9 công nghệ tiên tiến cho ngôi nhà tiết kiệm năng lượng

Một ngôi nhà tiết kiệm năng lượng không phải là một cái nhìn lý tưởng hóa ngôi nhà của tương lai, mà là thực tế ngày nay, đang trở nên phổ biến. Nhà tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm năng lượng, nhà thụ động hoặc nhà sinh thái được gọi là ngày nay một ngôi nhà như vậy đòi hỏi tối thiểu chi phí để duy trì điều kiện sống thoải mái trong đó. Điều này đạt được thông qua các quyết định phù hợp trong lĩnh vực sưởi ấm, chiếu sáng, nóng lên và xây dựng. Những công nghệ nào cho các ngôi nhà tiết kiệm năng lượng tồn tại vào lúc này và chúng có thể tiết kiệm được bao nhiêu tài nguyên?

Số 1 Thiết kế nhà tiết kiệm năng lượng

Nhà ở sẽ tiết kiệm nhất có thể nếu nó được thiết kế với tất cả các công nghệ tiết kiệm năng lượng. Làm lại một ngôi nhà đã được xây dựng sẽ khó khăn hơn, đắt hơn, và kết quả mong đợi sẽ khó đạt được. Dự án được phát triển bởi các chuyên gia có kinh nghiệm, có tính đến các yêu cầu của khách hàng, nhưng phải nhớ rằng bộ giải pháp đã sử dụng nên, trên hết, hiệu quả về chi phí. Điểm quan trọng - có tính đến các đặc điểm khí hậu của khu vực.

Theo quy định, những ngôi nhà nơi họ sống vĩnh viễn là tiết kiệm năng lượng, vì vậy nhiệm vụ tiết kiệm nhiệt, tối đa hóa việc sử dụng ánh sáng tự nhiên, v.v ... là ưu tiên hàng đầu. Dự án nên tính đến các yêu cầu cá nhân, nhưng sẽ tốt hơn nếu một ngôi nhà thụ động càng nhỏ gọn càng tốt, tức là rẻ hơn để duy trì.

Các yêu cầu tương tự có thể được đáp ứng tùy chọn khác nhau. Ra quyết định chung bởi các kiến ​​trúc sư, nhà thiết kế và kỹ sư giỏi nhất cho phép chúng tôi tạo ra ở giai đoạn phát triển kế hoạch xây dựng mặt bằng nhà khung năng lượng hiệu quả. Thiết kế độc đáo hợp tác trong tất cả các ưu đãi kinh tế:

• nhờ công nghệ của tấm SIP, cấu trúc có độ bền cao;
• một mức độ tốt của cách nhiệt và tiếng ồn, cũng như không có cầu lạnh;
• việc xây dựng không đòi hỏi hệ thống sưởi đắt tiền thông thường;
• sử dụng các tấm khung, ngôi nhà được xây dựng rất nhanh và được đặc trưng bởi tuổi thọ dài;
• Các phòng nhỏ gọn, thoải mái và thuận tiện trong quá trình hoạt động tiếp theo của họ.

Ngoài ra, bạn có thể sử dụng khối bê tông khí cho việc lắp dựng các bức tường chịu lực, cách nhiệt cấu trúc từ mọi phía và kết quả là có được một phích nước nhiệt lớn. Thường được sử dụng gỗ là vật liệu thân thiện với môi trường nhất.

Số 2 Giải pháp kiến ​​trúc cho một ngôi nhà tiết kiệm năng lượng

Để đạt được sự tiết kiệm tài nguyên, bạn cần chú ý đến bố cục và diện mạo của ngôi nhà. Ngôi nhà sẽ tiết kiệm năng lượng nhất có thể nếu tính đến các sắc thái sau:

