Раніше ми хотіли залишити слід. Тепер мета – залишити якнайменше.
Ціни на нафту зростають. Планета нагрівається. Повідомлення досить гучне. Люди втомилися від екологічного сліду, що вони залишають за собою. Економічно доцільно відступити. Це також здається правильним. Зелені технології – це вже не просто модне слово. Це відповідь. Вони скорочують відходи. Вони різко знижують залежність від джерел енергії, що викидають парникові гази в атмосферу.
Корпорації підхоплюють хвилю. Вони інвестують у ефективність із двох причин. По-перше, це заощаджує гроші. По-друге, це приваблює клієнтів, яким небайдужа планета. Архітектори також грають за цими правилами. Зелене будівництво – це новий стандарт. Але «стандарт» – це не цікаво. Це просто базовий рівень.
Більшість будівель називають себе стійкими, тому що вони використовують трохи менше викопного палива, ніж старі моделі. Це невисока планка. Дизайн ZeroHouse перевертає сценарій. Він не просто знижує вплив. Він усуває його.
Ця конструкція працює повністю автономно. Жодних ліній електропередач. Жодних щомісячних рахунків. Лише сонце.
Уявіть будинок із нульовими витратами на енергію. Комфортний. Теплий взимку, прохолодний влітку. Тепер уявіть, що ви будуєте його посеред нікуди. Не потрібне підключення до комунальних мереж. Ви звалюєте дві платформи вантажівок, повні матеріалів, на віддалену ділянку землі. Через один день будинок стоїть.
Звучить як наукова фантастика. Але це негаразд. Це збірна інженерна справа, яка зустрічається з радикальною стійкістю.
Зміст
Чому ZeroHouse відрізняється від стандартного зеленого будівництва
Стандартні зелені будинки прагнуть бути ефективними. ZeroHouse прагне бути незалежним.
Більшість стійких конструкцій досі прив’язують вас до мережі. Вони знижують навантаження, звісно. Але ви все ще підключені. ZeroHouse повністю обриває зв’язок. Він живиться лише відновлюваною енергією. Зокрема сонячною енергією.
Це важливо для віддалених місць. Там, де не доходять лінії електропередач, традиційне будівництво – це кошмар. Вам потрібні генератори. Вам потрібні постачання палива. Вам потрібна інфраструктура, якої немає. ZeroHouse вирішує цю проблему, будучи самодостатнім з першого дня.
Йдеться не лише про енергію. Йдеться про логістику.
- Збірні модулі прибувають готовими до збирання.
- Дві вантажівки-платформи перевозять всю конструкцію.
- Будівництво за один день означає мінімальні витрати на робочу силу та швидке розгортання.
Вам не потрібна бригада із п’ятдесяти чоловік. Вам не потрібні місяці на будівництво каркасу. Вам потрібна ділянка. І вам потрібне сонце.
Як побудувати автономний ZeroHouse за один день
То як же будинок будується за 24 години?
Він не будується з нуля. Він збирається.
Компоненти виробляються поза майданчиком. Точна інженерія перебирає розрізи, ущільнення, проводку. На той час, як прибувають вантажівки, будинок по суті є набором для збирання. Дуже дорогим та дуже розумним набором.
Ось приблизний робочий процес:
- Підготовка майданчика. Очистіть землю. Залийте фундамент. Це єдина частина, яка варіюється в залежності від розташування.
- Доставка. Дві вантажівки-платформи розвантажують модулі.
- Складання. Модулі піднімаються на місце. Вони з’єднуються між собою.
- Підключення. Внутрішні системи — вода, відходи, сонячна енергія — інтегруються.
Автономний аспект — це
Як вмістити сім’ю в 650 квадратних футах
Будинок zeroHouse так і не був збудований. У цьому вся проблема. Але 2007 року Техаське товариство архітекторів все одно присудило йому Премію за дизайн. Скотт Шпехт із компанії Specht Harpman запропонував проект із мінімальною площею забудови, але з великою обіцянкою. Чотири дорослі. Шістсот п’ятдесят квадратних футів. Звучить тісно. Можливо, навіть надто тісно. Але технічні характеристики говорять про інше.
У будинку є дві спальні. Вітальня. Повноцінна ванна кімната. Кухня. Ніші для зберігання розкидані на всі доступні місця. Є крита тераса, сонячна тераса та зовнішній душ. Так, два душі. Один усередині, інший зовні. Системи опалення, вентиляції та кондиціювання підтримують комфорт незалежно від техаської спеки.
