Екологічне житло

Міністерство освіти, науки, молоді та спорту україни

національний технічний  універсистет україни

«київський політехнічний  інститут»

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

З дисципліни «Основи сталого розвитку суспільства»

На тему: «Екологічне  житло»

 

 

 

 

 

 

 

Виконала

Студентка ФАКС

Групи ВЛ-71м

Ільків  М.І.

 

 

 

 

Київ 2012 

Вступ

Природа дала нам усі знання, які нам можуть б коли-небудь знадобитись, щоб жити не зашкоджуючи екології і самодостатнім життям. Земля дає нам достатньо матеріалів для створення ефективних і відновлюваних Eco систем для проектування житла. Їх використання є простим і економічно ефективним.

Еко-житло, по суті, імітація того, що працює найкраще на природі. Візьміть екосистему, яка являє собою співтовариство живих і неживих речей, які підтримують і залежать один від одного. Наприклад, в лісовій екосистемі, деякі тварини їдять рослини. Вони переварюють рослини і роблять гній або відходи. Ці відходи зрештою розпададаються. Вони додають поживних речовин у ґрунт. Живильні речовини в ґрунті допомагають рости рослинам. Тварини їдять рослини, і цикл продовжується. Люди, які використовують ECO будівництво мають намір імітувати природній цикл. В цих проектах вони створюють житло та інші будівлі, які працюють в гармонії з навколишньою екосистемою. 

1. Еколого-економічні аспекти запровадження ресурсозберігаючих технологій в будівництві

Поряд з екологічними проблемами все відчутнішою для людства  стає загроза енергетичної кризи. В  межах національної проблеми по забезпеченню екологічної безпеки та регулюванню  енергозбереження суттєва увага  приділяється впровадженню еколого-економічних  інновацій в житловому будівництві.       

 Це обумовлено тим,  що Україна лише на 43% може забезпечити  потреби в паливі за рахунок  своїх національних ресурсів. На  опалення 100 м2 загальної площі  житлових  будинків щорічно витрачається приблизно 6...9 т. умовного палива, що в 1,5 рази більше ніж в США та 3 рази більше ніж в Швеції [1,2]. Значні перевитрати паливно-енергетичних ресурсів є причиною забруднення  навколишнього середовища викидами у повітря парникових газів, які утворюються внаслідок згорання органічного палива для одержання теплової енергії. Єдиний шлях стабілізувати стан енергоспоживання в Україні та поліпшити екологічний стан довкілля – це енергозбереження до 43-47% всього енергоспоживання.    

 Існуюча система вітчизняного  управління екологічністю не  відповідає сучасним вимогам  і потребує подальшого вдосконалення  організаційно-економічного механізму  екологобезпечної діяльності. Не  існують науково обґрунтовані  методи інтелектуальної підтримки  прийняття рішень при управлінні  проектами організаційно-технологічних  заходів із впровадження еколого-економічних  технологій в житловому будівництві.  У зв’язку з цим є суттєва  необхідність дослідження екологічного  менеджменту при впровадженні  енергозберігаючих технологій в  будівельній галузі, що набуває  особливої актуальності при обмеженому  державному інвестуванні програм  екологічної безпеки та регулювання  енергозбереження. Вирішення цих  проблем потребує розробку математичних  моделей,  наукового-обґрунтованого організаційно-економічного механізму управління екологічністю в житловому будівництві шляхом впровадження інноваційних енергозберігаючих технологій [3].

Результати досліджень    

 Будівельний сектор  економіки витрачає близько 30 % від споживання в Україні  палива. Всього будівельна галузь  України до початку економічної  кризи (1999) споживала 87,6 млн. т  умовного палива на рік, з  яких 74,4 млн. т (85 %) витрачалось  в експлуатованих будинках. Структура  витрати палива в будівельній  галузі і житловому будівництві  наведена на рис. 1. 
     На протязі тривалого часу питанням енергозбереження в будівництві, як і в цілому в народному господарстві, потрібної уваги не приділялося. За діючими на території України нормативами опір теплопередачі огороджуючих конструкцій будівель було знижено в порівняні з европейскими нормами по стінам – в 1,2-3,5 рази, по покриттям і перекриттям – в 2 рази, по вікнам – в 1,3 рази. Як наслідок маємо значні витрати паливно-енергетичних ресурсів при експлуатації житлового фонду. 

