Energošķērējošie materiāli arhitektūrā un būvei: kā mājas uzzina, kā nelikties izmēģināt enerģiju

Pārliecinies, ka māja, kura neprasa rēķinu piepētēšanu rudenī un gandrīz nekaršas vasarā. Māja, kura paša regulē savu mikroklīmatu, un kommunālo servisu rēķini tos tuvumā nolasa nulliem. Tas nav fantāzija, bet XXIX gadsimta realitāte, kura kļūst arvien pieejamāka, pārtrauktā ar energošķērējošiem materiāliem. Periodā, kad klimata mainība un enerģētiskās resursu cenas kļūst par galvenām izdevumiem, būve tālrunī veic reālu revolūciju. Betona un klinkera vietā nāk materiāli, kuri nevienāk neapšķērē, bet pat «ārējo», akumulē thermu un pat ražo enerģiju. Atklājēsim, kuras inovācijas veic izmainīt mūsu pilsētu izskatu un pieķert mūsu nākotni vairāk stiprāk.

Kāpēc vecākie materiāli vairs nevar darēt

Tradicionālie būves materiāli — betons, klinkers, sienas — tika izveidoti ērā, kura bija ērti pieejami enerģētiskie resursi. Tās galvenā funkcija — pastāvība un izturība. Tomēr tie slikti saglabājot thermu, viegli izvietojas kādas sasalumā un prasa lielu izmēģināšanu piepētēšanai un klimatizācijai. Pēc starptautiskām pētījumiem, būves izmanto apmēram 40% no visas pasaulē piegādātās enerģijas. Un tas laikiem, kad vēlāk jau zina, ka mēģināt būt citā veidā. Energošķērējošie materiāli nav tikai «izolētājs», bet sistēmiskā lēmums, kas mainā sistēmu būves filosofiju.

XXI gadsimtā arhitektori un inžinieri vairāk un vairāk domā kategorijās «pasīvā māja» — būve, kura gandrīz neprasa ārējo enerģiju. Un šeit galveno rolu spēlē materiāli, kuri spēj akumulēt, atspoguļot vai pārveidot thermu enerģiju. Tās uzdevums nav tikai aizsargāt no sasalumā, bet padarīt māju autonomu un ekoloģisku.

Thermas viegliņa robeža: aerogēli un vakuumizolējošās paneļi

Viens no pēdējo gados izgudrotajiem izgudrojumiem ir aerogēli. Šie materiāli sastāv no 99% gaisa, tomēr tie ir izvirzīgas thermizolējošās īpatsvarības. Aerogēls ir ļoti viegs, taču to var rēķināt uz vienu zieda lapu, tomēr tas var izturēt augstas temperatūras un saglabāt izolējošo spēju, kura pārsniedz tradicionālos materiālus. Tā skaidrība ļauj to izmantot stikla veidošanā, saglabājot gaismu un vienlaicīgi novēršot thermu zaudēšanu.

Otra izgudrojuma pārtraukums — vakuumizolējošās paneļi (VIP). Šie ir daudzslāvu struktūras, kuras iekšpusē veido vakuumu, kas praktiski izklaidē thermu pārnesi. Tās biezums var būt tikai 2–3 centimetri, tomēr tas aizvieto līdz polmētram standarta izolējošajam materiālam. Tas atver jaunas iespējas arhitektūrā: mazas sienas, lieli logi un maksimālais iekšējās vietu izmantošana bez enerģētiskās efektīvitātes zaudēšanas.

Fāzovermēģināšanas materiāli: thermu akumulatori

Viens no visintriģinātākajiem jaunumiem ir PCM materiāli — fāzovermēģināšanas materiāli, kuri pieņem un atdod thermu, mainot savu agregātā stāvokli. Uzskatiet, ka vāksa vai parafīns, kuri sasalst, kad sasniegtas kāda temperatūra. Kad kamēr ērā kļūst pārāk sāpīgs, PCM kapsulas iekš sienām vai plafonā pieņem pārākā thermu un sasalst, saskāršot ērā. Kad temperatūra samazinās, tie sasalst un atdod saglabāto thermu atpakaļ. Tas ļauj saglabāt komfortālo temperatūru bez aktīvās klimatizācijas un sāpēšanas izmantošanas, īpaši reģionos ar diennakts temperatūras mainīgumu.

Šie materiāli šķietmēr tiek izmantoti kādas biroja un dzīvojamās kompleksās. To integrē šķieģu kārtā, sienās, sasalstā. Tas padara māju «inteligento» un pieķeršanas, spēj atšķērst temperatūras kļūšanas bez cilvēka ievēlēšanas.

Intelligenta stikla un dinamiskie fasādes

Logi ir visas būves galvenās zaudēšanas vietas. Ziemā cauri logiem izvietojas līdz 30% thermu, un vasarā cauri logiem ienāk līdz 50% saules thermu. Tomēr modernās tehnoloģijas pārvērš stiklu no pretēja uz sabiedrotu. Elektrokrómiskais stikls, vai «inteligenta stikla», var mainīt savu skaidrību un atspoguļošo spēju atkarībā no gaismas līmeņa vai temperatūras. Tā sākas, kad saule ir pārāk sāpīga, un kļūst skaidra, kad gaismas nedaudz. Tas ļauj samazināt klimatizācijas un apgaismojuma sistēmu noslēgšanu līdz 20–30%.

