Зеленые дома

Когда более полувека назад Оскар Нимейер проектировал новую столицу Бразилии, ключевым словом в архитектуре было модерн, модернизм. Сегодня ключевые слова начинаются с приставки «эко», а модерн — зеленый.

В экспериментальном проекте города будущего, в частности Венеция, ученый из Гринвичского университета доктор Рэйчел Армстронг предлагает спасти тонущий город с помощью программируемого рифа.

Субстратом для агломерации будут микроорганизмы, которые строят известнякоподобную породу, биобетон, в результате их естественного ухода от света. Еще одно направление в создании биодомов иллюстрирует дизайн группы архитекторов Terreform ONE из Нью-Йорка.

1. Живая стена в Ocean Financial Center

Они хотели бы создавать живые конструкции из выращенных в лаборатории материалов, похожих на кожу.

Основой станут клетки свиной кожи, нанесенные с помощью 3D-печати на пластиковые скелеты. Эти типы конструкций и концепций звучат довольно радикально и фантастично.

Но на самом деле, прежде чем мы это увидим биогорода будущего, построить бендзице и другие здания, похожие на новый кампус Apple в Калифорнии, который в настоящее время находится в стадии строительства.

Целых 80% площади вокруг круглого главного здания, напоминающего аппарат НЛО, здесь будут застроены парком.

На вершине 7 тысяч. деревья. Apple наняла специалистов из университетов для посадки местных видов. Кампус должен гармонировать с окружающей средой и по высоте зданий. Все объекты будут не выше четырех этажей.

Хотя главное здание должно быть доминирующим по размеру, оно не будет возвышаться, как небоскреб. Кампус получит резервный источник питания. По замыслу самого Стива Джобса, она со временем станет основным источником, ведь Apple намерена вырабатывать солнечную энергию, которая будет чище и дешевле, чем из сети, которая является лишь резервным вариантом в проекте.

Стоит помнить, что «зеленому» также всячески способствуют современные власти и установленные законы. Правила кровли действуют во Франции с 19 марта 2015 года. Крыши недавно построенных коммерческих объектов теперь должны быть частично покрыты зеленью или солнечными панелями.

Это должно помочь изолировать здание, что приводит к снижению затрат на отопление зимой и охлаждение летом, увеличивая биоразнообразие, уменьшая проблему стока воды за счет удержания определенной части дождевой воды и борьбы с шумом.

Франция — не первая страна, которая ввела политику «зеленых крыш». Такие шаги уже были предприняты в Канаде и ливанском Бейруте.

Живые стены и теплицы

Архитекторы пытаются вернуть природу в города. Сочетание свойств живых организмов с человеческой изобретательностью может стереть грань между естественным и искусственным, сделав нашу жизнь лучше.

Пионеры ищут способы снести отгороженные нами стены и поставить на их место «живые стены», покрытые землей и растительностью, и стеклянные конструкции, наполненные водорослями. Их можно использовать для обработки газов и получения энергии.

2. Фасадные панели с водорослями в здании BIQ в Гамбурге

Даже самый простой биологические системы Ведь они могут поглощать дождевую воду, поддерживать жизнь в разнообразной форме, улавливать загрязняющие вещества и регулировать температуру воздуха.

Живые стены или вертикальные сады становятся все более распространенным явлением в наших городах.

Пионеры этих решений, такие как французский ботаник Патрик Блан, тщательно отбирают для них виды растений и размещают их на металлических каркасах, переплетенных с трубами, подающими воду и удобрения.

Лондонский фонд чистого воздуха создал систему живых стен, окружающих город. За одним из них, рядом со станцией метро Edgware Road, одним из самых загрязненных мест, наблюдали ученые из Имперского колледжа Лондона.

Она остается самой большой живой стеной в мире. вертикальный сад в Финансовом центре Ocean, Сингапур (1). Он имеет площадь 2125 м2. Вырастает 50 тысяч. растения. Он тянется вокруг многоэтажной автостоянки, снижая температуру и очищая воздух от выхлопных газов.

3. Конструкция плантагона

С другой стороны, в здании BIQ в Гамбурге микроскопические водоросли, помещенные в стеклянный фасад, изолируют объект от света и температуры окружающей среды. По мере размножения их собирают и ферментируют, производя биогаз для нужд здания (2).

Шведская компания Plantagon, специализирующаяся на городском сельском хозяйстве, совместно с городом Линчепинг строит футуристический «инспект», заключенный в виде стеклянной сферы (3), в котором в специальных ящиках хранится еда для тысяч человек. производиться.