 

 
Рис. 1. Потреби палива будівельною  галуззю і об’єктами житлового  будівництва 

 

 

     На державному рівні прийнято  закон “Про енергозбереження”,  яким встановлено правові, економічні, соціальні і екологічні основи  енергозбереження для усіх підприємств,  об’єднань і організацій, розташованих  на території України, а також  для усіх громадян. Законом передбачено:  створення економічних і правових  умов зацікавленості в енергозбереженні  юридичних і фізичних осіб; здійснення  державного регулювання діяльністю  в області енергозбереження на основі приймання економічних, нормативно-технічних способів управління; науково обумовлені стандарти і нормативно використані паливно-енергетичні ресурси; дотримання енергетичних стандартів і нормативів при використані палива і енергії; вирішення проблем енергозбереження в поєднані з реалізацією енергетичної програми України, а також на основі широкого міждержавного співробітництва і інше. Розроблена науково-технічна програма „Енергозбереження в будівництві”. Основною задачею програми є зміна нормативної бази з метою підвищення теплозахисних якостей житлових будинків, переведення будівельної індустрії, крупно панельного, блочного та цегляного будівництва на використання енергоефективних багатошарових конструкцій зовнішніх стін із щільних теплоізоляційних матеріалів.  
     Особливу увагу необхідно приділяти будівництву нових ресурсозберігаючим будинкам.  
     Ресурсозберігаючі житлові утворення – це житлові забудови і будівля, в яких використовуються відновлювальні джерела енергії (енергія сонця, вітру, теплова енергія землі і ін.), економляться витрати електроенергії, води газу, твердого і рідкого палива. При цьому економляться витрати енергії не тільки на експлуатацію, але і на виробництво будівельних матеріалів і виробів, застосовуються безвідходні чи маловідходні інженерні технології. Екологічні житлові утворення  (екорайони, екоквартали, екокомплекси) – характеризуються достойними умовами проживання: чисте повітря, вода, грунт; відсутність шуму, невелика густина населення, використовується ландшафт; будівлі масштабні природному середовищі, будівельні матеріали екологічно чисті і біопозитивні, відходи утилізуються, використовуються маловідходні технології; застосовуються альтернативні джерела енергозбереження, які не забруднюють природу; використовуються екологічно чисті види транспорту і енергетики. 
     Для України розвиток екологічного житла і створення екологічних житлових утворень має велике значення. По-перше, це зумовлено необхідністю в найближчий час переходу до стійкого розвитку в цілях збереження цивілізації. По-друге, до кінця невирішена житлова проблема, так як велика кількість сімей не мають власної квартири чи будинку. По-третє, низька енергоефективність. Сучасних багатоповерхових будівель, які забезпечені централізованими системами інженерного обладнання, що є неефективні по енерговитратам. На енергозбереження таких будинків витрачається близько третини всієї спожитої енергії в країні. В екобудинках енерговитрати низькі чи нульові, таке додаткове виробництво електроенергії можливо шляхом використання поновлюваних джерел. По-четверте, екобудинки здатні забезпечити високий рівень побутового комфорту в будь-яких, у т.ч. позаміських поселеннях, що зробить проживання в сільських поселеннях дуже привабливим. Таким чином, будівництво екологічного житла — стратегічно важлива науково-технічна, економічна, соціальна і політична задача, яка знаходиться на початковій стадії вирішення.  
     Основними напрямами енергозбереження в житлово-комунальному господарстві є наступні: 
- теплова ізоляція, збільшення термічного опору конструкцій будинків, що огороджують; теплоізоляційні роботи по реконструкції будинків старої забудови; підвищення теплозахисту вікон і балконних дверей за сучасними вимогами по теплозахисту; 
