Знаете ли вы, что принятый администрацией Обамы Закон о восстановлении и реинвестировании Америки выделил более 80 миллиардов долларов на технологии экологически чистой энергии? Поскольку промышленность продолжает расширяться, а мировые запасы невозобновляемых ресурсов постепенно становятся все более редкими и дорогими, зеленое строительство становится больше, чем экологически безопасным вариантом: оно становится необходимым шагом в том, как мы живем. К счастью, технология чистой энергии стала более продвинутой, чем когда-либо прежде, и может быть столь же полезной для вашего кошелька, как и для Земли. Зеленые технологии, такие как солнечная энергия, могут показаться дорогими по сравнению с традиционными источниками энергии, но в течение всего срока использования вы в конечном итоге сэкономите на затратах на электроэнергию.
Но что такое технология зеленого строительства? Это широкая категория, охватывающая все, от энергоэффективных приборов до геотермального отопления. 10 из этого списка обеспечивают баланс между экологически чистыми строительными материалами, которые каждый может использовать при строительстве нового дома, и более передовыми зелеными технологиями, которые привносят в строительную отрасль крутые достижения науки - подумайте о биоразлагаемой краске (знаете ли вы, что она сделана с использованием молоко?) и стекло, которое затемняется по команде. Это могут быть материалы и технологии, которые все будут использовать в будущем, но зачем ждать? Они доступны прямо сейчас.
10: Прохладные крыши
Прохладные крыши специально разработаны для повышения коэффициента отражения солнечного света и снижения теплового излучения. Другими словами, они отражают больше солнечных лучей, чем обычная черепичная крыша, и предотвращают утечку теплого или холодного воздуха внутри через верхнюю часть здания. Под палящим летним солнцем темные черепичные крыши могут нагреваться до 150 градусов по Фаренгейту (65,5 градусов по Цельсию). Отражательная способность прохладной крыши может снизить ее более чем на 50 градусов.
Снижение температуры самой кровли - это, конечно, преимущество, но настоящая экономия внутри. Прохладная крыша улучшает внутреннюю температуру здания, либо отражая сильное тепло, либо задерживая воздух внутри. Это снижает нагрузку на системы кондиционирования воздуха, тем самым уменьшая выбросы, возникающие в результате питания нашего отопления и охлаждения. Прохладные крыши могут быть построены с использованием ряда материалов, включая специальную отражающую краску и холодную черепицу и черепицу. Если вам нужна экологическая причина, чтобы поверить в прохладную крышу, не смотрите дальше: их отражательная способность может помочь снизить эффект теплового острова городских и пригородных районов, который вызывает значительно более высокие температуры под ярким солнечным светом по сравнению с окружающими сельскими районами.
9: Зеленая изоляция
Изоляция - одна из самых неприятных вещей в строительстве, это может подтвердить любой, у кого осколки стекловолокна застряли в коже. Материал не обязательно должен быть красивым или приятным, так как это, по сути, наполнитель для стен. Если он собирается оставаться вне поля зрения, почему бы не сделать изоляцию из любого старого хлама? Это основная суть зеленой изоляции, в которой используются переработанные материалы для облицовки наших стен. Отличным примером является хлопковая изоляция: мягкая синяя изоляция в основном состоит из переработанной джинсовой ткани, также известной как обрезки старых джинсов. Вы когда-нибудь представляли, что материал, из которого изготовлены ваши любимые штаны, можно использовать для утепления дома?
Целлюлозная изоляция берет не менее распространенный продукт и перерабатывает его. Есть какие-нибудь предположения относительно личности загадочного материала? Это скромная газета. Изоляция из переработанной бумаги бывает нескольких видов, но одной из наиболее распространенных является вдуваемая целлюлоза, которую можно распылять на стены или чердаки, а не раскладывать листами. Даже изоляция из стекловолокна может включать переработанное стекло, но есть и обратная сторона: плавление стекла и формирование изоляции из стекловолокна требует гораздо больше энергии, чем производство целлюлозной изоляции из бумаги. Целлюлозная изоляция часто состоит на 75-85 процентов из переработанного материала, что на 30-40 процентов выше, чем у стекловолокна, а целлюлоза даже лучше предотвращает поток воздуха, чем стекловолокно. Целлюлоза и хлопок, безусловно, являются лучшим выбором, когда речь идет об экологичной изоляции, и ни один из них не вызывает дискомфорта или проблем со здоровьем, как стекловолокно..