Урожай будет созревать на спиральной ленте конвейера от верхней части конструкции до самого низа. Когда они достигают самого нижнего яруса, машина выбирает полностью созревшие.

Здание предназначено для производства продуктов питания там, где они нужны больше всего, с использованием избыточного тепла, CO2 и отходов. Проект под названием Микробный дом, разработанный Philips, предполагает, что все отходы — нечистоты, мусор и использованная вода — будут фильтроваться, перерабатываться и использоваться растениями и микробами.

Концепция предполагает, в частности, использование биолюминесцентных бактерий, которые питаются отходами для получения атмосферного света, и кухонного прилавка, где бактерии будут преобразовывать остатки пищи в метан — топливо.

Дома на природе

4. Суперэкологическая резиденция недалеко от Тревизо

5. Проект «Городской дом на дереве»

Примеры новых, зеленых и экономичных технологий дома 1. Восстановление воды в системе Ecoplay. Принцип работы системы заключается в использовании воды после купания и душа, или из посудомоечных машин в смывных унитазах, после добавления хлора. Экономия потребления воды в домашнем хозяйстве достигает 30%.

2. Управление отоплением и отопительной водой с помощью мобильных приложений. Приложения для смартфонов позволяют дистанционно и удобно программировать системы центрального отопления и горячего водоснабжения.

3. Светодиодное освещение. Лампы этого типа имеют во много раз больший срок службы и потребляют гораздо меньше энергии, чем обычные лампы накаливания.

4. Покрытия из низкоэмиссионного электронного стекла. Решение, называемое стеклом с низким коэффициентом излучения (или низкоэмиссионным стеклом), заключается в покрытии стекла специальными микропокрытиями, отражающими тепло. Зимой они препятствуют его выходу наружу, летом отражают тепло извне.

5. Солнечные панели. Они намного дешевле кремниевых солнечных панелей и нагревают воду за счет бесплатной энергии.

6. Магнитокалорические холодильники. «Дженерал Электрик» сконструировала «магнитокалорический» холодильник, устройство, которое охлаждает и замораживает с использованием совершенно иных физических принципов, чем традиционные холодильники — так называемые магнитокалорический эффект.

В новом типе цикла теплопередающим фактором должен быть водный раствор, протекающий через систему магнитов, собирающий тепловую энергию и выносящий ее за пределы устройства. Новый тип оборудования должен быть на 20% более энергоэффективным, чем нынешние холодильники.

7. Практически безводные стиральные машины. Специалисты Xeros разработали стиральную машину, которой практически не требуется вода – для стирки, потому что она необходима для полоскания. Вместо воды здесь используются маленькие пластиковые шарики.

Действие этого фактора механическое. Гидрофобные шарики справятся даже с жирными пятнами. Для более тяжелых случаев предусмотрены сорта полимерного гороха, способные впитывать жиры.

Почти сто процентов уже жилой эко постройка дома BioCasa_82 (4), построенный недалеко от Тревизо по проекту Розарии Пиччиотто и Веллдом. Суперэкологичная резиденция построена на 99 % из материалов, пригодных для вторичной переработки, и на 100 % питается от возобновляемых источников энергии.

Построенный для частных целей, дом получает энергию от эффективных фотоэлектрических солнечных панелей и геотермальной установки, которая обеспечивает горячее водоснабжение, отопление и охлаждение. BioCasa_82 также оборудован системой сбора дождевой воды.

6. Дом «Плавучий морской конек»

Подсчитано, что эта недвижимость производит на 60% меньше парниковых газов, чем средняя резиденция такого типа. Его строительство велось по правилам максимальной заботы об окружающей среде.

99% материалов, используемых в строительстве, легко перерабатываются и поступают из местных источников, а это значит, что их не нужно было перевозить на большие расстояния.

В Берлине, в районе Целендорф, этой весной создали интересный дизайн домов на деревьях — Городской домик на дереве (5). Он был задуман как эксперимент и исследовательский проект нового типа строительства и жилья в гармонии с природой.

Район находится в непосредственной близости от красивых озер Крумме-Ланке и Шлахтензее, граничащих с лесом.

Задача домов на деревьях заключалась в том, чтобы использовать для застройки относительно небольшое количество доступной земли. В результате было создано два кубических блока, каждый с полезной площадью 21 м².

Оба здания возвышаются на четырехметровом основании и имеют крытую внешнюю поверхность одинаковой высоты и нижнюю террасу высотой 2,6 метра.

Инсталляция здания, силовые цепи и место для хранения садового инвентаря и отходов расположены в цоколе, обшитом лиственничными рейками. Интерьер включает ванную комнату с душевой кабиной, светлые интерьеры с кухонным уголком и кроватью, а также аксессуары для дома.