• vị trí chính xác. Ngôi nhà có thể được đặt theo hướng kinh tuyến hoặc vĩ độ và nhận được bức xạ mặt trời khác nhau. Nhà phía bắc tốt hơn để xây dựng kinh tuyếnlàm tê liệt dòng ánh sáng mặt trời 30%. Ngược lại, tốt hơn là xây dựng các ngôi nhà phía nam theo hướng vĩ độ để giảm chi phí điều hòa không khí;
• nhỏ gọn, trong trường hợp này được hiểu là tỷ lệ của các khu vực bên trong và bên ngoài của ngôi nhà. Nó nên được tối thiểu, và điều này đạt được do từ chối các phòng phình ra và trang trí kiến ​​trúc loại cửa sổ bay. Nó chỉ ra rằng ngôi nhà kinh tế nhất là hộp;
• đệm nhiệtngăn cách không gian sống với sự tiếp xúc với môi trường. Nhà xe mái hiên, loggias, tầng hầm và nhà ở không phải là nơi cư trú sẽ là một rào cản tuyệt vời để xâm nhập không khí lạnh từ bên ngoài;
• ánh sáng ban ngày thích hợp. Nhờ các kỹ thuật kiến ​​trúc đơn giản, có thể chiếu sáng ngôi nhà bằng ánh sáng mặt trời trong suốt 80% toàn bộ thời gian làm việc. Mặt bằng nơi gia đình dành nhiều thời gian nhất (phòng khách, phòng ăn, trẻ em) là tốt hơn để sắp xếp ở phía nam, đối với phòng đựng thức ăn, phòng tắm, nhà để xe và các phòng phụ trợ khác có đủ ánh sáng khuếch tán, vì vậy họ có thể có cửa sổ ở phía bắc. Cửa sổ hướng đông trong phòng ngủ vào buổi sáng, chúng sẽ cung cấp năng lượng và vào buổi tối, các tia sẽ không cản trở việc nghỉ ngơi. Vào mùa hè trong một phòng ngủ như vậy sẽ có thể làm được nếu không có ánh sáng nhân tạo. Đối với kích thước cửa sổ, sau đó câu trả lời cho câu hỏi phụ thuộc vào các ưu tiên của mỗi câu: để tiết kiệm ánh sáng hoặc sưởi ấm. Tiếp nhận tuyệt vời - cài đặt ống năng lượng mặt trời. Nó có đường kính từ 25 đến 35 cm và bề mặt bên trong được nhân đôi hoàn toàn: lấy tia nắng mặt trời trên nóc nhà, nó bảo tồn cường độ của chúng ở lối vào phòng, nơi chúng nằm rải rác qua bộ khuếch tán. Đèn bật sáng đến mức sau khi cài đặt, người dùng thường với tay vào công tắc khi rời khỏi phòng;
• mái nhà. Nhiều kiến ​​trúc sư khuyên bạn nên làm mái nhà đơn giản nhất có thể cho một ngôi nhà tiết kiệm năng lượng. Thường thì họ dừng lại ở phiên bản đầu hồi, và càng nhẹ nhàng, ngôi nhà sẽ càng tiết kiệm. Trên một mái dốc nhẹ nhàng, tuyết sẽ đọng lại, và đây là vật liệu cách nhiệt bổ sung vào mùa đông.

Số 3. Cách nhiệt cho một ngôi nhà tiết kiệm năng lượng

Ngay cả một ngôi nhà được xây dựng với tất cả các thủ thuật kiến ​​trúc trong tâm trí đòi hỏi cách nhiệt thích hợp để hoàn toàn kín gió và không giải phóng nhiệt ra môi trường.

Cách nhiệt tường

Khoảng 40% nhiệt từ ngôi nhà lá xuyên qua các bức tường., do đó, sự chú ý của họ được trả cho sự nóng lên. Cách làm ấm phổ biến nhất và dễ nhất là tổ chức một hệ thống đa lớp. Tường ngoài của ngôi nhà vỏ bọc một lò sưởi, trong vai trò thường là len khoáng sản hoặc polystyrene mở rộng, một lưới gia cố được gắn trên đầu, và sau đó - lớp nền và lớp chính của thạch cao.

