Екологічне будівництво
Екологі́чне будівни́цтво або зелене будівництво (англ. green construction) — це практика будівництва та експлуатації будівель, метою якої є зниження рівня споживання енергетичних і матеріальних ресурсів протягом всього життєвого циклу будівлі: від вибору ділянки до проектування, будівництва, експлуатації, ремонту і знесення.
Іншою метою зеленого будівництва є збереження або підвищення якості будівель і комфорту їх внутрішнього середовища.
Хоча нові технології постійно удосконалюються для застосування у поточній практиці створення зелених будівель, основною турботою даного підходу є скорочення загального впливу споруди на довкілля і людське здоров'я, що досягається за рахунок:
- ефективного використання енергії, води та інших ресурсів;
- уваги до підтримки здоров'я мешканців;
- скорочення кількості відходів, викидів та інших впливів на довкілля.
Енергоефективна будівля використовує для свого енергозабезпечення (гаряче водопостачання, опалення, вентиляція та кондиціонування) альтернативні джерела енергії (енергія сонячного випромінювання, вітрова енергетика, гідроенергетика, геотермальна енергетика, тепло ґрунту, тепло повітря, та їх комбінацій) та електроенергію. Її система енергозабезпечення як правило складається з енергоактивних огороджувальних конструкцій (енергоактивний дах, енергоактивний фасад) на базі геліопрофілю (електрогеліопрофілю), геотермальної теплової помпи та сезонного ґрунтового акумулятора тепла.
Інтеграція відновлюваної енергетики включає такі технології, як сонячні панелі та сонячна черепиця, вітрові турбіни (горизонтальні, вертикальні та інші[en])[1][2][3], гідроенергетика (мікро гідро[en][4][5], піко гідро[en][6][7]), геотермальна енергія[8][9], енергія біомаси[10][11], та їх комбінації[12][13][14], щоб задовольнити енергетичні потреби будівлі чи інфраструктури. Системи накопичення енергії допомагають зберігати надлишкову енергію, вироблену з відновлюваних джерел, для подальшого використання та перенаправлення надлишку до мережі, підвищуючи енергостійкість і зменшуючи пікове споживання з мережі.[15][16]
Енергоефективність відіграє важливу роль у стійкій архітектурі. Це включає енергозбереження для опалення, кондиціонування, освітлення та інших цілей; а також використання відновлюваних джерел енергії. На будівлі припадає 40% світового споживання енергії.[16] Завдяки інтеграції принципів енергоефективних проєктування, матеріалів і технологій, можливо збільшити прибутки, знизити експлуатаційні витрати, скоротити викиди парникових газів і сприяти цілям сталого розвитку. Енергоефективні технології та практики включають:
- Стратегії пасивного дизайну: правильна орієнтація будівлі, оптимізоване розміщення вікон, природне освітлення, пасивна вентиляція[en] та ефективна ізоляція, задля зменшення потреби в нагріванні та охолодженні.
- Високоефективні ізоляційні конструкції: аерогелі та вакуумні ізоляційні панелі, для мінімізації передачі тепла через стіни, дахи та підлоги, тим самим зменшуючи споживання енергії будівлею.[17]
- Енергоефективні системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря (HVAC): такі як теплові насоси, системи водяного опалення, повітряне опалення, променеве опалення та охолодження[en], системи енергоменеджменту, та інші, щоб забезпечити тепловий комфорт з мінімальним споживанням енергії.[17][18] Системи штучного інтелекту використовуються для прогнозування, оптимізації, контролю та діагностики систем опалення, вентиляції та кондиціонування.[19][20][21]
- Передові технології освітлення: світлодіодні лампи та стрічки, системи збору денного світла[en] та датчики присутності[en], щоб мінімізувати споживання електроенергії, забезпечуючи достатній рівень освітлення.[22][23]
Стійкі будівельні матеріали з низьким впливом на довкілля є одним з основних принципів стійкої архітектури та циркулярного будівництва.[24] Стійкість матеріалів оцінюється за соціальними, економічними та екологічними факторами[25] (див. також Стійка архітектура, Сталий дизайн, Стабільне місто). Стійкі будівельні матеріали включають:
- Перероблені матеріали чинять менший негативний вплив на довкілля та пропонують економічну вигоду та, в деяких випадках, унікальні властивості перероблених матеріалів.[26][27] Прикладами є заповнювачі бетону з будівельних та інших відходів[26], армований переробленим сталевим волокном бетон[28], перероблений пластик та біопластик, повторно використана деревина тощо. (див. Циркулярне будівництво)