8: Биоразлагаемые материалы
Поскольку строительство - это строительство чего-то нового, мы иногда забываем об обратной стороне медали: снести что-то и утилизировать строительные материалы. Биоразлагаемые материалы могут превратить этот процесс утилизации во что-то более экологичное: вместо гигантской кучи отходов и химикатов они приводят к продуктам, которые разлагаются естественным образом, не загрязняя почву. Отличным примером является биоразлагаемая краска, которая имитирует старую практику создания краски на основе рецепта на основе молока. Компания Old Fashioned Milk Paint Co. использует молочный белок, известь и минеральные пигменты для создания смеси органических красок.
Использование переработанных продуктов, таких как переработанная изоляция из стекловолокна, например, является хорошим началом для экологичности, но продукты, которые естественным образом разлагаются, не выделяя токсинов в землю, еще лучше. За пределами Соединенных Штатов конопля используется в строительстве для всего, от фундамента здания до изоляции. Законы Соединенных Штатов запрещают выращивание промышленной конопли - родственника марихуаны с низким содержанием ТГК - но по крайней мере одна компания импортирует коноплю для создания Hemcrete, смеси конопли и извести, похожей на бетон.
Конопля - не единственный биоразлагаемый конструкционный материал в этом квартале - на самом деле наша следующая технология зеленого строительства используется уже тысячи лет.
7: Утрамбованный земляной кирпич
Утрамбованная земля - это древняя строительная техника, похожая на саман, которая использует сырье земли для создания прочных зданий с помощью простого процесса. Утрамбованная земля существует уже тысячи лет - части Великой Китайской стены были построены с использованием техники утрамбованной земли. Сегодня процесс формирования структуры из утрамбованной земли не так уж отличается от того, что был столетия назад. Влажная смесь земли и твердых веществ, таких как глина или гравий, смешивается со стабилизирующим элементом, таким как бетон, и сжимается, образуя плотные твердые стены. После формирования утрамбованная земля должна сохнуть в течение нескольких месяцев - или до двух лет - во влажном климате, чтобы полностью высохнуть и полностью затвердеть.
Плотность утрамбованной земли делает ее идеальным материалом для регулирования температуры в здании. Летом в нем будет прохладно, а зимой тепло, а при строительстве утрамбованной земли образуется меньше выбросов, чем при обычном строительном процессе. Современное оборудование для утрамбовки земли делает процесс уплотнения немного проще, чем тысячи лет назад, но все еще существуют инструменты, специально разработанные для уплотнения стен вручную.
Строительство из утрамбованной земли не совсем норма для 21-го века, но оно все еще существует, и есть подрядчики, которые специализируются на проектировании домов из полезных ископаемых Земли. Строительство из утрамбованной земли требует особого внимания, чтобы правильно регулировать воду, чтобы предотвратить повреждение, что очень похоже на нашу следующую зеленую технологию, систему, предназначенную для использования стока воды.
6: Управление ливневыми водами
В сельской местности стоки воды от проливных дождей и снегопадов могут вырезать большие участки земли и смыть растения. Эрозия может быть серьезным разрушительным явлением, и сила ливневых вод в городских районах не менее опасна; переполненные канализационные системы могут затопить улицы и здания, создавая опасные условия для вождения и материальный ущерб на миллионы долларов. Вот тут-то и начинается управление ливневыми водами: оно включает в себя озеленение и проектирование систем для правильного управления большими объемами воды. Агентство по охране окружающей среды США занимается управлением ливневыми водами с помощью зеленой инфраструктуры, которая включает использование растений и почвы в городских районах для контроля поглощения и очистки ливневых вод.