- модернізація систем тепло-, водопостачання (поступова зміна центрального теплопостачання на індивідуальне теплопостачання у блок-модульному виконанні; впровадження там, де це економічно доцільно, децентралізованих джерел теплопостачання; зниження тепловитрат в інженерних мережах шляхом поступового переходу на сучасні трубопроводи; оптимізація режимів роботи мереж тепло - і водопостачання; реконструкція теплових пунктів із застосуванням ефективного тепломеханічного устаткування; застосування комбінованої тепло акумуляційної електричної системи опалення широке використання апарату контролю і діагностики стану внутрішньої поверхні устаткування і систем тепло - і водопостачання та ін.); 
- використання нетрадиційних джерел енергії, як одного з перспективних напрямів енергозбереження в ЖКГ, а також вирішення екологічних проблем; важлива роль у скороченні витрат енергоресурсів належить також теплонасосним установкам, що забезпечують ефективну утилізацію потенційного тепла навколишнього середовища, промислових і побутових стоків; 
- облік і регулювання споживання енергоресурсів і води. 
     Зменшити витрати енергоресурсів можливо за рахунок запровадження новітніх технологій модернізації систем теплопостачання та термореновації будівель шляхом підвищення теплоізоляційної здібності огороджувальних конструкцій будівель. З метою зниження в 1,5...2 рази витрат тепла на Україні введенні в дію наближенні до сучасного закордонного рівня нормативи опору теплопередачі захисних конструкцій, які повинні становити 2...2,5 м2К/Вт. На сьогоднішній день відсутня науково обґрунтована методика вибору на ринку послуг теплоізоляційних технологій та матеріалів, які за своїми властивостями та вартістю відповідали б оптимальним еколого-економічним вимогам. 
     Існуючі на ринку послуги теплоізоляційні матеріали характеризуються кількісними та якісними характеристиками. Їх основними теплофізичними характеристиками, що визначають еколого-економічну привабливість, є теплопровідність, щільність, міцність на стискування, водопоглинання, сорбційна вологість, морозостійкість та паропроникливість. Основними економічними показниками теплоізоляційних матеріалів є вартість матеріалу, вартість та трудомісткість робіт по теплореновації будівель та довговічність. Екологічну безпечність матеріалів для термореновації будівель визначають вогнетривкість, хімічна і біологічна стійкість та шкідливість. Вибір теплоізоляційного матеріалу з врахуванням природнокліматичних умов району будівництва, архітектурно-конструктивних рішень по формуванню фасадів та архітектурно-планувальних рішень всередині будівель і властивостей матеріалів повинен виконуватися за допомогою еколого-економічного моніторингу. 
     Механізм управління щодо вибору теплоізоляційних матеріалів для житлового будівництва представляє собою сукупність форм і методів забезпечення його єдності на макро-, мезо- і мікрорівні як цілісної еколого-економічної системи. В основі цієї системи лежать: управління екологічною безпекою в житловому будівництві; управління технологічними процесами в галузі виробництва будівельних оздоблювальних матеріалів; управління технологічними процесами на будівельному майданчику; сукупність економічних інструментів екологічного регулювання та стандарти якості. Реалізація програми екологічного менеджменту в житловому будівництві можлива за результатами моделювання його складових, що включають екологічну експертизу, екологічний маркетинг, екологічний аудит та діагностику та еколого-економічний ситуаційний аналіз. 
     Витрати для досягнення екологічності житлового будівництва обумовлені вартістю землі під забудову, вартістю будівельних матеріалів, вартістю будівельних технологій та вартістю робіт по охороні довкілля (рис.2).  
 