Công nghệ tiến bộ và đắt tiền hơn - mặt tiền thông gió. Các bức tường của ngôi nhà được bọc bằng các tấm len khoáng sản, và các tấm ốp bằng đá, kim loại hoặc các vật liệu khác được gắn trên một khung đặc biệt. Giữa lớp cách nhiệt và khung vẫn còn một khoảng cách nhỏ, đóng vai trò của đệm nhiệt nhiệt, không cho phép cách nhiệt ướt và duy trì các điều kiện tối ưu trong nhà.

Ngoài ra, để giảm thất thoát nhiệt qua các bức tường, các hợp chất cách điện được sử dụng tại các điểm nối của mái nhà, sự co ngót trong tương lai và thay đổi tính chất của một số vật liệu có nhiệt độ tăng được tính đến.

Mái cách nhiệt

Khoảng 20% ​​nhiệt đi qua mái nhà. Để cách nhiệt mái nhà bằng cách sử dụng các vật liệu tương tự như cho các bức tường. Rộng rãi ngày hôm nay bông khoáng và bọt polystyrene. Các kiến ​​trúc sư khuyên làm cho cách nhiệt mái nhà không mỏng hơn 200 mm, bất kể loại vật liệu. Điều quan trọng là tính toán tải trọng trên nền tảngkết cấu chịu lực và mái nhà để tính toàn vẹn của cấu trúc không bị vi phạm.

Cách nhiệt của cửa sổ mở

Các cửa sổ chiếm 20% tổn thất nhiệt ở nhà. Mặc dù cửa sổ kính hai lớp hiện đại tốt hơn cửa sổ gỗ cũ, bảo vệ ngôi nhà khỏi bản nháp và cách ly căn phòng khỏi những tác động bên ngoài, chúng không lý tưởng.

Các tùy chọn nâng cao hơn cho một ngôi nhà tiết kiệm năng lượng là:

• kính chọn lọchoạt động theo nguyên tắc bầu khí quyển của trái đất. Họ cho phép bức xạ sóng ngắn, nhưng họ đã không cho ra những tia nhiệt, tạo ra hiệu ứng nhà kính ở thành phố. Kính chọn lọc là loại I và K. Bật Và kính lớp phủ được áp dụng trong chân không cho vật liệu hoàn thiện. Bật Kính K lớp phủ được áp dụng trong quá trình sản xuất sử dụng phản ứng hóa học. Kính I được coi là hiệu quả hơn, vì chúng giữ được 90% nhiệt, trong khi kính K - 70%;
• kính trơ khí chọn lọc giảm thiểu thất thoát nhiệt qua cửa sổ. Độ dẫn nhiệt của khí trơ được sử dụng thấp hơn không khí, vì vậy ngôi nhà gần như không mất nhiệt qua chúng.

Cách nhiệt của sàn và móng

Thông qua nền móng và sàn của tầng một, 10% nhiệt bị mất. Sàn được cách nhiệt với các vật liệu tương tự như các bức tường, nhưng các tùy chọn khác có thể được sử dụng: hỗn hợp cách nhiệt số lượng lớn, bê tông bọt và bê tông khí, granulobeton với độ dẫn nhiệt kỷ lục là 0,1 W / (m ° C). Có thể cách nhiệt không phải sàn, mà là trần tầng hầm, nếu dự án được quy định.

Tốt hơn là cách nhiệt nền tảng từ bên ngoài, điều này sẽ giúp bảo vệ nó không chỉ khỏi bị đóng băng, mà còn khỏi các yếu tố tiêu cực khác, bao gồm ảnh hưởng của nước ngầm, nhiệt độ cực đoan, v.v. Để làm ấm nền tảng sử dụng phun polyurethane, đất sét mở rộng và polystyren.

Số 4. Thu hồi nhiệt

Hơi nóng từ ngôi nhà không chỉ xuyên qua các bức tường và mái nhà mà còn xuyên qua hệ thống thông gió. Để giảm chi phí sưởi ấm, cung cấp và thông gió khí thải với phục hồi được sử dụng.

