Канада. Крыша, которая производит энергию
Ученые Института по исследованиям в области строительства и природных ресурсов Канады пришли к выводу, что было бы полезно, если бы некоторые элементы ограждающих конструкций здания, такие как покрытия кровли, вырабатывали энергию (рис. 8.8).
Рис. 8.8. Энергоэффективная крыша Экодома
Были разработаны новейшие технологии интегрирования фотоэлектрических преобразователей (BIPV) в поверхности ограждающих конструкций здания, которые можно теперь использовать как источник энергии.
На малоуклонной крыше кровельная мембрана ламинируется тонкой пленкой фотоэлектрических приемников BIPV. На крышах жилых домов есть два варианта: сами черепицы выполняются в виде фотоэлектрических солнечных батарей, или обычная черепица и металлические листы ламинируются тонкой фотоэлектрической пленкой.
Фонд чистых энергий правительства Канады вкладывает средства в новейшие технологии и инновации, крупномасштабные проекты возобновляемых и альтернативных источников энергии. Чистая энергия – это та энергия, которая производится, передается, распространяется и используется с низким или нулевым выбросом парниковых газов (ПГ) и других выбросов в атмосферу.
Тонкие ламинированные фотоэлектрические пленки и фотоэлектрическая черепица уже применяются в строительстве. На существующую кровлю на мастике приклеивается водонепроницаемая мембрана, ламинированная четырнадцатью 18-метровыми фотоэлектрическими пленками (PV). Это новый подход, адаптированный под кровельные системы, которые обычно применяются на малоуклонных крышах, таких как супермаркеты, промышленные склады и школьные здания. Эти инновации позволят не только определить энергоэффективность, но и оценить совместимость с традиционной черепицей и прочность в канадском климате. На пике в солнечный день в сентябре, система производит до 1650 Вт электроэнергии. Ученые надеются продолжить изучение новых фотоэлектрических технологий для жилых и общественных зданий.
Италия. Новейшие конструктивные схемы и технологии дома
Стоимость строительства пассивного дома в Италии больше, чем традиционного, но достижимая экономия в конечном счете делает эти дома, безусловно, выгодными. Для пассивного здания практически с нулевым уровнем выбросов первоначальные затраты на строительство увеличиваются примерно на 10 % по сравнению с обычными зданиями, однако при эксплуатации происходит 80 % снижение потребления и сокращение затрат для управления зданием на 40 %.
Что вкладывается в понятие «пассивный дом»? Пассивный дом – это такое здание, которое использует и управляет природными энергетическими потоками, влияющими на здание, например, такими как солнечное излучение, ветер и геотермальные источники, комбинированные широким спектром новейших технологий, главным образом, для обеспечения света, тепла, холода и свежего воздуха. В этих системах объединяются пассивные компоненты архитектуры, дизайна и активные компоненты низкого уровня, такие как насосы и вентиляторы. Во многих случаях спрос на энергию от внешних источников настолько мал, что его можно компенсировать с использованием возобновляемых источников энергии.
В Италии важную роль в распространении пассивных домов играют рекомендации по стимулированию внедрения новейших технологий и инноваций в направлении энерговозобновляемых источников энергии.
Крупнейшая крыша на солнечных батареях в Италии
Гигантская установка на солнечных батареях (рис. 8.9) мощностью 12,3 МВт и стоимостью более 50 млн евро построена на крышах в Падуе благодаря инновации системы Interporto. Она является одной из крупнейших в мире с точки зрения энергетики.
Модули для солнечных батарей были произведены по новейшей технологии на заводе в Солоне недалеко от Падуи. После ввода в эксплуатацию всех мощностей будет вырабатываться электроэнергия в количестве, достаточном для удовлетворения потребностей более 5000 семей.
Рис. 8.9. Крупнейшая крыша на солнечных батареях в Италии
Германия. Новые строительные материалы
Прозрачный бетон и самоочищающиеся стены – это уже реальность. Прозрачный бетон уже используется в области дизайна, но производство по-прежнему стоит очень дорого. В бетоне участвуют стекловолокна. Свет проходит сквозь стеклянные волокна в бетонной плите, рассеивается и отражается от внутренних и внешних поверхностей, создавая эффект прозрачного бетона. На прочность бетона это не влияет. В Германии прозрачный бетон выпускается под названием Luccon.
Предметом исследований и разработок инновации служат стены, которые чистят себя. Бетон, который отталкивает загрязнения, получен путем введения добавок в бетон Tintandioxid. Под воздействием солнечных лучей активируются специальные свойства материала, которые не позволяют закрепляться на поверхности плесени, водорослям, мхам и лишайникам.
Еще один шаг вперед – новейшие технологии производства фасадных красок от Bioni. В них добавлены частицы серебра, которые полностью разрушают различные микробные заражения. В отличие от обычной, эта краска не выцветает и нетоксична для человека в различных климатических условиях.
Некоторые инновации генерируют нанотехнологии. В этой области особое внимание уделяется мельчайшим частицам, из которых состоят материалы. Толщина материалов, разработанных здесь, составляет около одного или нескольких миллионных долей миллиметра, что тоньше человеческого волоса в 5000 раз. Нанотехнологии позволяют избирательно изменять свойства поверхности, чтобы они могли соответствовать практически любой желаемой функции. Такие модифицированные материалы могут также применяться в производстве стекла. Инновации помогают сэкономить в будущем на эксплуатационных расходах, например, таких как мойка окон. Это так называемый эффект лотоса – листья лотоса обладают способностью к самоочищению, при котором попадающая вода смывает грязь.
Производитель стекла Okalux Kapillarglas использует новейшие технологии, но полагается на другие эффекты. Под именем Okagel компания продает полупрозрачное стекло, состоящее из двух стеклянных панелей со слоем Nanogel между ними. Стекло значительно улучшает теплоизоляцию и способно изменять светопропускание. Стекло может использоваться везде, где существуют требования к рассеянию света, с одновременными повышенными требованиями к тепло– и звукоизоляции. Обеспечить лучшую тепловую защиту окон способен вакуум между стеклами. Но этот метод имеет недостаток в том, что вакуум пока не может быть надежно сохранен. Новая идея состоит в том, что между двумя слоями стекла размещается прозрачный проводник, который изменяет цвет под воздействием солнечного света или электрического импульса.
Птицы часто погибают от удара о стекло. По оценкам специалистов, каждый год почти 1 миллиард птиц гибнет от столкновений с окнами.
В стеклах от компании Okalux имеется специальный встроенный ультрафиолетовый фильтр, видимый для птиц, но не заметный для человеческого глаза. Эти инновации означают, что птицы при подлете к окну могут определить его как препятствие, а люди могут наслаждаться естественным освещением и беспрепятственным обзором.
Инновационное покрытие Cool-Colors используется для защиты цветных окон из ПВХ от инфракрасного (теплового) излучения. Благодаря особым пигментам эта пленка отражает до 80 % инфракрасных лучей и препятствует перегреву конструкций.
Рис. 8.10. Инновационное покрытие