- Біологічні матеріали: відновлювані і біологічно розкладні матеріали, частина з яких виробляються з відходів сільського господарства в циркулярній біоекономіці.[24]
- Конопляний бетон (костробетон, конопляний цемент[29]) — це різновид рослинного бетону[30], що складається з суміші конопляних волокон (костриці), вапна та води, який використовують як стійку альтернативу бетону. Він має чудові термо- та звукоізоляційні властивості, є легким, вогнетривким (в залежності від пропорцій) та поглинає вуглекислий газ під час процесу твердіння (реагуючи з CO2 повітря в процесі карбонізації), на додачу до вуглецю, який накопичується в целюлозі волокон в процесі росту коноплі, що загалом робить його унікальним вуглецево-негативним стійким будівельним матеріалом.[31][32] Окрім бетону, з костриці виробляють плити та цеглу.[29]
- Матеріали на основі міцелію: легкі матеріали, придатні для ізоляції, пакування та навіть структурних компонентів. Перспективні як тепло- та звукоізоляційна піна. Мають низьку щільність і теплопровідність, високе звукопоглинання і пожежобезпечність. Можуть замінити пінопласт, дерев’яну та пластикову ізоляцію, дверні серцевини, панелі, компоненти підлоги та меблів.[33] Поєднуються з іншими сільськогосподарськими та промисловими відходами для створення композитних матеріалів.[34]
- Відходи виробництва цукрової тростини, зернових культур та інші сільськогосподарські відходи, та їх комбінації, використовуються на фермах для виготовлення цегли, панелей, будівельних розчинів тощо.[35]
- Поліуретани на біологічній основі: поліуретани на біологічній основі виготовляють з рослинних олій, біомаси або CO2, і вони знаходять застосування у пінах, клеях і покриттях.[36][37] Застосування поліуретанових покриттів на біологічній основі призвело до меншого часу висихання та вищої твердості з однаковим блиском, хімічною стійкістю та механічною стійкістю.[38]
- Зелені стіни та озеленення дахів: пропонують переваги для навколишнього середовища, такі як поглинання вуглецю, покращення якості повітря, зменшення шуму та управління зливовими водами, а також забезпечують економічні переваги завдяки енергоефективності – теплоізоляція в холодні пори року та охолодженню повітря влітку. Крім того, вони покращують соціальний добробут та психічне здоров'я, та сприяють біорізноманіттю в міському середовищі.[39][40] Міські сільськогосподарські ініціативи, такі як громадські сади та ферми на дахах, сприяють місцевому виробництву продуктів харчування та зміцнюють зв’язки в громадах. Вертикальні ферми[41] та міське сільське господарство[42] використовують гідропоніку[43][44] або аеропоніку[45], максимізуючи простір і мінімізуючи споживання води.[46]
- Місто-сад
- Глобальна мережа екопоселень
- Екосело
- Циркулярне будівництво
- Стійка архітектура
- Екологічний дизайн
- Сталий дизайн
- Стабільне місто
- В. В. Страшко Ефективні системи теплопостачання та кондиціювання з використанням відновлювальних джерел енергії[недоступне посилання з липня 2019]
Це незавершена стаття з екології. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |
Це незавершена стаття з будівництва. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |
- ↑ Kumar, Nitin; Prakash, Om (2023-02). Analysis of wind energy resources from high rise building for micro wind turbine: A review. Wind Engineering (англ.). doi:10.1177/0309524X221118684.
- ↑ Kwok, K.C.S.; Hu, Gang (2023-03). Wind energy system for buildings in an urban environment. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. doi:10.1016/j.jweia.2023.105349.
- ↑ More Than Green LIAM F1 | Small wind turbine for urban environments -. More Than Green (англ.).
- ↑ Du, Jiyun; Yang, Hongxing; Shen, Zhicheng; Chen, Jian (2017-10). Micro hydro power generation from water supply system in high rise buildings using pump as turbines. Energy. Т. 137. с. 431—440. doi:10.1016/j.energy.2017.03.023.
- ↑ Boroomandnia, Arezoo; Rismanchi, Behzad; Wu, Wenyan (2022-11). A review of micro hydro systems in urban areas: Opportunities and challenges. Renewable and Sustainable Energy Reviews. doi:10.1016/j.rser.2022.112866.