Зеленая инфраструктура Агентства по охране окружающей среды предлагает широкий спектр преимуществ: поощряя рост зелени в городских районах, инфраструктура помогает снизить эффект теплового острова, создаваемого теплопоглощающими покрытиями и металлом, уменьшает переполнение канализации за счет поглощения воды, и одновременно снижает загрязнение ливневых вод при их прохождении через растения и почву. Увеличение зеленого покрытия снижает общий сток, а растения улучшают качество воздуха, поглощая углекислый газ. EPA использует ряд методов для создания зеленой инфраструктуры. Ящики для растений, небольшие установки грязи и зелени вдоль улицы, являются одними из самых простых решений. Некоторые из других «зеленых» технологий, в том числе зеленые крыши, полностью покрытые растениями, и водопроницаемые тротуары, которые позволяют воде стекать в слой отложений, демонстрируют мощный потенциал технологии «зеленых» ливневых стоков.
5: Геотермальное отопление
В то время как управление ливневыми водами использует жизнь растений для управления водой, геотермальное отопление использует природную энергию Земли для производства электроэнергии. Подобно ветровой или солнечной энергии, геотермальная энергия является эффективным возобновляемым источником энергии, который гораздо более безвреден для окружающей среды, чем угольная электроэнергия или природный газ. Вы можете подумать, что холодная погода сделает геотермальное отопление неэффективным, но это не так. Трубы, проложенные на несколько футов под землей, избегают воздействия низких температур. Земля там остается близкой к 60 градусам по Фаренгейту (15,5 градусов по Цельсию), что делает ее источником теплой энергии зимой и прохладным источником энергии летом.
Смесь воды и антифриза прокачивается по трубам, проложенным под землей, для сбора тепловой энергии, затем направляется к тепловому насосу, который забирает эту энергию и использует ее для обогрева или охлаждения вашего дома. Хотя для питания теплового насоса требуется электричество, эффективность геотермальной системы означает, что вы будете получать от насоса гораздо больше энергии, чем вкладываете в него.
Геотермальное отопление имеет свои недостатки - вскапывание земли для прокладки трубопроводов для сбора энергии требует больших усилий. Но наш следующий классический возобновляемый ресурс, солнечная энергия, не представляет такой проблемы.
4: Солнечная энергия
Что вы представляете, когда представляете себе солнечную энергию? Огромные поля гигантских солнечных батарей? Солнечная энергия не обязательно требует тонн оборудования. На самом деле, некоторые виды солнечной энергии вообще не требуют никакого оборудования. Есть разница между активной солнечной энергией - которую вы, вероятно, представляете себе, когда думаете о солнечной энергии - и пассивной солнечной энергией, которая основана на дизайне умного дома, а не на передовых технологиях. Пассивный солнечный дизайн дома просто использует солнечные лучи для обогрева дома за счет стратегического размещения окон в доме. Большие окна пропускают солнечную энергию, а теплопоглощающая поверхность, такая как темная стена, удерживает тепло, чтобы согреть дом. Вентиляторы и вентиляционные отверстия могут помочь распространить этот воздух по всему дому.
Активные солнечные системы, очевидно, обеспечивают больше тепла, чем пассивные солнечные системы. Солнечные панели поглощают солнечное излучение и используют тепло для нагрева воздуха или воды, сокращая при этом потребление газа или электроэнергии. Чем больше мы полагаемся на солнечную энергию, тем меньше парниковых газов мы производим при использовании невозобновляемых источников энергии. Эффективность солнечных панелей зависит от размера системы и местного климата. Однако при правильных условиях солнечная система компенсирует первоначальные затраты на установку в долгосрочной перспективе годами бесплатной энергии.
3: Электрохромное умное стекло
Пассивная солнечная энергия зависит от окон, пропускающих лучи солнечного света для обогрева. Но что происходит в летние месяцы, когда вы хотите защитить себя от солнечной радиации? Навесы, жалюзи и свесы крыши могут сократить количество входящего света, но есть гораздо более крутое решение, которое обещает сократить расходы на ОВК и изменить то, как мы смотрим на солнечный свет из помещения. Это называется умное стекло.