Người phục hồi gọi là bộ trao đổi nhiệt, được tích hợp vào hệ thống thông gió. Nguyên tắc làm việc của nó là như sau. Không khí nóng qua các ống thông gió rời khỏi phòng, truyền nhiệt cho bộ trao đổi nhiệt tiếp xúc với nó. Không khí trong lành lạnh lẽo từ đường phố, đi qua người phục hồi, nóng lên và vào nhà ở nhiệt độ phòng. Do đó, các hộ gia đình có được không khí trong lành, nhưng không bị mất nhiệt.

Một hệ thống thông gió tương tự có thể được sử dụng cùng với thông gió tự nhiên: không khí sẽ vào phòng một cách cưỡng bức, và sẽ thoát ra do dự thảo tự nhiên. Có một mẹo nữa. Một tủ hút khí có thể cách nhà 10 mét, và ống dẫn khí đặt dưới lòng đất ở độ sâu đóng băng. Trong trường hợp này, ngay cả trước khi người phục hồi, vào mùa hè, không khí sẽ được làm mát, và vào mùa đông, nó sẽ được làm nóng do nhiệt độ đất.

Số 5 Nhà thông minh

Để làm cho cuộc sống thoải mái hơn trong khi tiết kiệm tài nguyên, bạn có thể trang bị nhà hệ thống thông minh và công nghệnhờ đó mà ngày nay đã có thể:

• đặt nhiệt độ trong mỗi phòng;
• tự động hạ nhiệt độ trong phòng nếu không có ai trong đó;
• bật và tắt đèn tùy thuộc vào sự hiện diện của một người trong phòng;
• điều chỉnh mức độ ánh sáng;
• tự động bật và tắt thông gió tùy theo điều kiện không khí;
• tự động mở và đóng cửa sổ cho sự xâm nhập của không khí lạnh hoặc ấm vào nhà;
• tự động mở và đóng rèm để tạo ra mức độ chiếu sáng cần thiết trong phòng.

Số 6. Hệ thống sưởi và cấp nước nóng

Hệ mặt trời

Cách tiết kiệm nhất và thân thiện với môi trường để sưởi ấm phòng và đun nóng nước - Đây là sử dụng năng lượng của mặt trời. Có lẽ điều này là do các bộ thu năng lượng mặt trời được cài đặt trên mái nhà. Các thiết bị như vậy dễ dàng kết nối với hệ thống sưởi ấm và cung cấp nước nóng của ngôi nhà, và nguyên tắc làm việc của họ như sau. Hệ thống bao gồm chính bộ thu, mạch trao đổi nhiệt, bể chứa và trạm điều khiển.Một chất làm mát (chất lỏng) lưu thông trong bộ thu, được làm nóng bằng năng lượng của mặt trời và truyền nhiệt qua bộ trao đổi nhiệt sang nước trong bể chứa. Thứ hai, do cách nhiệt tốt, có thể giữ nước nóng trong một thời gian dài. Một máy sưởi dự phòng có thể được lắp đặt trong hệ thống này, làm nóng nước đến nhiệt độ cần thiết trong trường hợp thời tiết nhiều mây hoặc không đủ thời gian ánh nắng mặt trời.

Bộ sưu tập có thể bằng phẳng và chân không. Những cái phẳng là một cái hộp được phủ bằng thủy tinh, bên trong nó là một lớp với các ống mà chất làm mát lưu thông. Những bộ sưu tập như vậy bền hơn, nhưng ngày nay chúng được thay thế bởi những cái chân không. Loại thứ hai bao gồm nhiều ống, bên trong vẫn là một ống hoặc một số ống có chất làm mát. Giữa các ống bên ngoài và bên trong là một chân không phục vụ như một chất cách nhiệt. Bộ thu chân không hiệu quả hơn, ngay cả trong mùa đông và trong thời tiết nhiều mây, có thể bảo trì. Tuổi thọ của các nhà sưu tập là khoảng 30 năm trở lên.