- ↑ Ващишак, Ірина (30 листопада 2023). Використання турбін Тесла в системах освітлення багатоповерхових житлових будинків. SWorldJournal. № 22-01. с. 26—32. doi:10.30888/2663-5712.2023-22-01-036.
- ↑ Thyer, Sascha; White, Tony (2023-06). Energy recovery in a commercial building using pico-hydropower turbines: An Australian case study. Heliyon. doi:10.1016/j.heliyon.2023.e16709.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ Senova, Andrea; Skvarekova, Erika; Wittenberger, Gabriel; Rybarova, Jana (2022-02). The Use of Geothermal Energy for Heating Buildings as an Option for Sustainable Urban Development in Slovakia. Processes (англ.). doi:10.3390/pr10020289.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ Huang, Sihao; Zhao, Xiaoshuang; Wang, Lingbao; Bu, Xianbiao; Li, Huashan (1 липня 2023). Low-cost optimization of geothermal heating system with thermal energy storage for an office building. Thermal Science and Engineering Progress. doi:10.1016/j.tsep.2023.101918.
- ↑ Monforti-Ferrario, F.; Belis, C. (2018). Sustainable use of biomass in the residential sector (PDF) (англ.). Luxembourg: Publications Office of the European Union. ISBN 978-92-79-98348-1.
- ↑ Di Fraia, Simona; Shah, Musannif; Vanoli, Laura (2024-01). Biomass Polygeneration Systems Integrated with Buildings: A Review. Sustainability (англ.). doi:10.3390/su16041654.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ Palomba, Valeria; Borri, Emiliano; Charalampidis, Antonios; Frazzica, Andrea; Karellas, Sotirios; Cabeza, Luisa F. (2021-01). An Innovative Solar-Biomass Energy System to Increase the Share of Renewables in Office Buildings. Energies (англ.). doi:10.3390/en14040914.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ Tawfik, Magdy; Shehata, Ahmed S.; Hassan, Amr Ali; Kotb, Mohamed A. (6 лютого 2023). Renewable solar and wind energies on buildings for green ports in Egypt. Environmental Science and Pollution Research (англ.). doi:10.1007/s11356-023-25403-z.
- ↑ Leon Gomez, Juan Carlos; De Leon Aldaco, Susana Estefany; Aguayo Alquicira, Jesus (2023-06). A Review of Hybrid Renewable Energy Systems: Architectures, Battery Systems, and Optimization Techniques. Eng (англ.). Т. 4, № 2. с. 1446—1467. doi:10.3390/eng4020084.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ Chen, Lin; Hu, Ying; Wang, Ruiyi; Li, Xiang; Chen, Zhonghao; Hua, Jianmin; Osman, Ahmed I.; Farghali, Mohamed; Huang, Lepeng (15 грудня 2023). Green building practices to integrate renewable energy in the construction sector: a review. Environmental Chemistry Letters (англ.). doi:10.1007/s10311-023-01675-2.
- ↑ а б Christopher, S.; Vikram, M.P.; Bakli, Chirodeep; Thakur, Amrit Kumar; Ma, Y.; Ma, Zhenjun; Xu, Huijin; Cuce, Pinar Mert; Cuce, Erdem (2023-06). Renewable energy potential towards attainment of net-zero energy buildings status – A critical review. Journal of Cleaner Production. doi:10.1016/j.jclepro.2023.136942.
- ↑ а б Dadzie, John; Pratt, Isaac; Frimpong-Asante, James (1 листопада 2022). A review of sustainable technologies for energy efficient upgrade of existing buildings and systems. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. doi:10.1088/1755-1315/1101/2/022028.
- ↑ Asim, Nilofar; Badiei, Marzieh; Mohammad, Masita; Razali, Halim; Rajabi, Armin; Chin Haw, Lim; Jameelah Ghazali, Mariyam (2022-01). Sustainability of Heating, Ventilation and Air-Conditioning (HVAC) Systems in Buildings—An Overview. International Journal of Environmental Research and Public Health (англ.). doi:10.3390/ijerph19021016.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ Myat, Aung (6 вересня 2023). Martin-Gomez, Cesar (ред.). Application of Artificial Intelligence in Air Conditioning Systems. Recent Updates in HVAC Systems (англ.). IntechOpen. doi:10.5772/intechopen.107379. ISBN 978-1-83768-173-0.
