Устойчивая архитектура

Устойчивая архитектура — это экологически ориентированная архитектура высоких технологий. Она стремится к минимизации негативного влияния на окружающую среду за счёт эффективного и продуманного использования материалов, энергии, пространства и экосистемы в целом. Проектирование устойчивой архитектуры включает в себя обострённое внимание к вопросу энергосбережения и охраны окружающей среды.

Понятие устойчивой архитектуры тесно связано с устойчивым развитием. В целом в основе идеи устойчивости заложено стремление к тому, чтобы использование имеющихся сейчас ресурсов не привело к разрушительным последствиям для всего общества и не лишило возможности использовать ресурсы в долгосрочной перспективе.

Использование устойчивой энергии

Энергоэффективность на протяжении всего жизненного цикла здания — главная цель устойчивой архитектуры. Архитекторы обращаются ко множеству пассивных и активных методов, чтобы сократить потребление энергии зданиями и вместе с этим повысить их способность улавливать и генерировать энергию самостоятельно. Для уменьшения цены и сложности устойчивой архитектуры предпочтение отдаётся пассивным системам, которые включают в себя использование преимуществ расположения здания, включение в систему здания источников возобновляемой энергии и при необходимости возможность использовать ресурсы ископаемого топлива. Анализ стройплощадки может помочь грамотно использовать для расчёта инсоляции, отопления и вентиляции помещений такие ресурсы окружающей среды, как ветер и дневной свет.

Эффективность систем отопления, вентиляции и охлаждения

Со временем были разработаны многочисленные пассивные архитектурные стратегии. Примеры таких стратегий включают расположение комнат или размер и ориентацию окон в здании, а также ориентацию фасадов и улиц или соотношение между высотой здания и шириной улицы при городском планировании.

Важным и экономичным элементом эффективной системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) является хорошо изолированное здание. Более эффективное здание требует меньше тепла, выделяющего или рассеивающего мощность, но может потребоваться большая мощность вентиляции для удаления загрязнённого воздуха в помещении.

Значительное количество энергии вымывается из зданий с потоками воды, воздуха и компоста. Готовые к использованию технологии рециркуляции энергии на месте могут эффективно улавливать энергию из отработанной горячей воды и застоявшегося воздуха и передавать эту энергию поступающей свежей холодной воде или свежему воздуху. Для возврата энергии из компоста, покидающего здания, для других целей, помимо садоводства, требуются централизованные анаэробные варочные котлы.

Возобновляемая энергия

Солнечные панели

Активные дома в районе Вобан Фрайбурга (Германия)

Активные солнечные устройства, такие как фотоэлектрические солнечные панели, помогают обеспечить устойчивое электричество для любого использования. Электрическая мощность солнечной панели зависит от ориентации, эффективности, широты и климата — солнечная энергия варьируется даже на одной и той же широте. Типичная эффективность имеющихся в продаже фотоэлектрических панелей составляет от 4 % до 28 %. Низкий КПД некоторых фотоэлектрических панелей может существенно повлиять на срок окупаемости их установки. Такой низкий КПД не означает, что солнечные панели не являются жизнеспособной альтернативой энергии. В Германии, например, солнечные панели обычно устанавливаются при строительстве жилых домов.

Ветряные турбины

Использование небольших ветряных турбин в производстве энергии в устойчивых конструкциях требует учёта многих факторов. С точки зрения затрат, небольшие ветровые установки обычно дороже, чем более крупные ветряные турбины, в зависимости от количества энергии, которую они производят. Для небольших ветряных турбин затраты на техническое обслуживание могут быть решающим фактором на объектах с ограниченными возможностями защиты от ветра. На объектах со слабым ветром обслуживание может потребовать значительную часть дохода небольшой ветряной турбины.

Тепловые насосы

Воздушные тепловые насосы (ASHP) можно рассматривать как реверсивные кондиционеры. Как и кондиционер, ASHP может забирать тепло из относительно прохладного помещения (например, дома при 70 ° F) и сбрасывать его в жаркое место (например, на улице при 85 ° F). Однако, в отличие от кондиционера, конденсатор и испаритель ASHP могут переключаться, меняясь ролями, и поглощать тепло из холодного наружного воздуха и сбрасывать его в тёплый дом.

Тепловые насосы с воздушным источником недороги по сравнению с другими системами тепловых насосов. Однако эффективность тепловых насосов с воздушным источником тепла снижается, когда температура наружного воздуха очень низкая или очень высокая; поэтому они действительно применимы только в умеренном климате.