Экостроительство. Оценка эффективности строительства и эксплуатации экодома
МОСКОВСКАЯ АКАДЕМИЯ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА И СТРОИТЕЛЬСТВА
Факультет: Городского, Дорожного Строительства и Хозяйства
Кафедра: Экспертиза и управление недвижимостью
Курсовая работа по специальности: Управление эксплуатацией недвижимости.
На тему: Экостроительство. Оценка эффективности строительства и эксплуатации экодома.
Сдал: студент 6 курса
УН 02-521
Чеботарева Е.С.
Принял: Профессор
Солодихин Г.М.
Москва, 2013 г.
Содержание:
- Введение ……………………………………………………………………..3
- Зеленые стандарты в строительстве:……………………………………….
3 - Стандарт Зеленого строительства LEED…………………….…………5
- Стандарт Зеленого строительства BREEAM…………………………...6
- Стандарт Зеленого строительства DGNB………………………………7
- Понятие «Экодом»…………………………….…………………………
….8 - Параметры эффективности экодома………………………………..………8
- Основные принципы строительства Экодома…………………………….14
- Обсуждение перспектив массовой экологической застройки……………20
- Перспективы развития экостроительства в России……………………….21
- Заключение……………………………………………………
……………..22 - Список литературы …………………………………………………………25
- ВВЕДЕНИЕ
В эпоху непомерного, порой бездумного использования ресурсов нашей планеты, все чаще мы задаемся вопросом, а что дальше? К чему мы придем через 100, 50, а то и 20 лет подобного «обжорства»? Что после себя мы оставим нашим детям, внукам? К чему придут наши дети, если мы не научим их беречь мир вокруг себя? Может, нас этому не особо учили, но это не повод не думать о будущем. И начинать нужно с себя. В своей работе я хочу рассмотреть относительно новое для нашей страны направление в строительстве – Зеленое строительство. Экодом для жителей мегаполисов нашей страны, по моему мнению, слово сейчас больше модное, чем само собой разумеющееся, но, я верю, что придет время, когда мы научимся оценивать вред который мы наносим окружающей среде не только из сводок, представленных в масс-медиа, но и силами собственной сознательности и ответственности. Надеюсь, это случится не тогда, когда будет почти поздно.
2. ЗЕЛЕНЫЕ СТАНДАРТЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
Если рассматривать мировую практику, то такое направление, как Зеленое строительство достаточно широко практикуется в индустриально развитых странах. Если брать историю становления данного направления в странах Западной Европы и США, то в хронологическом порядке ее можно представить так:
- В октябре 1973 г. ОПЕК прекратил добычу нефти;
- В начале 1974 г. цена на нефть возросла в 4 раза;
- Возникли движения за здоровый образ жизни и чистоту окружающей среды (аэробика Джейн Фонды; начало борьбы с курением табака);
- Появились первые экзотические частные дома, в которых были реализованы экологические подходы и использованы источники альтернативной энергии;
- С 1974 по 1993 — продвижение стратегии энергоэффективности:
- с 1975 г. началось строительство демонстрационных энерго-эффективных зданий (привести примеры);
- Сформировалось понимание важности энерго-эффективности на государственном уровне, возникла государственная поддержка частных инициатив. Были сформулированы цели и задачи ЗС.
- 1990 — внедрение стандарта BREEAM в Великобритании
- 1992 — начало программы Energy Star в США
6. С 1993 по 1998 год — продвижение стратегии ресурсосбережения и рационального управления и пользования ресурсами, потребляемыми при строительстве зданий
- возросшие вычислительные мощности компьютеров значительно улучшили качество обработки государственных статистических данных, и оказалось, что на содержание зданий идет 40-45% вырабатываемых энергетических ресурсов;
- Серьёзное влияние на развитие Зелёного строительства оказало движение на национальных и межправительственных уровнях за предотвращение изменения климата и сокращение выбросов СО2;
7. Коллективными
усилиями разработчиков были
формализованы комплексные
8. Опираясь на
устремления общественных и
9. С 1998 по 2005 — продвижение инновационных подходов в строительстве и переход от комплексной эффективности к зданиям с нулевым воздействием и нулевым выбросом;
- 1998 появление рейтинговой системы LEED
- 1999 первая встреча всемирного Совета по экологическому строительству при участии 8 стран: США, Австралия, Испания, Великобритания, Япония, ОАЭ, Россия и Канада.