- ↑ Zhou, S.L.; Shah, A.A.; Leung, P.K.; Zhu, X.; Liao, Q. (2023-09). A comprehensive review of the applications of machine learning for HVAC. DeCarbon. doi:10.1016/j.decarb.2023.100023.
- ↑ Lee, Dasheng; Lee, Shang-Tse (2023-11). Artificial intelligence enabled energy-efficient heating, ventilation and air conditioning system: Design, analysis and necessary hardware upgrades. Applied Thermal Engineering. doi:10.1016/j.applthermaleng.2023.121253.
- ↑ Odiyur Vathanam, Gnana Swathika; Kalyanasundaram, Karthikeyan; Elavarasan, Rajvikram Madurai; Hussain Khahro, Shabir; Subramaniam, Umashankar (2021-01). A Review on Effective Use of Daylight Harvesting Using Intelligent Lighting Control Systems for Sustainable Office Buildings in India. Sustainability (англ.). doi:10.3390/su13094973.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ Ratajczak, Julia; Siegele, Dietmar; Niederwieser, Elias (2023-07). Maximizing Energy Efficiency and Daylight Performance in Office Buildings in BIM through RBFOpt Model-Based Optimization: The GENIUS Project. Buildings (англ.). doi:10.3390/buildings13071790.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ а б Le, Dinh Linh; Salomone, Roberta; Nguyen, Quan T. (1 жовтня 2023). Circular bio-based building materials: A literature review of case studies and sustainability assessment methods. Building and Environment. doi:10.1016/j.buildenv.2023.110774.
- ↑ Figueiredo, Karoline; Pierott, Rodrigo; Hammad, Ahmed W. A.; Haddad, Assed (1 червня 2021). Sustainable material choice for construction projects: A Life Cycle Sustainability Assessment framework based on BIM and Fuzzy-AHP. Building and Environment. doi:10.1016/j.buildenv.2021.107805.
- ↑ а б Joseph, Herbert Sinduja; Pachiappan, Thamilselvi; Avudaiappan, Siva; Maureira-Carsalade, Nelson; Roco-Videla, Angel; Guindos, Pablo; Parra, Pablo F. (2023-01). A Comprehensive Review on Recycling of Construction Demolition Waste in Concrete. Sustainability (англ.). doi:10.3390/su15064932.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ З чистого аркуша: як працює і чим вигідна циркулярна економіка. Економічна правда (укр.). 2 вересня 2020.
- ↑ Liew, K.M.; Akbar, Arslan (2020-01). The recent progress of recycled steel fiber reinforced concrete. Construction and Building Materials. doi:10.1016/j.conbuildmat.2019.117232.
- ↑ а б Горковлюк І. І., Ковальський В. П. (2023). Будинки з екологічних будівельних матеріалів (вид. Збірник тез доповідей Міжнародної науково-практичної конференції
«Сучасні світові тенденції розвитку науки, освіти, технологій та суспільства»). Кропивницький: ЦФЕНД. с. 64.
{{cite book}}
: Вказано більш, ніж один|pages=
та|page=
(довідка) - ↑ Ahmad, Muhammad Riaz; Pan, Yongjian; Chen, Bing (14 червня 2021). Physical and mechanical properties of sustainable vegetal concrete exposed to extreme weather conditions. Construction and Building Materials. doi:10.1016/j.conbuildmat.2021.123024.
- ↑ Barbhuiya, Salim; Bhusan Das, Bibhuti (25 липня 2022). A comprehensive review on the use of hemp in concrete. Construction and Building Materials. Т. 341. doi:10.1016/j.conbuildmat.2022.127857.
- ↑ Lupu, M L; Isopescu, D N; Baciu, I-R; Maxineasa, S G; Pruna, L; Gheorghiu, R (1 квітня 2022). Hempcrete - modern solutions for green buildings. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. doi:10.1088/1757-899X/1242/1/012021.
- ↑ Jones, Mitchell; Mautner, Andreas; Luenco, Stefano; Bismarck, Alexander; John, Sabu (1 лютого 2020). Engineered mycelium composite construction materials from fungal biorefineries: A critical review. Materials & Design. Т. 187. doi:10.1016/j.matdes.2019.108397.