Якщо ви ненавидите приймати рішення, цей збірний будинок – ваша мрія. Вам не потрібно вибирати меблі. Вона вбудована.
- Ліжка king-size в обох спальнях
- Підвіконня, які також є місцем для зберігання
- Крісла на терасі
- Килими з натуральних волокон
- Кутовий диван для вітальні
- 42-дюймовий РК-телевізор
- Індукційна варильна панель
- Мікрохвильова піч
- Повнорозмірний холодильник
- Обідня кабіна
Все готове до використання. Ви заходите всередину. Все вже на місці. Не потрібно шукати диван, який пролізе у двері. Не треба гадати, чи влізе холодильник у нішу. Дизайн диктує ефективність. Ви просто живете у ньому.
«Амбіційний проект zeroHouse став переможцем Премії за дизайн Техаського товариства архітекторів у 2007 році».
Чому будинок, якого немає, має значення? Тому що він показує, що можливо, коли ви прибираєте все зайве. Вам не потрібний простір заради простору. Вам потрібна функціональність. Вбудована обідня кабіна заощаджує площу підлоги. Зовнішній душ знижує складність внутрішньої сантехніки. Індукційна плита готує швидше. Все зводиться до розумних обмежень.
Більшість домовласників впадають у паніку, побачивши 650 квадратних футів. Вони бачать студійну квартиру. Шпехт бачить будинок для чотирьох людей. Це потребує дисципліни. Якщо у вас двадцять стільців, то це не для вас. Але якщо вам подобається простота? Вбудована природа zeroHouse усуває труднощі, пов’язані з декоруванням. Ви не створюєте інтер’єру. Ви обживаєте його.
Список включених елементів конкретний не так. Повнорозмірний холодильник на крихітній кухні – це розкіш. Це означає, що ви не йдете на компроміси у зберіганні продуктів. Ліжка king-size? Ще одна розкіш. У більшості крихітних будинків їх замінюють на односпальні. Тут – ні.
Чи це практично для самостійного будівництва? Не зовсім. Це проект збірного дому. Ви не зможете просто побудувати його на задньому дворі за допомогою молотка та кількох дощок 2×4. Міцність конструкції та вбудовані меблі вимагають точного виробництва. Але урок застосуємо. Подивіться, що можна вбудувати у ремонт.
Бажаєте більше місця для зберігання? Побудуйте підвіконня з відкидними кришками. Ненавидите безладдя? Встановіть кутовий диван, який визначає місце кімнати, не блокуючи світло. zeroHouse доводить, що маленький не означає мізерний. Це означає свідомий. Кожен дюйм виправдовує своє існування.
Зовнішній душ – приємна деталь. Змити сіль або бруд, перш ніж занести їх усередину, це змінює правила гри. Це зберігає інтер’єр чистим. Це розширює житловий простір на терасу. Це невелика особливість, яка дуже впливає на повсякденне життя.
Ви можете поставити запитання, чи можуть чотири дорослі людини дійсно жити там. Відповідь залежить від вашої терпимості
Як zeroHouse працює автономно, без підключення до електромереж
Ви, можливо, дивіться на ці 650 квадратних футів площі і ставите питання, як там можуть розміститися четверо дорослих, не залазячи один одному на голову. Простір мало. Шпехт стверджує, що невеликі площі означають невеликий екологічний слід. Дизайн змушує жити ефективно. Вбудовані елементи використовують кожен дюйм.
Але справжня загадка – не площа. Це – енергія. Або її відсутність.
Цей будинок не підключено до спільної мережі. Немає дротів. Нема щомісячних рахунків за комунальні послуги від місцевої енергетичної компанії. То як він працює? Сонячна енергія. Це єдине джерело.
Дах покритий фотоелектричними елементами. Вони вловлюють сонячне світло і перетворюють його на електрику. Але ось у чому каверза. Сонячні панелі працюють лише тоді, коли світить сонце. А що щодо ночі? А що щодо похмурих днів?
Тут першому плані виходить ефективність. Ті світлодіодні лампи, які я згадував раніше? Вони потрібні не лише для атмосфери. Це стратегічний вибір. Лампи розжарювання витрачають енергію на нагрівання. Світлодіоди направляють більшу частину своєї потужності на освітлення. Найменше витраченої даремно енергії означає, що акумуляторна батарея служить довше.
Будинок використовує систему акумуляторів для зберігання надлишкової енергії, що виробляється протягом дня. Ця запасна електрика підтримує освітлення, заряджає ваші пристрої та живить енергоефективні прилади вночі. Це замкнутий цикл.