Стеновые и потолочные панели из елового дерева остались в своем естественном состоянии. Еще одна интересная концепция плавучие виллы, которые являются частью более крупного проекта «Мир», то есть искусственных островов возле Дубая.

Проект Floating Seahorse (6) предусматривает строительство кораллового рифа, в котором смогут жить многие виды подводных существ, в том числе морские коньки, от которых и получил свое название весь проект.

Так в одном месте возвращаемся в лес, а в другом — к морю. К концу 2016 года группа Kleindienst завершит строительство 42 вилл, которые фактически будут кораблями.

35 из 42 объектов уже куплены. Даже более того радикальная экологическая концепция Экокапсула (7).

Небольшие овальные дома, спроектированные словацкими архитекторами, предназначены для людей, которые хотели бы жить на лоне природы, не унижая ее. На крыше обитаемой капсулы находится солнечная батарея мощностью 600 Вт для сбора энергии.

Дополнительно имеются встроенные ветряки мощностью 750 Вт. Конструкция дома позволяет собирать дождевую воду, размещая вокруг него резервуары для воды. Внутри установлены специальные фильтры, очищающие дождевую воду.

Таким образом, коттедж является энергоэффективным и самодостаточным. Экокапсула имеет длину 4,45 м, ширину 2,25 м и высоту 2,56 м. Это не много. Несмотря на такое небольшое пространство, каждый дом полностью приспособлен для более длительного пребывания в нем.

Внутри есть «место» для спальни, кухни, душа, туалета и даже места для вещей. На двоих должно хватить. Вес всего дома составляет около 680 кг. Компактный размер возможность перевозки с использованием прицепа.

Дома, которые не бегают

Радикальные проекты пока в основном курьезы. Реальностью современного строительства является акцент на энергоэффективность получаемых объектов, чтобы они отвечали самым высоким требованиям как в плане экономии, так и в плане эксплуатации.

Речь идет о двойном «эко» — экологии и экономии. Сверхэнергоэффективные здания, также называемые пассивными, характеризуются компактным корпусом, в котором риск возникновения тепловых мостов и, следовательно, потерь тепла сведен к минимуму.

Это важно в отношении аспекта получения наименьших параметров относительно отношения площади наружных перегородок, которые учитываются вместе с полом по грунту, к общему отапливаемому объему.

Вся конструкция должна включать в себя поверхности, которые являются буферами тепла, например, зимние сады. Они концентрируют нужное количество тепла, отдавая его при этом противоположной стене здания, которая становится не только его хранилищем, но и естественным радиатором.

Зимой этот тип буферизации защищает здание от слишком холодного воздуха. Также внутри применен принцип буферной планировки помещений – комнаты располагаются с южной стороны, а подсобные помещения – с северной.

Основой всех домов этого типа является подходящая низкотемпературная система отопления. Применяется механическая вентиляция с рекуперацией тепла, т. е. с рекуператорами, которые, выдувая «использованный» воздух наружу, сохраняют его тепло для нагрева свежего воздуха, вдуваемого в здание.

8. Схема летнего байпаса, используемого в вентиляции

Стандарт распространяется и на солнечные системы, которые позволяют нагревать воду с помощью солнечной энергии. Инвесторы, которые хотят в полной мере воспользоваться преимуществами природы, также используют тепловые насосы.

Летом, когда мы хотим приятно охладиться дома, он нам это предоставит. приточно-вытяжная вентиляция. Для этого используется грунтовый теплообменник, использующий ресурсы почвы для предварительного выравнивания температуры воздуха.

Многие вентиляционные устройства оснащены 8% т.н. летний обход (XNUMX). Его задача – пропускать отработанный воздух мимо теплообменника. Это предотвращает нагрев летнего приточного воздуха, охлаждаемого грунтовым теплообменником, теплым вытяжным воздухом.

Системы также включают сети датчиков, которые измеряют внутреннюю и наружную температуру. По изменению температуры блок управления определяет, летний ли это день. Как только запрограммированные параметры превышены, байпасная цепь замыкается в автоматическом режиме.

Одной из основных задач, которую должны выполнять все материалы, является обеспечение наилучшего возможного теплоизоляция. Отсюда применяются только теплые наружные перегородки, которые позволят: кровле, стенам и перекрытиям, примыкающим к земле, иметь тепловой коэффициент, не превышающий U=0,16-0,20 Вт/(м²·К).

Наружные стены должны быть как минимум двухслойными, хотя для достижения наилучших результатов лучше использовать трехслойную систему. Инвестиции также сделаны в высококачественные окна с тремя стеклами и достаточно широкими и термозащищенными профилями.

9. E+ Green Home — проект

Большие окна — прерогатива южной стороны здания, на северной — только в точках и самых маленьких размеров.

Технологии пассивного дома постоянно развиваются, о чем лучше всего свидетельствует новый проект E+ Green Home (9), разработанный южнокорейской архитектурной студией Unsangdong Architects.

Крыши плавно переходят в зеленые стены. Комок разноцветный. С самолетами зеленые сады на крыше к нему примыкают солнечные батареи, световые люки и деревянная облицовка.

Здание было сертифицировано Институтом Passivhaus в Германии для пассивных домов, что означает, что оно потребляет всего около 10% энергии, необходимой среднему жилому зданию. E+ Green Home — комплексный проект. Архитекторы подумали о том, чтобы озеленить крыши и стены.

Поверхности крыши имеют форму, позволяющую эффективно собирать дождевую воду. Для полива растений используется очищенная дождевая вода и другая менее чистая вода. По словам проектировщиков, в сравнительно небольшом здании было использовано более девяноста «зеленых технологий».

В доме также полно современной электроники. Сеть из 450 датчиков включает обширную интеллектуальная система управления объектами. Он на постоянной основе исследует параметры окружающей среды, измеряет температуру, концентрацию углекислого газа в воздухе и работу всех установок.

Новые технологии экономят деньги

Не только пассивные проекты, но и само развитие современных технологий помогает экономить энергию, принося облегчение не только кошельку, но и природе. Получается, что американские домохозяйства сегодня потребляют столько же электроэнергии, сколько и в 2001 году, согласно данным государственных агентств.

По мнению экспертов, это в основном связано с экономией и ростом энергоэффективность бытовая техника. Среднее энергопотребление устройств кондиционирования воздуха, распространенных в США, с 2001 года снизилось на 20%, сообщает Ассоциация производителей бытовой техники.

Снизилось энергопотребление всех бытовых приборов, в том числе телевизоров, жидкокристаллические или светодиодные дисплеи которых потребляют до 80% меньше энергии, чем старое оборудование. По оценкам Министерства энергетики США, к 2027 году светодиодные технологии позволят сэкономить столько энергии в США, сколько будут производить 44 крупные электростанции.

Светодиоды и более современная бытовая техника — это только начало экономии, они дают возможности на каждом шагу. Например, окна в доме были бы идеальным местом для солнечных батарей, если бы они не обеспечивали также внутреннее пространство солнечным светом.

Тем не менее, это совместимо, говорят исследователи из Мичиганского государственного университета. Они строят полностью прозрачные фотоэлектрические панели, которые ни в малейшей степени не будут ограничивать количество света, проходящего через стекло.

Идея американцев в том, что дальности должны быть «рабочим фактором» в звене нового типа электромагнитное излучение невидимые для человека, то есть ультрафиолетовые и инфракрасные волны.

В невозмущенном состоянии через ячейки проходят диапазоны видимых световых волн, благодаря чему для нашего глаза нет разницы между фотоэлектрической панелью и обычным окном.

Ученым из Лос-Аламосской национальной лаборатории в сотрудничестве с коллегами из итальянского Università degli Studi di Milano-Bicocca удалось создать новый тип квантовых точек, которые можно встраивать в прозрачный полимер.

Ученые заметили, что эти квантовые точки могут улавливать часть солнечных лучей и направлять их, например, на солнечные панели, размещенные по бокам полимера. А если не только дома экономить энергию, но и, например, очистить воздух?

Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде протестировали новый тип кровельной черепицы, которая, по их словам, может химически разрушить такое же количество вредных оксидов азота в атмосфере, какое выбрасывает в атмосферу средний автомобиль в течение года.

Другой подсчет говорит о том, что один миллион крыш, покрытых такой черепицей, за сутки устраняет из воздуха 21 миллион тонн этих соединений. Ключом к новой кровле является примесь двуокиси титана, о которой мы пишем в этом выпуске МТ и в другой статье Темы.

Как ученые Риверсайда закачивали вредные соединения азота в «атмосферную камеру» и освещали черепицу на крыше ультрафиолетовая радиация активируя диоксид титана, в различных образцах химически активное покрытие удаляло от 87 до 97% вредных веществ диоксида титана.

Авторы изобретения в настоящее время рассматривают возможность «окрашивания» этим веществом целых поверхностей зданий, в том числе стен и других архитектурных элементов.