- ↑ Li, Ke; Jia, Jianyao; Wu, Na; Xu, Qing (2022). Recent advances in the construction of biocomposites based on fungal mycelia. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. Т. 10. doi:10.3389/fbioe.2022.1067869.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ Liuzzi, Stefania; Rubino, Chiara; Stefanizzi, Pietro; Martellotta, Francesco (2022-01). The Agro-Waste Production in Selected EUSAIR Regions and Its Potential Use for Building Applications: A Review. Sustainability (англ.). Т. 14, № 2. doi:10.3390/su14020670.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ Mokhtari, Chakib; Malek, Fouad; Halila, Sami; Naceur Belgacem, Mohamed; Khiari, Ramzi (2021). New Biobased Polyurethane Materials from Modified Vegetable Oil. Journal of Renewable Materials (англ.). Т. 9, № 7. с. 1213—1223. doi:10.32604/jrm.2021.015475.
- ↑ de Haro, Juan Carlos; Allegretti, Chiara; Smit, Arjan T.; Turri, Stefano; D’Arrigo, Paola; Griffini, Gianmarco (1 липня 2019). Biobased Polyurethane Coatings with High Biomass Content: Tailored Properties by Lignin Selection. ACS Sustainable Chemistry & Engineering (англ.). Т. 7, № 13. с. 11700—11711. doi:10.1021/acssuschemeng.9b01873.
- ↑ Samyn, Pieter; Bosmans, Joey; Cosemans, Patrick (2022). Weatherability of Bio-Based versus Fossil-Based Polyurethane Coatings. Engineering Proceedings (англ.). Т. 31, № 1. с. 36. doi:10.3390/ASEC2022-13797.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ Yeom, Seungkeun; Kim, Hakpyeong; Hong, Taehoon (15 жовтня 2021). Psychological and physiological effects of a green wall on occupants: A cross-over study in virtual reality. Building and Environment. Т. 204. doi:10.1016/j.buildenv.2021.108134.
- ↑ Cardinali, Marcel; Balderrama, Alvaro; Arztmann, Daniel; Pottgiesser, Uta (1 грудня 2023). Green walls and health: An umbrella review. Nature-Based Solutions. doi:10.1016/j.nbsj.2023.100070.
- ↑ Technische Universitat Berlin, Karin A.; Technische Universitat Berlin, Sebastian; Hoffmann, Karin A.; Schroder, Sebastian; Nehls, Thomas; Pitha, Ulrike; Pucher, Bernhard; Zluwa, Irene; Gantar, Damjana (2023). Vertical Green 2.0 – The Good, the Bad and the Science (PDF) (англ.). Universitatsverlag der TU Berlin. doi:10.14279/depositonce-16619.
- ↑ Eigenbrod, Christine; Gruda, Nazim (2015-04). Urban vegetable for food security in cities. A review. Agronomy for Sustainable Development (англ.). Т. 35, № 2. с. 483—498. doi:10.1007/s13593-014-0273-y.
- ↑ Romeo, Daina; Vea, Eldbjorg Blikra; Thomsen, Marianne (1 січня 2018). Environmental Impacts of Urban Hydroponics in Europe: A Case Study in Lyon. Procedia CIRP (англ.). Т. 69. с. 540—545. doi:10.1016/j.procir.2017.11.048.
- ↑ Gumisiriza, Margaret S.; Ndakidemi, Patrick; Nalunga, Asha; Mbega, Ernest R. (1 серпня 2022). Building sustainable societies through vertical soilless farming: A cost-effectiveness analysis on a small-scale non-greenhouse hydroponic system. Sustainable Cities and Society (англ.). Т. 83. с. 103923. doi:10.1016/j.scs.2022.103923.
- ↑ Wimmerova, Lenka; Keken, Zdenek; Solcova, Olga; Bartos, Lubomir; Spacilova, Marketa (2022-01). A Comparative LCA of Aeroponic, Hydroponic, and Soil Cultivations of Bioactive Substance Producing Plants. Sustainability (англ.). Т. 14, № 4. с. 2421. doi:10.3390/su14042421.
{{cite news}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання) - ↑ Oh, Soojin; Lu, Chungui (4 березня 2023). Vertical farming - smart urban agriculture for enhancing resilience and sustainability in food security. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology (англ.). Т. 98, № 2. с. 133—140. doi:10.1080/14620316.2022.2141666.