Умное стекло, или электрохромное стекло, использует крошечную вспышку электричества для зарядки ионов на оконном слое и изменения количества отражаемого им света. В то время как окна с низким коэффициентом излучения, которые блокируют часть солнечного излучения, уже существуют, умное стекло дает вам возможность выбирать, сколько света вы хотите блокировать. Подключенные к умным системам управления зданием, небоскребы могут автоматически тонировать тысячи окон в часы пик и возвращать полную прозрачность по вечерам. Разработчики смарт-стекла ожидают 25-процентного снижения затрат на ОВК благодаря динамическим окнам. Электрохромное стекло все еще совершенствуется для коммерческого использования, но ожидается, что в ближайшие годы появится больше стекла, поскольку конкурирующие разработчики выводят на рынок эту интеллектуальную энергосберегающую технологию.
2: Умная техника
Современная бытовая техника умнее, чем когда-либо. Наши кухни, возможно, еще не похожи на что-то из Jetsons, и Рози по-прежнему нет рядом, чтобы готовить и убирать, но новейшие приборы предназначены для экономии энергии и упрощения нашей жизни. Продукция LG, представленная на выставке Consumer Electronics Show 2011, прекрасно иллюстрирует тенденцию в области бытовой техники: ее холодильники, посудомоечные и стиральные машины SmartGrid подключены к интеллектуальному счетчику, чтобы быть максимально энергоэффективными. Интеллектуальные счетчики - это, по сути, электрические счетчики, которые собирают данные в режиме реального времени и могут обмениваться данными с устройствами для предоставления полезных данных о мощности. С помощью этих данных интеллектуальные устройства LG могут определять тарифы на электроэнергию и автоматически включаться, когда тарифы на электроэнергию самые низкие.
Новая бытовая техника также включает в себя технологию, которую мы привыкли видеть в специализированных компьютерных системах - например, в интеллектуальном холодильнике LG используется ЖК-экран, чтобы помочь вам организовать и инвентаризировать охлажденные продукты. Запрограммировав даты истечения срока годности, вы можете заставить холодильник уведомлять вас, когда еда портится, а весь ваш ассортимент продуктов доступен на мобильном устройстве, таком как смартфон, по сути предоставляя вам вездесущий список покупок, основанный на том, что у вас уже есть в наличии..
Тем не менее, именно повышение энергоэффективности делает умные бытовые приборы фантастической экологичной технологией. Они являются небольшой частью нашего последнего экологичного элемента конструкции, который берет элементы почти всего, о чем мы говорили, и объединяет их в один супер-зеленый дизайн: дом с нулевым потреблением энергии.
1: Дом с нулевой энергией
Здания с нулевым энергопотреблением или здания с нулевым потреблением энергии построены так, чтобы успешно работать независимо от обычной электрической сети. Другими словами, они обеспечивают свою собственную энергию за счет возобновляемых источников энергии. «Нулевой» относится как к потреблению энергии, так и к выбросам углерода - здание с нулевым потреблением энергии ежегодно потребляет нулевую чистую энергию и не производит выбросов углерода, поскольку оно зависит от возобновляемых источников энергии, таких как солнечная или ветровая энергия.
Дома с нулевым энергопотреблением специально построены так, чтобы быть чрезвычайно энергоэффективными, с отличной изоляцией и такими технологиями, как пассивное солнечное проектирование. Конечно, эффективное проектирование - это только начало - зданиям все еще откуда-то нужна энергия. Активные солнечные панели и ветряные коллекторы являются распространенными решениями, а в некоторых зданиях для отопления используется биотопливо. Строительство с нулевым потреблением энергии наиболее эффективно в небольших населенных пунктах, где несколько домов могут пользоваться общим возобновляемым ресурсом.
Строительство дома с нулевым потреблением энергии, очевидно, непростая задача. Это тоже недешево, но некоторые правительства медленно продвигаются к поддержке строительства с нулевым потреблением энергии с помощью субсидий, чтобы стимулировать экологические преимущества для окружающей среды. Правительство США предлагает налоговую льготу для инвестиций в солнечную энергию в размере 30 процентов от общей стоимости системы, а штат Калифорния предлагает дополнительный возврат денег для потребителей, выбравших возобновляемую энергию. Нулевое энергопотребление по-прежнему является нишевой формой строительства с высокими первоначальными затратами, но наградой является идеальное сочетание технологий, которые почти не влияют на окружающую среду по сравнению с сегодняшним средним строительным проектом.