- 2002 учреждение Всемирного совета по экологическому строительству
10. 2005 и в ближайшее будущее — применение метода Анализ Жизненного Цикла (LCA и LCC), где на уровне экологического и экономического следа можно будет рассчитать все затраты, риски и целесообразность от конца в начало, то есть от утилизации к первоначальной идее.
То есть, мы видим, что с момента начала развития этой тенденции в указанных странах минуло уже 40 лет, и интерес к ней не ослабевал, напротив, все более развивался и закреплялся. Что касается Российской практики (а ранее практики Советского Союза), то до недавнего времени проблемам энерго- и ресурсосбережения уделялось недостаточное внимание (хотя и сейчас вряд ли можно сказать, что Россия передовик идеи экостроительства и экономии ресурсов, не смотря на обилие информации и якобы действий в данном направлении – *лирическое отступление). В общем объеме проектирования и строительства сегодня это не более чем единичные реализованные пилотные проекты и экспериментальное проектирование. Массовое строительство экодомов (именно зданий, реализующих зеленые технологии, а не названных так из коньюктурных соображений) в ближайшее время представляется маловероятным. Скорее всего это будут частные заказы отдельных зданий по всем регионам России, возможно – отдельных элитных загородных жилых и рекреационных экопоселков и комплексов в Подмосковье или на Черноморском побережье РФ. (Строительство объектов Олимпиады 2014, пожалуй, можно отнести к исключению из правила, в силу «внешних» причин).
Но, не смотря на относительную малоразвитость экостроительства в России, я бы хотела несколько подробнее остановиться на задачах Зеленого строительства в мировом масштабе. В конце-концов, это то, к чему мы должны стремиться. Итак, основными задачами экостроительства являются:
- Сокращение совокупного (за весь жизненный цикл здания) пагубного воздействия строительной деятельности на здоровье человека и окружающую среду, что достигается посредством применения новых технологий и подходов;
- Создание новых промышленных продуктов;
- Снижение нагрузок на региональные энергетические сети и повышение надежности их работы;
- Создание новых рабочих мест в интеллектуальной сфере производства;
- Снижение затрат на содержание зданий нового строительства;
2.1 Стандарт зеленого строительства LEED
Ранее, в хронологии
развития экостроительства, я уже
упоминала рейтинговой системе
Эта система была разработана в 1993 году как Зеленый строительный стандарт измерения энергоэффективности и экологичности проектов и зданий. Система LEED разработана Американским Советом По Зеленым Зданиям - United States Green Building Council (USGBC) как стандарт измерения проектов энергоэффективных, экологически чистых и устойчивых (sustainable) зданий для осуществления перехода строительной индустрии к проектированию, строительству и эксплуатации таких зданий.
Стандарт LEED v.3 вышедший в 2009 году состоит из шести разделов:
1. Прилегающая территория,
2. Эффективность использования водных ресурсов,
3. Энергия и атмосфера здания,
4. Материалы и ресурсная база,
5. Качество внутреннего воздуха,
6. Новые стратегии в проекте и инновации.
Эти разделы содержат разное количество требований — по соответствию этим требованиям оцениваемый проект получает зачетные баллы.
Система устроена так, что, не продумав или пропустив хотя бы одно требование, соискатель сертификата не сможет его получить из-за несоответствия стандарту. Итоговый сертификат определяется общей суммой этих баллов по гибкой сертификационной шкале и имеет несколько градаций.
Важно отметить, что LEED не заменяет собой требования нормативных документов, установленных в той или иной стране государственными ведомствами (в России – ГОСТы, СНиПы; призваны обеспечить необходимый минимум безопасности для людей). Она только дополняет более совершенными, отвечающими запросам современности, критериями оценки качества.
Новый подход помогает решить следующие задачи:
- Снижение уровня потребления энергетических и материальных ресурсов зданием;
- Снижение неблагоприятного воздействия на природные эко-системы;
- Обеспечение гарантированного уровня комфорта среды обитания человека;
- Создание новых энергоэффективных и энергосберегающих продуктов, новых рабочих мест в производственном и эксплуатационном секторах;
- Формирование общественной потребности в новых знаниях и технологиях в области возобновляемой энергетики.
2.2 Стандарт зеленого строительства BREEAM
LEED не единственная система в своем роде. Примером международной Зеленой сертификации служит разработанный в 1990 г. британской компанией BRE Global метод оценки экологической эффективности зданий BREEAM (BRE Environmental Assessment Method), используемый по всему миру.