Шпехт спроектував цей будинок для людей із грошима, які хочуть скоротити свій екологічний слід. Ціна складає близько 350 000 доларів. Це приблизно 530 доларів за квадратний фут. Нині це дорого. Збірні будинки часто мають премію на початкових стадіях. Але Шпехт вважає, що попит збільшить пропозицію. Більше побудованих одиниць означає зниження витрат за кожну одиницю. Він сподівається, що перші будинки будуть збудовані до кінця 2008 року.
Чи безпечний він? Так. Двері зроблені з використанням кевлару. Цей матеріал у п’ять разів міцніший за вагою. Вікна використовують SentryGlas для захисту від ударів. А система замків повністю врізна. Ви не просто ховаєтесь від стихії. Ви надійно замкнені всередині.
Зовнішні панелі стійкі до подряпин і вм’ятини. Сталева рама покрита порошковою фарбою для запобігання корозії. Він побудований так, щоб служити довго за мінімального обслуговування. Ви можете налаштувати зовнішній колір та візерунки матеріалів, якщо хочете виявити індивідуальність. Але основна структура залишається сфокусованою однією: підтримці енергетичного балансу.
Екзотичні модулі, що обертаються, зовні — не просто для краси. Вони створюють тінь. Вони утворюють тераси. Вони керують тепловим припливом. Кожен кут виконує свою функцію.
Так що так. Він маленький. Він дорогий. Але він працює виключно на сонці.
Як насправді працює сонячна система ZeroHouse
Суть дизайну zeroHouse проста. Він працює виключно на сонячній енергії. Без підключення до електромережі. Без викопного палива. Тільки сонячне світло, що падає на дах.
На даху розташовані дві основні системи. Фотоелектричні (PV) панелі для вироблення електроенергії. Сонячні панелі для нагрівання води для опалення. Обидві використовують сонячні елементи. Ви знаєте, про що йдеться. Ті самі, що стоять на дешевих калькуляторах. Але більшого розміру.
Ось фізика процесу, викладена дуже просто. Сонячне світло досягає Землі у вигляді пакетів енергії, званих фотонами. Коли ці фотони стикаються з напівпровідниковим матеріалом усередині сонячних елементів, вони вибивають електрони з атомів. Електрони, що звільнилися, починають рухатися. Цей потік є електричний струм.
Цей струм живить будинок. ТБ. Холодильник. Все інше.
Фотоелектричні панелі не деградують у процесі експлуатації. Вони зберігають свою ефективність.
Це робить будинок придатним для використання у будь-якому місці. Навіть поза електромережею. Не потрібні лінії електропередач. Архітектор спроектував ці панелі так, щоб вони довго служили. Інтенсивна експлуатація не знижує їхньої ефективності.
Що відбувається, коли сонце сідає?
Стає темно. Набігають хмари. Чи гасне світло?
Ні. Батареї рятують ситуацію.
Система накопичує надмірну сонячну енергію. За твердженнями архітектора, повний заряд дозволяє будинку працювати до тижня без сонячного світла. Це серйозний запас. Вам не потрібно турбуватися про те, що похмурий вівторок позбавить вас електрики.
Але самих накопичувачів недостатньо. Вам все одно потрібно споживати менше.
Чому ефективність важливіша, ніж вироблення енергії
Виробляти енергію легко, якщо у вас достатньо місця на даху. Мудро її використовувати – ось складна частина.
ZeroHouse підтримує низький рівень споживання. Як? За рахунок ізоляції. Про це ми поговоримо далі.
Спочатку розглянемо додаткову функцію.
У деяких кліматичних зонах сонця надходить більше, ніж може використовувати будинок. Панелі виробляють більше енергії, ніж потрібно холодильнику та телевізору. Ви її викидаєте?
Ні. Ви підключаєте свій гібридний автомобіль.
Надлишкова енергія прямує у транспортний засіб. Це розумна замкнута система. Від сонця до будинку. Від дому до машини. Чому б не скористатися цим?
Заморожування тепла: ізоляція ZeroHouse
Ізоляція – це не просто для збереження тепла. Це для підтримки стабільної температури.
У наступному розділі ми розглянемо, як zeroHouse утримує тепло (і холод). Це секретна зброя для продовження терміну служби батарей.
Чому утеплення R-58 уможливлює автономне проживання.
Ви можете встановити найдосконалішу у світі сонячну батарею або вітрогенератор. Але це не має значення, якщо ваш будинок протікає як решето. zeroHouse працює автономно, тому що він перешкоджає переміщенню тепла. Крапка.