Vēl viens radikālais risinājums — BIM stikls, iekšējie fotoelektriskie moduli, kuri pārvērš saules spēku elektroenerģijā tieši uz būves fasādi. Šie stikla paneļi šķietmēr tiek izmantoti augstākajos pastāvībās, ļaujot tam daļēji saglabāt savu enerģiju. Kādas projekti fasādes kļūst par lielākajiem saules baterijām, ražošanas elektroenerģiju, kuru vēlāk izmanto apgaismošanai un iekšējo sistēmu darbē.

Budīšanas koksnes: CLT un stipra arhitektūra

Atgriešanās koksnes kā būves materiālam — vēl viens svarīgs virziens. Tomēr ne vienāk kā tradicionāli, bet kā tehnoloģiski. CLT (Cross-Laminated Timber) — tas ir daudzslāvu koksnes paneļi, kuri ir saķerti tieši rādītā virzienā, kas dod tam neapmierināmu pastāvību un ugunskārību. Šie paneļi var izmantot būves daudzas stāvu būves, kuras agrāk tika veidotas tikai no stieles un betona.

Koksne ne tikai ir atjaunojama un ekoloģiskā, bet arī piekritīga thermizolējošajām īpatsvarībām. Tā «ārējo», regulē gaisablāvi un veido komfortu mikroklīmatu. Kā arī ražošana CLT prasa mazāk enerģijas, nekā betona vai stieles ražošana, kas to padara svarīgu elementu zemināro arhitektūrai.

Zelēnas kāršas un fasādes: dabas kā izolētājs

Ozološana kāršām un sienām nav tikai estētika. Zelēnas kāršas un fasādes veic svarīgu izolējošo funkciju. augi pieņem saules enerģiju, izvieto vēršanu un veido buferu slāni, kas aizsargā būvi no pārākā sāpēšanas vasarā un no sasalumā rudenī. Kādas Eiropas pilsētās zelēnas kāršas kļūst par obligāto elementu jaunajām būvēm, īpaši komerciālajām.

Šī prakse arī palīdz cītēt ar «sāpēšanas ostrovu» efektu lielās pilsētās, samazinot pilsētas kvartālu temperatūru. Kā arī zelēnas kāršas saglabā lietavas vēršanu, samazinot lietavas sistēmu nolādēšanu.

Atvērētie un vietējie materiāli: resursu saglabāšana

Energošķērējošie materiāli nav tikai par thermizolēšanu, bet arī par samazināšanu materiālu ražošanas un pārvadāšanas enerģētiskajām izmēģināšanām. Vairāk un vairāk arhitektori un attīstītāji pievēršas atvērtajiem materiāliem: sekundārajam betonam, stiklam, plastykam un metālam. vietējo materiālu (piemēram, marmora, ķieģules, sēnes) izmantošana arī samazina karbonu atstājumu un veido unikālu arhitektūras identitāti.

Kādas reģionos būves veidojas no sēnes bloku, kuriem ir izvirzīgas thermizolējošās īpatsvarības un var izklāstīt materiāla cenas. Tas nav eksotika, bet reāls risinājums zemu stāvu būves rūstniecībā.

Nākotnes energošķērējošo materiāli: integrācija un inteliģences

Nākamajām gadiem galvenais virziens nebūs atsevišķi materiāli, bet tos integrēt kopīgā sistēmā. Intelligentes mājas, kur izolēšana, logi, sienas un inžinierijas sistēmas darbojas kopā, kļūst par standartu. Nākotnes materiāliem jābūt ne tikai thermu saglabāšanai, bet arī enerģijas ražošanai, gaisa garšināšanai un pieķeršanai cilvēka veidībām.

Kādas pētījumi vēlāk uzvadīti uz veidošanu «dzīvajiem» materiāliem — bioloģiskajām konstrukcijām, kuras var rasties, atjaunoties un pašregulēties. Tas sākās kā zinātniskās fantastikas, bet pirmie soli jau veikti.

Sākums

Energošķērējošie materiāli nav tikai pasīvs atbildes veids klimata krisjumam. Tas ir aktīva stratēģija jaunās dzīves kvalitātes veidošanai. Mājas, kuras veidotas ar šo materiālu, kļūst ne tikai vairāk ekoloģiskās, bet arī vairāk komfortablas, veselas un ekonomiskas. Tās prasa mazāk uzturēšanas izmēģināšanas, reti prasā remontu un veido veselu dzīvošanas vidi.

XXI gadsimtā arhitektūra beidz būt tikai mākslā un kļūst par zinātni. Un energošķērējošie materiāli ir viens no tās galvenajiem rīkiem. Tie ne tikai mainā būves pilsētu izskatu, bet arī veido mūsu nākotni. Nākotni, kur māja kļūst ne tikai enerģijas lietotājs, bet arī enerģijas ražotājs. Nākotni, kur mēs ne tikai dzīvokmās ar dabu, bet arī mācāmies no tās.

Permanent link to this publication: