Будівля з нульовою енергією англ Zero Energy Building ZEB також відома як споруда з чистою нульовою енергією англ Net Ze

Будівля з нульовою енергією (англ: Zero Energy Building (ZEB)), також відома як споруда з чистою нульовою енергією (англ: Net Zero Energy (NZE) або Zero Net Energy, (ZNE)) ― це будинок, у якому загальна кількість енергії, споживаної ним на річній основі, дорівнює кількості відновлюваної енергії створюваної ним же або на віддалі, завдяки поновлюваним джерелам енергії за межами майданчика з використанням таких технологій, як теплові насоси, високоефективні вікна та будівельна ізоляція, а також сонячні панелі. Мета полягає в тому, щоби ці споруди сприяли меншому викиду парникових газів в повітря під час експлуатації, ніж подібні будівлі, що не належать до ZNE. Вони часом можуть споживати енергію, що не відновлюється, і виробляти парникові гази, але в інший проміжок часу, на таку ж кількість зменшують споживання енергії та виробництво парникових газів в інших місцях і застосуваннях. Будинки з нульовим споживанням енергії впроваджені не лише бажанням зменшити вплив на довкілля, але і заохочені грошима. Податкові пільги, а також заощадження на енерговитратах, роблять будівлі з нульовим споживанням енергії фінансово життєздатними та привабливими.

Дослідна будівля з нульовим споживанням енергії в Таллінні, Естонія. Талліннський технічний університет, 2013 рік.

Схожа концепція, схвалена і впроваджена Європейським союзом та іншими країнами-учасницями ― це будинок з майже нульовим споживанням енергії (nZEB), метою якої було до 2020 року забезпечити відповідність всіх будівель в регіоні стандартам nZEB.

Проєктування та будівництво

Найбільш дієві кроки щодо зниження енергоспоживання будівлі зазвичай, відбуваються саме в ході проєктування. Для досягнення ефективного використання енергії проєкт споруди з нульовим споживанням енергії, значно відрізняється від традиційної практики будівництва. Успішні проєктувальники будівель з нульовим споживанням енергії, часто-густо поєднують перевірені часом принципи пасивного сонячного або штучного/несправжнього кондиціонування, коли використовуються переваги на місці. Сонячне світло та сонячне тепло, свіжий вітерець і прохолода землі під будівлею, можуть забезпечити денне освітлення і сталу температуру в приміщенні з якнайменшим використанням механічних засобів. Споруди ZEB зазвичай, пристосовані для застосування пасивного припливу сонячного тепла і затінення в поєднанні з тепловою масою, для усталення добових коливань температури протягом дня, та в більшості кліматичних умов мають надзвичайну ізоляцію. Всі технології, потрібні для створення будівель з нульовим споживанням енергії, сьогодні доступні в готовому вигляді.

Складні інструменти тривимірного моделювання енергоспоживання будівлі, вже давно доступні для визначення того, як будівля буде працювати з цілою низкою проєктних змінних, таких як розташування будівлі (щодо денного та сезонного положення сонця), тип і розміщення вікон і дверей, глибина схилу тощо, вид і показники ізоляції елементів будівлі, непроникність (атмосферостійкість), дієвість опалення, охолодження, освітлення та іншого обладнання, а також місцева погода. Це моделювання допомагає проєктувальникам передбачити, як будівля буде працювати до її будівництва, і дозволяє їм визначити економічні та фінансові наслідки аналізу витрат і вигод будівлі або, що тим більш доречно, оцінки життєвого циклу.

Будинки з нульовою енергією, (Лондон, Велика Британія), 2007.