Конструкція використовує замкнені комірки піни для структурної ізоляції. Це не ваш стандартний рожевий пухнастий матеріал. Піна із закритими осередками блокує пару та тепло. Піна з відкритими осередками пропускає вологу. Цей матеріал досягає показника R-58 для стін, даху та підлоги.
Порівняйте це з типовими будинками у США. Більшість із них мають показники від R-11 до R-28.
R-58 означає, що HVAC практично не потрібно працювати. Вона не пропускає спеку влітку. Вона зберігає тепло взимку. Ви не боретеся із погодою. Ви її ігноруєте.
Високоефективні вікна, які дійсно працюють
Великі вікна зазвичай є причиною катастрофічних тепловтрат. Але не тут.
У кожній кімнаті є скління від підлоги до стелі. Але це не стандартне скло. Вони мають потрійну ізоляцію та оснащені склом із низкоемісійним тепловим дзеркалом.
“Low-e” означає низьку емісивність. На склі є тонкий шар металевого оксиду. Він блокує передачу тепла. Частина «теплового дзеркала» відображає інфрачервоне випромінювання назад усередину (або назовні), не затемнюючи світло. Ви набуваєте вигляду. Ви уникаєте тепловтрат.
Аерогель: найлегша тверда речовина на Землі
Не ігноруйте двері. Вони утеплені вакуумними панелями з аерогелю.
Аерогель – це технологія NASA. Він виготовлений із скляних матеріалів, але позбавлений майже всієї маси. Технічно це найлегша тверда речовина на Землі. І це є неймовірний ізолятор.
Архітектор стверджує, що ця система працює цілий рік у діапазоні широт від 36 ° пн.ш. до 36 ° пд.ш.
Бажаєте розширити межі? Ви, ймовірно, зможете впоратися з 47 ° пн.ш. або 47° пд.ш., якщо синхронізувати використання із сезонами. Це величезний діапазон для модульної будівлі.
Секрет водопроводу – безкоштовний
Будинку потрібна вода. Перекачування води потребує енергії. Насоси споживають електрику.
Система водопостачання zeroHouse обходиться без насосу. Вона спирається на силу, що завжди діє. Вона відновлювана. Вона доступна всюди. І вона нічого не варта.
Гравітація.
Просто. Ефективно. Без відходів.
Як ZeroHouse справляється з водою без підключення до мереж
Забудьте про муніципальні труби. ZeroHouse не просто “п’є” з міської мережі; він створює власне водопостачання. На даху знаходиться величезна цистерна. Вона містить 22 000 галонів дощової води. Це серйозна ємність.
Можливо, вас турбує питання про питну дощову воду. Не варто. Система пропускає зібрану воду через два фільтри. Вони очищають воду настільки, що її можна пити. Це автономне водопостачання.
Усередині ви знайдете туалети з малою витратою води. Вони справляються зі своїм завданням, використовуючи лише малу частку води, яку витрачають стандартні моделі. Ефективність – це не лише сонячні панелі. Це кожен крапля, яка стосується вашої шкіри або йде в каналізацію.
Чому гравітація виконує роботу водопроводу
Насоси споживають електрику. Електрика коштує грошей. ZeroHouse повністю відмовляється від насосів.
Тут двигун – гравітація. Вона безкоштовна. Вона надійна. Вона проштовхує воду через арматуру низького тиску, не витрачаючи жодної енергії. Будинок розташований вище сантехніки, дозволяючи фізиці виконати важку роботу. Жодних моторів. Жодного шуму. Просто вода, що тече вниз по схилу.
Це простий трюк, який економить енергію та спрощує систему. Навіщо спалювати паливо для переміщення води, якщо Земля це зробить безкоштовно?
Перетворення сміття на золото: система компостування під підлогою
США викидають понад 200 мільйонів тонн твердих відходів на рік. Більшість їх потрапляє на звалища, де тихо гниє. Дизайнери ZeroHouse ненавидять цю ідею. Сміття — це просто ресурс, який виявився не там, де треба.
Тому вони встановили компостну установку під підлогою.
Це не проста вулична бочка. Це герметичний відсік, що обертається. Усередині спільно працюють бактерії, ґрунт, вода та кисень. Мікроорганізми харчуються органічними відходами. Вони розкладають їх. Результат? Придатне добрива.
Чи пахне компост? Хитрість вентиляції
Компостування зазвичай смердить. Але не тут.