В рамках BREEAM, BRE Global поддерживает Совет по устойчивому развитию, представляющий акционеров крупнейших представителей строительной промышленности.
BRE Global готовит
независимых лицензируемых
Система оценки BREEAM популярна не только в Великобритании. За ее пределами на сегодняшний день сертифицировано более 110 000 строений и около полумиллиона зданий предстоит пройти этот процесс.
Превышение требований законодательства, по-видимому, послужило основной причиной популярности стандарта BREEAM на строительном рынке.
Застройщики и проектировщики заинтересованы в повышении эксплуатационных характеристик зданий, обуславливаемых системой BREEAM.
Инвесторы и градостроительные органы заинтересованы в сокращении временных и финансовых издержек. Агентства недвижимости обеспечивают себе дополнительную рекламу. Заказчик, арендатор или потенциальный покупатель уверен в высоком качестве конечной продукции.
Другой особенностью системы оценки является методика присуждения баллов по нескольким разделам, касающихся различных аспектов безопасности жизнедеятельности, влияния на окружающую среду и комфорта.
Баллы умножаются на весовые коэффициенты, отражающие актуальность аспекта в месте застройки, затем суммируются и переводятся в результирующую оценку.
Такая методика позволяет адаптировать систему BREEAM к различным регионам без потери эффективности.
Вот некоторые из этих разделов:
- энергия;
- вода;
- материалы;
- утилизация отходов;
- использование земельного участка, и т.д.
Общая оценка заключается в присуждении рейтинга: Удовлетворительно, Хорошо, Очень хорошо, Отлично, Великолепно.
2.3 Стандарт зеленого строительства DGNB
В Германии же сертификацией экологических зданий занимается DGNB (Deutsche Gesellschaft fuer nachhaltiges Bauen) «Немецкое общество по экологическому строительству»
Система DGNB объемлет все важные моменты «устойчивого» строительства и «отмечает» выдающиеся строения по категориям: золото, серебро, бронза. Все критерии стандарта разделены на шесть разделов: функциональное и социально-культурное качество, техническое качество, экономика, экология, расположение, управление процессом. Значимость каждой категории влияет на ее значение в суммарной оценке здания. Данный сертификат в количественном выражении отражает всестороннее качество здания.
Социально-культурные и функциональные, экологические, экономические качества имеют одинаковый «вес»: 22,5% каждый. Категория процесса имеет значимость в 10%, а категория расположения в общую оценку не входит, но рассматривается отдельно.
DGNB созданы системы, готовые для использования и адаптированные на международном уровне, для абсолютно разных типов зданий (институциональных, коммерческих, жилых, промышленных).
Высокая степень гибкости отличает эту систему сертификации.
Тип здания, которое будут оценивать, влияет на значимость критерия. Поэтому каждый тип здания и каждая версия сертификационной системы отличаются и обладают своей собственной оценочной матрицей.
- ПОНЯТИЕ «ЭКОДОМ»
Рассмотрев мировые практики, достижения и цели, думаю, пришло время более подробно остановиться на экостроительстве как на процессе, и на его результате – как на объекте эксплуатации. Как мы уже поняли, в развитых странах это термин «экодом» отнюдь не новинка, более того уже десятки лет действуют законы и регламенты строительства «энергоэффективных» зданий. Глобальный мировой тренд в области технологий строительства домов – переход к энергонезависимым и энергоактивным зданиям. Ожидается, что к 2016-2018 гг. ведущие европейские страны выйдут на уровень энергопотребления менее 15 кВтч на 1 кв.м в течение отопительного сезона. Наша страна только вступает на путь регулирования экологичности и энергозатратности строений и, к сожалению, на данный момент, фактических изменений в положительную сторону совсем мало. Но… запасы ископаемых энергоносителей на исходе, и рано или поздно нам всем придется учиться экономить потребляемые природные блага. Несомненно, ресурсы будут дорожать, и требования государства к энергоэффективности зданий будут только ужесточаться. Учитывая выше сказанное, можно смело полагать, что Экодом – тенденция будущего. Что же входит в концепцию Экодома? Основных положений два: энергия и ресурсы в экодоме сберегаются и оптимально используются, а с другой стороны энергия вырабатывается из экологически чистых локальных источников.
- ПАРАМЕТРЫ ЭФФЕКИВНОСТИ ЭКОЗДАНИЙ
Разделяют несколько основных параметров эффективности экодома.