 
Рис.2. Структурна модель грошових витрат для досягнення екологічності житлового  будівництва    

 Затрати на досягнення  екологічності повинні бути як  по окремим видам  так і сумарно мінімальними при досягненні максимального ефекту екологічності, тобто

     ,    (1)

де     S – грошові витрати для досягнення екологічності житлового будівництва; 
S1 – вартість землі під забудову; 
S2 –вартість будівельних матеріалів; 
S3 –вартість будівельних технологій; 
S4 – вартість робіт по охороні довкілля.

Наукове обґрунтування вирішення  задачі оптимізації затрат потребує розробки математичних моделей організаційно-економічного механізму управління екологічністю  в житловому будівництві. В зв’язку  з тим, що фактори, які забезпечують організаційне-економічне регулювання  екологічністю в житловому будівництві  характеризуються різноманітними кількісними  та якісними параметрами, тому при моделюванні  необхідно використовувати сучасні  математичні моделі, які дозволяють приймати оптимальні організаційно-технічні рішення за результатами віртуального експерименту.

2. Землянки XXI століття - тренд екологічного житла

Варіації на тему будівництва  «будинків-землянок» отримують все  більший розвиток і підтримку  в усьому світі.

І вже чимало будівельних  компаній пропонують подібний продукт  на європейському ринку. Наприклад, іспанська компанія «Biovivienda» займається будівництвом селищ, які цілком складаються з таких екологічних котеджів. Фахівці застосовують модульну систему високого опору, в якій використовується найстаріший з відомих термічних і акустичних ізоляторів - звичайна земля.

Така система здатна підтримувати в будинку стабільну температуру  на рівні 18 градусів поза всякою залежністю від пори року. Це дозволяє створювати постійний мікроклімат без використання систем опалення та охолодження. Вже  здано один такий проект на середземноморському  узбережжі в Валенсії.

А роботи архітектурної студії Patkau Architects (Ванкувер, Британська Колумбія) лягли в основу проекту, реалізація якого почнеться в окрузі Файет (штат Пенсільванія, США) після повного затвердження проектної документації та збору коштів, необхідних для будівництва. Будинки, побудовані за цим проектом, гармонійно вписуються в ландшафт заповідної зони Bear Run в західній Пенсільванії.

Європейське архітектурне бюро SeArch у співавторстві з дизайнером Крістіаном Мюллером втілило в життя проект вишуканого, демократичного та екологічно нешкідливого житла. Ця «землянка» вирита і облаштована у Швейцарії - в містечку Вальс, в оточенні швейцарських Альп і зелених лугів. Будинок абсолютно не помітний з боку, його можна побачити тільки зверху.

Землянка включає в  себе весь набір приміщень, які є  в будь-якому типовому будинку: кухня, їдальня, вітальня, спальня, кімната  для гостей, зал з домашнім кінотеатром, кілька санвузлів і навіть внутрішній дворик.

Британський художник Марк Меєр (Mark Merer) адаптував розроблений в США компанією Landhouse "земляний вігвам" під художню студію і побудував на півночі Англії (у Сомерсеті) будинок, в якому живе зі своєю дружиною.

Років сто тому деякі американці штату Юта жили в будинках, зроблених  на основі виритої в землі ями. Такі житла називаються Pithouse. За часів Великої депресії тут почали будувати схожі будинки, їх назвали Hopehouse - Будинок надії. Вони складалися з одного даху та підвального фундаменту. Люди, які будували їх, сподівалися, що коли будуть гроші, вони добудують іншу частину будинку. Але не у всіх ці гроші з'явилися, і досить багато таких будинків стоїть до цього дня.

3. Житловий хмарочос DK2 в Ханої

DK2 – проект житлового  висотного будинку з апартаментами  класу «люкс» і бездоганним  сервісом, яке буде побудовано  в Ханої, на березі Західного  озера. Проект хмарочоса розробило  архітектурне бюро ICE Architects. Крім квартир з повним сервісним обслуговуванням в будівлі розміститься закритий клуб, а ще частина площ призначена для комерційного використання. Висотка складається з двох веж з незалежною інфраструктурою, а сполучною ланкою між ними служить горизонтальний блок у верхній частині, де і розташовуються служби клубу. 