Bơm nhiệt

Bơm nhiệt sử dụng nhiệt độ thấp của môi trường để sưởi ấm một ngôi nhàbao gồm không khí, ruột và thậm chí nhiệt thứ cấp, ví dụ từ đường ống sưởi ấm trung tâm. Các thiết bị như vậy bao gồm thiết bị bay hơi, bình ngưng, van giãn nở và máy nén. Tất cả chúng được kết nối bằng một đường ống kín và hoạt động dựa trên nguyên tắc Carnot. Nói một cách đơn giản, một máy bơm nhiệt hoạt động tương tự như tủ lạnh, chỉ có điều nó hoạt động theo cách khác. Nếu trong thập niên 80 của thế kỷ trước, máy bơm nhiệt hiếm có và thậm chí là một thứ xa xỉ, thì ngày nay ở Thụy Điển, chẳng hạn, 70% các ngôi nhà được sưởi ấm theo cách này.

Nồi hơi ngưng tụ

Bình thường nồi hơi gas Chúng hoạt động theo một nguyên tắc khá đơn giản và tiêu thụ nhiều nhiên liệu. Trong truyền thống nồi hơi gas Sau khi đốt khí và đốt nóng bộ trao đổi nhiệt, khí thải thoát vào ống khóimặc dù chúng mang một tiềm năng khá cao. Nồi hơi ngưng tụ do bộ trao đổi nhiệt thứ hai nhiệt được loại bỏ khỏi hơi không khí ngưng tụ, do đó hiệu quả của việc lắp đặt có thể vượt quá 100%, phù hợp với khái niệm của một ngôi nhà tiết kiệm năng lượng.

Khí sinh học làm nhiên liệu

Nếu nhiều chất thải nông nghiệp hữu cơ tích lũy, thì bạn có thể xây dựng lò phản ứng sinh học để sản xuất khí sinh học. Nhờ vi khuẩn kỵ khí, sinh khối được xử lý trong đó, dẫn đến sự hình thành khí sinh học, bao gồm 60% metan, 35% carbon dioxide và 5% các tạp chất khác. Sau quá trình làm sạch, nó có thể được sử dụng để sưởi ấm và nước nóng trong nước. Chất thải tái chế được chuyển đổi thành phân bón tuyệt vời có thể được sử dụng trong các lĩnh vực.

Số 7. Nguồn điện

Nhà tiết kiệm năng lượng nên sử dụng điện càng tiết kiệm càng tốt và, tốt nhất là, lấy nó từ các nguồn tái tạo. Đến nay, rất nhiều công nghệ đã được thực hiện cho việc này.

Máy phát điện gió

Năng lượng gió có thể được chuyển đổi thành điện không chỉ bằng các tuabin gió lớn mà còn bởi cối xay gió "nhà" nhỏ gọn. Ở những vùng có gió, việc lắp đặt như vậy có thể cung cấp đầy đủ điện cho một ngôi nhà nhỏ, ở những vùng có tốc độ gió thấp, tốt hơn là sử dụng chúng cùng với các tấm pin mặt trời.

Lực của gió điều khiển các cánh quạt của cối xay gió, làm cho rôto của máy phát điện quay. Máy phát tạo ra dòng điện không ổn định xen kẽ, được điều chỉnh trong bộ điều khiển. Ở đó, pin được sạc, lần lượt, được kết nối với bộ biến tần, trong đó điện áp DC được chuyển đổi thành điện áp xoay chiều được sử dụng bởi người tiêu dùng.

Cối xay gió có thể với trục xoay ngang và dọc. Với chi phí một lần, họ giải quyết vĩnh viễn vấn đề không biến động.

Pin mặt trời

Việc sử dụng ánh sáng mặt trời để tạo ra điện không quá phổ biến, nhưng trong tương lai gần, tình hình có nguy cơ thay đổi đáng kể. Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời rất đơn giản: một ngã ba pn được sử dụng để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Chuyển động định hướng của các electron bị kích thích bởi năng lượng mặt trời là điện.