Энергоэффективность
Энергоэффективность - это оптимальное количество затрачиваемых топливно-энергетических ресурсов для осуществления полезной деятельности с рациональным использованием современных технологий и охраны окружающей среды. Энергоэффективность характеризуется уровнем энергоемкости - количеством затрачиваемых топливно-энергетических ресурсов для осуществления полезной деятельности. Энергоэффективность можно повысить за счет энергосбережения - мер по снижению затрачиваемых топливно-энергетических ресурсов для осуществления полезной деятельности.
Можно вести один и тот же образ жизни или производить одинаковые виды товаров и услуг по сравнению с кем-либо и в то же время затрачивать на это в два-три раза больше энергии. В этом отношении Россия - отсталая страна. Энергоемкость ВВП России в 2,3 раза выше среднемирового уровня. В частности мы по этому показателю хуже Индии в 1,6 раза; Китая в 1,8 раза; США в 2 раза; Японии в 6 раз.
Энергоэффективность
здания определяется не только его
дизайном и применением специальных
технологий строительства. Обязательным
элементом «эко-дома» является оптимизация
энергопотребления с
Главный принцип энергосбережения - снижение потребления энергии без ущерба для личного комфорта.
Также я хочу особо обратить внимание на такой аспект, как аккумулирование энергии. Аккумулирование энергии серьёзный фактор экономии энергии в автономном доме. Аккумулирование позволяет перераспределять получение и потребление энергии во времени. Например, солнце греет днём, а максимальная нагрузка на отопление ночью (суточное аккумулирование), или летом избыток солнечного тепла - а зимой недостаток (сезонное аккумулирование). Аккумулирование позволяет накапливать энергию маленькими порциями, а отдавать - большими. Частая ошибка: например, максимальное потребление электрической энергии 5 кВт, и заказчик говорит, что ему нужна электрическая станция мощностью 5 кВт. А это соответствующая стоимость. Кроме того, эта станция должна работать именно тогда, когда необходима эта мощность. Но ведь такая мощность нужна не всё время, а только на какой-то период? Поэтому при наличии аккумулирования электрической энергии, мощность электрической станции уже может быть значительно меньшей, следовательно, дешевле. Кроме этого, при потреблении электрической энергии электрическая станция может и не работать, а включаться в другое время. В этом случае, электрической станцией уже может быть ветрогенератор или солнечный модуль, или мини ГЭС, или генератор с двигателем внутреннего сгорания, работающим на биогазе.
Во многих странах практикуется подача излишков электроэнергии от потребителя в сеть. Например, в Соединённых Штатах электрическую энергию можно продавать в сеть. Причём сети покупают 1 кВт/час за 8 центов, а продают потребителям за 3 цента. В Белоруссии принят закон, по которому электрические сети обязаны покупать электроэнергию от альтернативной энергетики по цене в 2 раза большей, чем они сами её продают.
Теплоэффективность
Настоящий экодом должен обладать очень хорошей теплоизоляцией и максимально эффективно использует естественный нагрев. Наиболее популярный вариант для северного полушария: дом обращен прозрачным фасадом к югу, а толстыми стенами к северу. Это позволяет зданию получать максимум солнечной тепловой и световой энергии. Специальные стекла для окон позволяют снизить теплопотери окон на 70%. Плотная теплоизолирующая штора на входной двери снижает на 40% теплопотери при открывании и закрывании входной двери. Система отопления предусматривает «теплые полы» вместо расположенных у стен традиционных радиаторов (которые частично отапливают улицу). Все это вместе позволяет уменьшить количество энергии, необходимой для отопления.
Кроме того, я
считаю, что есть смысл в том, чтобы
повысить термическое сопротивление
наружных ограждающих конструкций. Согласно
(Рис. 5: Термограмма типичного дома, плохая теплоизоляция – типичный пример)
(Рис. 6: Для сравнения,
термограмма
Принцип аккумулирования распространяется так же и на тепловую энергию. Избыток тепла сбрасывается в тепловой аккумулятор и потребляется по мере надобности. Тепловые аккумуляторы бывают водяные, грунтогравийные и химические. Первые два представляют собой части конструкции дома. Химические же - используют специальные вещества, сохраняющие тепло в виде химических связей. Они прекрасно сохраняют большие количества тепловой энергии многие месяцы без потерь. Например, в 3 м3 химического вещества можно за лето накопить достаточное количество тепла на весь последующий отопительный период.