 

 

Найбільш помітною його особливістю  стануть підвісні сади, що створюють  персональні зелені зони в кожному  блоці апартаментів і особливу атмосферу  гармонії з природою і усамітнення. Це оригінальна інтерпретація широко поширеного в Ханої принципу будівництва, коли багатоповерхові будівлі оформляються внутрішніми двориками, балконами  або сходовими прольотами з зеленими острівцями, які покращують природну вентиляцію квартир і дають порятунок  від прямих променів палючого сонця. Як правило, зовнішні зелені зони знаходять  своє продовження і всередині  квартири. 

 

 

Таким чином, вежі житлового  комплексу ідеально пристосовуються  до тропічного клімату В’єтнаму, забезпечуючи наскрізну вентиляцію та природне затінення  як фасаду, так і внутрішніх покоїв будинку. Вентильовані фасади служать кліматичним буфером, так само як і зелені насадження, природним чином підтримуючи найбільш комфортну температуру в апартаментах.

4. Літній будинок  Forest Bath

Літній будинок, зведений за проектом студії Kyoko Ikuta Architecture Laboratory поблизу Нагано.

Кімнати, розташовані в  крилах будинку, істотно темніші, ніж кімната відпочинку. Це тому, що вони освітлюються непрямим світлом, який надходить з вітальні. Стрічкові вікна розташовані тут настільки низько, що знаходяться врівень з травою на вулиці, таким чином, ландшафт проникає в інтер’єр буквально з порога.

5. Вілла Mecklin у Фінляндії

Будинок розташований на вузькій  ділянці між двома скелястими кручами, в оточенні хвойних дерев. Будинок встановлений на палі, щоб  мінімізувати втручання в природний  ландшафт. Фасад вілли обшитий  необробленим деревом.

Житлова площа будинку зовсім невелика, інтер’єр лаконічний, простий  і розташовує до себе.

 

start="6"

 Будинок з контейнера – Poteet Architects

Будинок був зроблений з вантажного контейнера в ході програми з переробки та вторинного використання ресурсів. Авторство цього проекту належить архітектурної фірмі Poteet Architects.

Останнім часом з’явилося  досить багато будинків, в яких застосовуються вантажоперевізні контейнери або їх елементи, а ще більше будинків, побудованих з цих самих контейнерів.

 

 

 

 

 

7. Японський еко-дім House in Bihoro

Бюро Hiroshi Horio Architects з Саппоро розробило на замовлення Міністерства навколишнього середовища проект екологічного житла XXI століття, згодом зведеного в якості демонстраційного зразка недалеко від японського міста Біхоро. Двоповерховий будинок спроектований так, що його можна легко змінювати, пристосовуючи до потреб нових членів сім’ї та наступних поколінь.

Висновки

1.    Суттєвим фактором забезпечення екологічності в будівництві є впровадження енергозберігаючих технологій. Управління енергозбереження в будівельній галузі повинно здійснюватися як на державному рівні так і на рівні окремих підприємств, на всіх етапах життєвого циклу будівлі. 
2.    Зменшення витрат енергоносіїв для забезпечення екологічності в будівництві доцільно за рахунок запровадження новітніх технологій термореновації будівель шляхом підвищення теплоізоляційної здатності огорожувальних конструкцій будівель. Вибір теплоізоляційних матеріалів повинен виконуватися з врахуванням природно-кліматичних умов району будівництва, архітектурно-конструктивних рішень будівель згідно еколого-економічного моніторингу. Управління щодо вибору теплоізоляційних матеріалів необхідно з врахуванням структурної моделі грошових витрат для досягнення екологічності. 
3.    Для оптимального вибору теплоізоляційного матеріалу з врахуванням кількісних та якісних параметрів необхідно створити експертно-моделюючу систему для багатофакторного аналізу параметрів теплоізоляційних матеріалів з метою інтелектуальної підтримки прийняття оптимального рішення.