Будинки з нульовим споживанням енергії побудовано зі значними енергоощадними властивостями. Навантаження на опалення та охолодження знижуються завдяки використанню високоефективного обладнання (наприклад, теплових насосів, а не котлів, котрі приблизно вчетверо ефективніші за котли), додаткової теплоізоляції (особливо на горищі і в підвалі будинків), високої енергоефективності. Ощадні вікна (наприклад, з низьким коефіцієнтом випромінювання, вікна з потрійним/четверним склінням), захист від протягів, високоефективна побутова техніка (особливо сучасні ощадні холодильники), економічне світлодіодне освітлення, пасивне сонячне випромінювання взимку і природне затінення влітку, природна вентиляція й інші застосування. Ці особливості розрізняються залежно від кліматичних зон, в яких відбувається будівництво. Видатки на нагрів води можна знизити завдяки використанню водоощадних (аератори, тощо) пристосувань, пристроїв рекуперації тепла на стічних водах, а також застосування сонячного нагріву води і високоефективного водогрійного обладнання. Крім того, денне освітлення за допомогою світлових люків або сонячних трубок, може забезпечити 100 % денного освітлення в будинку. Нічне освітлення зазвичай здійснюється за допомогою люмінесцентних та світлодіодних ламп, які споживають 1/3 потужності або менше за лампи розжарення, ще-й без додавання небажаного тепла. А різні електричні навантаження можна зменшити, вибравши ощадні пристрої і звівши до мінімуму побічні навантаження. Інші способи досягнення чистого нуля (залежно від клімату) ― це принципи захищеного від землі будівництва, понадізольовані стіни з використанням виробів з солом'яних тюків, збірні будівельні панелі і складові даху, а також зовнішній ландшафтний дизайн для забезпечення сезонного затінення.

Щойно споживання енергії в будівлі буде зведено до найменшого рівня, можна буде виробляти всю цю енергію на місці за допомогою встановлених на даху сонячних панелей. Будинки з нульовим споживанням енергії часто проєктуються таким чином, щоби використовувати енергію подвійним способом, в тому числі і від побутової техніки. Наприклад, використання побічного тепла холодильників для нагрівання води для побутових потреб, теплообмінників для вентиляції і зливу душа, офісних приладів та комп'ютерних серверів, а також тепла тіл людей для обігріву будівлі. Ці споруди використовують теплову енергію, яку звичайні будівлі можуть просто викидати назовні. Вони можуть використовувати вентиляцію з рекуперацією тепла, рециркуляцію тепла гарячою водою, поєднане виробництво тепла та електроенергії і абсорбційні холодильні агрегати.

Приклади проектів

Фінляндія

До вже збудованих будинків з нульовим споживанням енергії відносяться: будинок для інвалідів в Ярвенпяа (2124 м²), студентський гуртожиток в Куопіо (2124 м²), односімейний будинок в Мянтюгар'ю (154 м²). В Гювінкяа збудований односімейний будинок на 160 м² в 2013 році. Будинки майже з нульовим споживанням енергії збудовані в Якобстаді (односімейний 165 м²) і в Лахті (дім пенсіонерів 16500 м²)

США

— перший подібний проект в США, зведений у 2006 році. На даху будинку встановили сонячні панелі.

Див. також

Література

Nisson, J. D. Ned; and Gautam Dutt, «The Superinsulated Home Book», , 1985, , .
Markvart, Thomas; Editor, «Solar Electricity» John Wiley & Sons; 2nd edition, 2000, .
Clarke, Joseph; «Energy Simulation in Building Design», Second Edition ; 2nd edition, 2001, .
National Renewable Energy Laboratory, 2000 ZEB meeting report
Noguchi, Masa, ed., «The Quest for Zero Carbon Housing Solutions», Open House International, Vol.33, No.3, 2008, Open House International

Примітки

(PDF). Архів оригіналу (PDF) за 11 листопада 2019. Процитовано 27 червня 2021.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()
Енергоефективність теплових насосів.
(PDF). Архів оригіналу (PDF) за 1 червня 2016. Процитовано 27 червня 2021.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()
user_administrator (31 липня 2014). . Energy - European Commission (англ.). Архів оригіналу за 27 червня 2021. Процитовано 27 червня 2021.
. www.fsec.ucf.edu. Архів оригіналу за 27 червня 2021. Процитовано 27 червня 2021.
Finnish Solutions for Zero Energy Building. 25.5.2011. Jyri Nieminen [ 15 грудня 2017 у Wayback Machine.] // VTT(англ.)

[1] (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 11 листопада 2019. Процитовано 27 червня 2021.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

[2] Енергоефективність теплових насосів.

[3] (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 1 червня 2016. Процитовано 27 червня 2021.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

[4] user_administrator (31 липня 2014). . Energy - European Commission (англ.). Архів оригіналу за 27 червня 2021. Процитовано 27 червня 2021.

[5] . www.fsec.ucf.edu. Архів оригіналу за 27 червня 2021. Процитовано 27 червня 2021.

[6] Finnish Solutions for Zero Energy Building. 25.5.2011. Jyri Nieminen [ 15 грудня 2017 у Wayback Machine.] // VTT(англ.)