.

Будинок не підключений до централізованих комунальних систем. Виробництво електрики забезпечують вітряк і сонячні батареї. Лампи житель використовує тільки енергозберігаючі. Будинок постачений системою біологічної утилізації відходів.

Інший приклад "нульового" спорудження в КН - енергозберігаюче будинок, побудований для університету Сіньхуа в Пекіні. Будинок спроектовано таким чином, щоб мінімізувати витрати на обігрів і охолоджування. Дах-козирок з одного боку створює тінь в жарку сонячну погоду, з іншого боку - виробляє електрику з допомогою встановлених тут сонячних батарей. Найбільшим "нульовим" спорудою в Китаї повинна стати 300-метрова "Вежа перловою ріки" (Pearl River Tower) в Гуанчжоу, спроектована американською компанією Skidmore, Owings & Merrill. 300-метрова 69-поверхова "Вежа перловою річки" задумана як будівля нульової енергії, тобто, воно не буде споживати електрику із зовнішньої мережі. У башті буде виконано спеціальне подвійне засклення південного фасаду (з вентиляцією між стекол), що сприяє зниженню нагріву будівлі. Плавні заокруглення стін хмарочоса покликані направляти вітер наскрізь будинку через 2 технічних поверху, де будуть встановлені вітрові турбіни для виробництва електроенергії. При цьому будинок спеціально спроектовано з переважаючим вітрам. У системі охолодження будівлі, яка буде працювати в гарячому і вологому кліматі, архітектори застосували цілий ряд новинок, для мінімізації витрат на підтримку мікроклімату будівлі. Це і пасивні осушувачі вентиляційного повітря (канали вентиляції проходять в підлогах будівлі), і система охолодження повітря в офісах з високим ККД. На відміну від поширених систем централізованого кондиціонування, вона ґрунтується на циркуляції холодагента за численними розгалуженим каналах, також пронизливим підлоги на всіх поверхах. У Будинку будуть встановлені автоматичні жалюзі, повертаються на потрібний кут у міру подорожі Сонця по небу, а також що відкриваються в похмуру погоду для збільшення природного освітлення офісів. Все це знизить витрати на кондиціонування.

Мал 1. Нульовий будинок

Мал 2.Нульовий будинок

Хто-небудь з вас сьогодні може представити будинок, якому зовсім не потрібні зовнішні джерела електроенергії? Варто будинок, сам себе обслуговує електрикою, теплою водою, сам знищує сміття, вироблений його жителями. Жителям російських хрущовок таке здасться фантастикою, проте сьогодні в світі будівництво подібних будинків вже стає модою. Обумовлено це відразу двома чинниками: по-перше, сьогодні модно все, що так чи інакше пов'язано з екологією та енергозбереженням. По-друге, це економічно вигідно: якщо ви підприємець, у різних країнах світу вам обіцяють численні пільги і субсидії з боку уряду. Якщо ж ви представник влади, то вам повинно бути очевидно, що енергозберігаючі будинку в майбутньому зможуть заощадити мільярди доларів і зберегти енергетичний баланс як усередині країни, так і в світі в цілому. Крім того, популяризація «нульових» будинків всередині країни позитивно позначається на її іміджі. Як не дивно, лідером у практичному впровадженні автономних будинків, втім, як останнім часом і в багатьох інших галузях, що вимагають заощадження енергоресурсів, є Китай, активно залучає західних фахівців і західні технології. До останнього часу саме КН була одним з найбільших світових забруднювачів атмосфери, і саме від її рішень щодо збереження світової енергії у великій мірі залежить майбутнє планети. «Нульовий» будинок у сучасній термінології - це такий будинок, що завдяки новим технологіям може самостійно виробляти тепло та електрику для потреб його мешканців. Такі будинки повинні бути повністю незалежні від зовнішніх тепло-і електромереж. Це може досягатися за рахунок використання сонячних панелей для збору енергії, правильної організації повітроводів для економії на обігрів і кондиціонування, біореакторів, які вміють отримувати енергію з органічних відходів, і систем збору дощової води, для того щоб надалі її можна було використовувати для споживання мешканцями . Один з реальних проектів такого роду - відкритий в Нінбо ще у вересні 2008 року Центр енергетичних технологій китайського філії Ноттінгемського університету, будівля якого спроектовано італійськими фахівцями з компанії Mario Cucinella Architects. У будівлі розміщуються офіси, виставковий зал, лабораторії, стенди для випробування фасадів, кліматична камера і аеродинамічна труба. Загальна площа споруди - 1300 кв. м. Всього в ньому шість поверхів: п'ять наземних і один під землею. Висвітлюється будівлю виключно за рахунок фотоелектричних елементів і вітряків. Коли є сонце чи вітер, будівля накопичує енергію і зберігає її в спеціальних акумуляторах. Повністю заряджені батареї здатні обслуговувати будинок холодним повітрям і світлом впродовж двох тижнів - термін, більш ніж достатній для періоду похмурого безвітря. У Нінбо, розташованому в 200 км від Шанхаю, переважно тепло круглий рік, але на власний охолодження в будівлі Центру витрачається всього 7-8 кВт • г на рік на кожен метр площі. Якби не всі ці інноваційні технології, то для обслуговування будівлі на рік йшло б приблизно 450 тонн вугілля, а викиди в атмосферу вуглецю склали б 1081 тонну. Найбільшим автономним будинком у світі може стати «Вежа Перлинний ріки» в Гуанчжоу. Її будівництвом займається американська компанія Skidmore, Owings and Merrill. Башта буде мати 69 поверхів загальною «зростанням» в 300 м. Як і личить справжньому «нульового» дому, вона не буде підключена до зовнішніх джерел електроенергії. Характерна особливість цієї будівлі - наявність подвійного скління з вентиляцією між двома шарами скла. Подібна конструкція дозволить понизити витрати на кондиціонування приміщення. Крім того, в ньому будуть автоматичні жалюзі, які будуть самостійно змінювати кут розкриття в залежності від положення сонця. Буде в будівлі і хороша сонячна електростанція, енергія з якої буде витрачатися не тільки на освітлення, а й на підігрів води. Башта буде збирати дощову воду і очищати її, забезпечуючи себе принаймні технічної води для каналізації та інших потреб. Будуть у вежі і вітряні турбіни для виробництва електроенергії. Власне, не в одному Китаї сьогодні стурбовані енергоспоживанням житлових та службових будинків. Не так давно влади Мінська оголосили про введення в експлуатацію багатоповерхового «енергозберігаючого будинку». У ньому дев'ять поверхів, і на вид це звичайне панельне будівля з площею близько 10 тис. кв. м. Однак це не зовсім звичайний будинок: на його даху встановлені сонячні батареї. Отримуваного ними електрики, за розрахунками проектувальників, достатньо для освітлення під'їздів та фасаду будівлі. При цьому будуть використовуватися тільки енергозберігаючі лампи. У кожному під'їзді встановлено по 60 енергозберігаючих ламп потужністю 3,3 Вт Є в будинку і розумна система контролю за освітленістю: якщо в світлий час доби світла в під'їзді вистачає, лампочки будуть виключатися. Крім того, будинок обладнаний спеціально припливно-витяжною системою вентиляції, яка дозволить дому краще зберігати тепло, а значить, менше витрачати на його обігрів. За оцінками, інвестиції в енергозберігаючі технології мають окупитися вже через шість років. Якщо експеримент виявиться вдалим, міська влада Мінська не будуть обмежуватися одним-єдиним будинком.