Установку щільно закрито. Запахи витягуються нагору і виводяться через дах. Ваш житловий простір залишається свіжим. Ви не відчуєте запаху гниючої їжі, поки дивіться телевізор.
Обслуговування практично не потрібне. Система формує компостні блоки. Їх треба виймати лише двічі на рік. Кожні шість місяців ви їх прибираєте. І все.
Це раціонально. Це чисто. Це перетворює відходи на ґрунт без зайвого клопоту.
Будинок самостійно справляється з водою та відходами. Але як він відстежує це все? Як він знає, коли треба щось коригувати?
У наступному розділі розповідається про «мозок» ZeroHouse та якір, які утримують все разом.
Як «мозок вдома» контролює все
Архітектор називає це “мозком будинку”. Це не просто рекламний хід. Це центральна нервова система ZeroHouse. Датчики, встановлені у всьому інтер’єрі, відстежують активність. Вони передають дані на веб-інтерфейс. Ви можете перевіряти систему зі свого комп’ютера. З будь-якого комп’ютера, будь-де.
Система регулює споживання енергії у реальному часі. Якщо кімната порожня, світло вимикається. Якщо сонце висвітлює південну стіну, жалюзі автоматично налаштовуються. Є навіть режим глибокого сну. Коли ви відсутня тижні або місяці, будинок переходить в режим низького енергоспоживання. Він підтримує структурну цілісність і температуру, не марнуючи енергію. Ви зберігаєте контроль. Будинок не перехоплює керування. Він просто спостерігає.
Фундамент з мінімальним впливом на ландшафт за допомогою спіральних анкерів
Більшість фундаментів руйнують землю. Бетонні плити потребують земляних робіт. Земляні роботи означають переміщення ґрунту. zeroHouse обходить це. Він використовує чотири спіральні анкери. Закручуйте їх у землю. Ось і все. Будинок стосується землі лише у чотирьох точках.
Це важливо з двох причин. По-перше, ландшафт залишається незайманим. Немає порушеного ґрунту. Немає ризику ерозії. По-друге, це ідеально підходить для чутливих ділянок. Місця, куди не може проїхати важка техніка. Або де місцеві норми забороняють руйнівне будівництво. Архітектор навмисно спроектував фундаментальну систему в такий спосіб. Мінімальний вплив. максимальна стабільність.
Стійкість до вітру та здатність до встановлення на схилах
Спіральні анкери здаються крихкими. Але вони не є такими. У поєднанні з “трубною сталевою рамою” вони створюють конструкцію, яка легко витримує вітер. zeroHouse може витримувати вітер до 140 миль/год (225 км/год). Це сила урагану.
Система анкерів також справляється з рельєфом, який недоступний більшості будинків. Вона безпечно встановлюється на схилах до 35 градусів. Вона може навіть витримати 10 футів води (близько 3 метрів). Зони затоплення? Круті схили? Фундамент адаптується. Вам не потрібно вирівнювати землю. Ви будуєте на ній. Це змінює наше уявлення про вибір ділянки. Більше не потрібно зрізати пагорби, щоб зробити їх пласкими. Просто закрутіть анкери. Підніміть будинок. Готово.
Чи дійсно автономне проживання доступне за ціною?
zeroHouse робить автономне проживання реалістичним. Чи не теоретичним, а практичним. Але скептики мають підстави. Зелені технології залишаються дорогими. Сонячна панель. Збір дощової води. Утеплення підвищеної ефективності. Це не дешево. Чи масштабувати це на кожен район? Нині це малоймовірно.
Однак для тих, хто стурбований глобальним потеплінням, такий компроміс є привабливим. Життя незалежно від викопного палива. Відсутність викидів парникових газів від вашої оселі. Це чистий розрив із минулим. Чи здатний zeroHouse витримати суворі умови, високі енергопотреби та економічну реальність, покаже час. Час покаже.
Zero-Town: спільнота з 15 будинків zeroHouse
Один китайський забудовник не чекає, доки час покаже. Він будує “Zero-Town”. Спільнота з 15 будинків zeroHouse. Це вітрина. Концепція доказ. Якщо це тут спрацює, це спрацює і в інших місцях.
Дизайн стосується не лише окремих будинків. Йдеться про їхнє угруповання. Про спільне використання ресурсів. Про демонстрацію того, що стійке проживання не ізольоване. Воно общинне. Нижче наведено нижче посилання на практики зеленого будівництва та стійкі технології. Перевірте джерела. Вивчіть специфікації. Подивіться, чи це підходить для вашої ділянки.