Các thiết kế và vật liệu được sử dụng liên tục được cải tiến, và lượng điện trực tiếp phụ thuộc vào ánh sáng. Trong khi phổ biến nhất là các sửa đổi khác nhau pin mặt trời silicon, nhưng một thay thế cho chúng là pin màng polymer mới, vẫn đang được phát triển.

Tiết kiệm năng lượng

Nhận được điện phải có khả năng chi tiêu khôn ngoan. Các giải pháp sau đây rất hữu ích cho việc này:

• sử dụng bóng đèn ledđó là kinh tế gấp hai lần so với phát quang và kinh tế gần gấp 10 lần so với "bóng đèn Ilyich" thông thường;
• sử dụng công nghệ tiết kiệm năng lượng lớp A, A +, A ++, v.v. Mặc dù ban đầu nó đắt hơn một chút so với các thiết bị tương tự có mức tiêu thụ điện năng cao hơn, nhưng trong tương lai, khoản tiết kiệm sẽ rất đáng kể;
• sử dụng các cảm biến hiện diệnđể ánh sáng trong phòng không bị cháy vô ích, và các hệ thống thông minh khác, đã được đề cập ở trên;
  
• nếu bạn phải sử dụng điện để sưởi ấm, sau đó bộ tản nhiệt thông thường tốt hơn để thay thế bằng các hệ thống tiên tiến hơn. Nó là tấm nhiệttiêu thụ một nửa năng lượng điện so với các hệ thống truyền thống, đạt được thông qua việc sử dụng các lớp phủ tích lũy nhiệt. Tiết kiệm tương tự được cung cấp và mô đun thạch anh nguyên khốinguyên lý hoạt động của nó dựa trên khả năng tích tụ và giữ nhiệt của cát thạch anh. Một lựa chọn khác là phim tỏa nhiệt điện. Chúng được gắn trên trần nhà, và bức xạ hồng ngoại làm nóng sàn nhà và các vật thể trong phòng, nhờ đó đạt được vi khí hậu tối ưu của căn phòng và tiết kiệm điện.

Số 8. Cấp thoát nước

Lý tưởng nhất, một ngôi nhà tiết kiệm năng lượng nên nhận nước từ giếngNằm dưới nhà ở. Nhưng khi nước nằm ở độ sâu lớn hoặc chất lượng của nó không đáp ứng yêu cầu, một quyết định như vậy phải được từ bỏ.

Nó là tốt hơn để vượt qua cống thoát nước thông qua một người phục hồi và lấy đi sự ấm áp của họ. Để xử lý nước thải, bạn có thể sử dụng bể tự hoạinơi chuyển đổi sẽ xảy ra thông qua vi khuẩn yếm khí. Phân hữu cơ thu được là một loại phân bón tốt.

Để tiết kiệm nước, sẽ tốt hơn nếu giảm thể tích nước thoát ra. Ngoài ra, hệ thống có thể được thực hiện khi nước được sử dụng trong phòng tắm và bồn rửa được sử dụng để xả bồn cầu.

Số 9. Những gì để xây dựng một ngôi nhà tiết kiệm năng lượng

Tất nhiên, tốt hơn là sử dụng các nguyên liệu thô tự nhiên và tự nhiên nhất, việc sản xuất không đòi hỏi nhiều công đoạn chế biến. Nó là gỗ và đá. Tốt hơn là nên ưu tiên cho các vật liệu được sản xuất trong khu vực, bởi vì theo cách này, chi phí vận chuyển được giảm. Ở châu Âu, những ngôi nhà thụ động bắt đầu được xây dựng từ các sản phẩm chất thải vô cơ. Đó là bê tông, thủy tinh và kim loại.

Nếu một khi bạn chú ý đến việc nghiên cứu các công nghệ tiết kiệm năng lượng, hãy nghĩ đến dự án của nhà sinh thái và đầu tư vào nó, trong những năm tiếp theo, chi phí bảo trì của nó sẽ rất nhỏ hoặc thậm chí có xu hướng bằng không.