Экономия воды
Оптимизировать можно не только потребление тепла или электроэнергии, но и расход воды. Например, вода после использования в душе может собираться в специальном резервуаре для дальнейшего использования в туалете. Это снижает общий расход воды на 20-30%. Источником воды в доме могут быть как общегородские сети водоснабжения, так и собственный колодец или скважина. Питьевая вода обязательно должна проходить обязательную очистку в предусмотренной системе фильтрации. При необходимости полива приусадебного участка концепция экодома подразумевает для этих целей сбор дождевой воды.
Уменьшение отходов
Ресурсосбережение в широком смысле - это не только экономия энергии и воды в своем доме, но и сбережение природных ресурсов вообще за счет уменьшения отходов. Поэтому в будущем каждое домашнее хозяйство будет осуществлять раздельный сбор мусора. Все органические отходы складываются отдельно и используются для производства компоста в специальном месте на участке. Таким образом, из отходов получается удобрение для сада или домашних растений. Раздельно будут собираться макулатура, пластик, стекло и металл для сдачи в центры переработки. Сейчас такая практика уже существует во многих городах Западной Европы, Японии, США. В будущем это должно стать нормой везде и в том числе в России. Это позволит на порядок уменьшить проблему накопления мусора и потребления новых природных ресурсов. Для очистки сточных вод экодома предусматриваются автономные системы очистных сооружений.
Локальные источники экологически чистой энергии
Вторая обязательная часть
концепции экодома производство
собственной энергии и
На фоне этого самообеспечение домашнего хозяйства энергией дает ряд преимуществ. Цена ресурсов является фиксированной и включает главным образом стоимость оборудования. Потери ресурсов при передаче по сетям исключены. Отключения электричества, тепла, горячей воды остаются в прошлом. Концепция экодома подразумевает, что частично или полностью здание обеспечивается собственными источниками тепла, электроэнергии, воды, системами канализации. С уровнем развития современных технологий это не только удобно, но и практично.
Одной из ключевых
технологий, использование которой
должно быть предусмотрено дизайном
здания, являются солнечные коллекторы.
Эти устройства используют энергию
солнца для нагревания резервуаров
воды, которая затем может
Другой технологией отопления являются тепловые насосы. Такие устройства используют принципы теплообмена со слоями земли на такой глубине, где температура круглый год практически постоянна. Это используется для отопления помещений в зимний период и для кондиционирования летом. Для работы насоса требуется электричество, но эти затраты электроэнергии на порядок ниже, чем получаемый эффект регулирования температуры помещений. Вследствие дороговизны оборудования, бурения и установки пока такая технология не получила достаточного распространения, но является экономически целесообразной для больших зданий, поскольку позволяет радикально уменьшить расходы на отопление и кондиционирование.
В концепцию «эко-дома» обязательно входит выработка собственной электроэнергии. Наиболее распространенная технология для этого – солнечные фотоэлектрические панели, которые устанавливаются в верхней части дома на стенах и крыше. Вырабатываемое электричество может сбрасываться в общую сеть или накапливаться в блоке аккумуляторов для дальнейшего использования в хозяйстве. Процесс регулируется автоматической системой контроля и распределения. Особенно выгодным это оказывается для строений, находящихся вдалеке от обычных электрокоммуникаций. Установить систему альтернативной солнечной или ветро-солнечной энергетики для частного потребления в некоторых случаях оказывается дешевле, быстрей и надежней, чем прокладывать просеку, вкапывать столбы и тянуть линии.
Другой распространенной технологией являются ветрогенераторы. Они в полтора-два раза дешевле солнечных панелей сопоставимой мощности, но могут быть установлены не везде, менее стабильны в выработке электричества и дороже в эксплуатации. Поэтому оптимальными по соотношению цена-результат являются гибридные ветро-солнечные системы, где основной источник энергии - ветрогенератор, а дополнительный - солнечные панели.
- ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СТРОИТЕЛЬСТВА ЭКОДОМА
Я бы хотела описать «умный» автономный энергоактивный экодом с отапливаемой площадью 100 - 200 м2 , который подходит для массовой застройки. При необходимости в зимний период отапливаемую площадь можно уменьшить.
Фундамент.
- долговечность более 100 лет
- применимость для любых грунтов
- простота изготовления
- экологичность
- экономичность
- сопротивление теплопередаче R не меньше 5.