Cosa significa “Sostenibile” significa che si sta utilizzando molta meno energia prodotta dai combustibili fossili che devono essere trasportati dalla terra perforando o scavando per loro. E se devi usare i materiali che hai per estrarre e mettere a punto quei materiali che rimangono conservati e possono essere riutilizzati alla fine della vita in modo che non debbano essere nuovamente estratti. Ad esempio, la maggior parte del fabbisogno mondiale di alluminio può essere soddisfatta con l’alluminio rielaborato da rottame. Se disponibili, le fondazioni e le pareti a basso carico possono utilizzare calcestruzzo frantumato per la zavorra. Oggi sono disponibili molti servizi di riciclo in bicicletta che possono essere facilmente trovati durante la ricerca di “calcestruzzo frantumato riciclato”. È inoltre possibile utilizzare la pavimentazione riciclata dell’asfalto e il calcestruzzo frantumato come materiale di riporto per i muri di contenimento della terra meccanicamente stabilizzati .

Nel contesto di “Green Sustainable Architecture” questo può significare il corretto posizionamento di un edificio rispetto alla direzione del vento prevalente, la gestione delle acque di scolo sulla proprietà, l’isolamento di pareti e tetti ed evitare le penetrazioni del tetto. Queste sono alcune delle misure passive che possono essere adottate nella fase di progettazione di un nuovo edificio per renderlo più sostenibile.

Nel contesto di “Riscaldamento e raffreddamento” ci sono requisiti leggermente diversi su un sistema di riscaldamento e raffreddamento sostenibile a seconda della regione climatica. Esistono anche sistemi significativamente diversi che possono essere implementati, con requisiti significativamente diversi per l’infrastruttura che l’edificio deve fornire.

I fattori più significativi sia per il riscaldamento che per il raffreddamento sono la perdita di calore o il raffreddamento attraverso pareti, finestre e soffitti. Questo deve essere affrontato architettonicamente progettando con materiali isolanti buoni o molto buoni e quelli veramente buoni non possono essere riciclati da materiali ma sono riciclabili come zavorra. Preferendo le prestazioni; Airgel , stirene e schiume di Esther a due componenti. Preferendo il prezzo; Schiume, stirene, aerogel .

Il plenum tra i piani dovrebbe essere ben isolato dai muri esterni e contenere l’infrastruttura per i circuiti d’acqua piuttosto che i condotti d’aria (o entrambi) e un sistema di distribuzione elettrica a 48V-DC che consente l’uso di pompe di calore a 48V-DC e Apparecchiature di illuminazione a 48V-DC .

Il motivo dell’utilizzo di sistemi basati su DC è il seguente:

  • L’illuminazione a LED di DC può funzionare con un’efficienza del 98% mentre
  • I sistemi di illuminazione a LED basati su AC funzionano con un’efficienza dell’85%.
  • Qualsiasi Watt generato dal calore richiede un Watt per pomparlo fuori dall’edificio, nel caso in cui lo spazio aereo debba essere raffreddato. L’energia sprecata dall’illuminazione ha un impatto diretto e significativo sull’energia necessaria per raffreddare un edificio ben isolato.
  • Lo stesso vale per lo scambiatore di calore quando la pompa di calore stessa si trova nell’edificio.
  • I sistemi basati su DC possono utilizzare i generatori solari e eolici per caricare le batterie per lo stoccaggio,
  • la griglia o un generatore possono integrare le batterie.

La più alta perdita di efficienza dei sistemi di condizionamento dell’aria convenzionali per il riscaldamento o il raffreddamento è nel condotto dell’aria. Pertanto, per la massima efficienza e sostenibilità, gli scambiatori di calore dovrebbero essere in ogni stanza. Gli scambiatori di calore possono includere pompe di calore che, per ragioni di rumore, possono utilizzare pompe di calore a stato solido che richiedono poca o nessuna manutenzione diversa dalla manutenzione del filtro dell’aria. Questo è il modo più efficiente per raffreddare o riscaldare l’aria nella stanza.

Qualsiasi sistema di raffreddamento ad aria avrà la condensa in un momento o nell’altro. Ciò richiede l’uso di sistemi di scambio termico / pompa di calore con pompe di condensa incorporate o rimozione della condensa alimentata per gravità e provvede a smaltire i tubi di smaltimento della condensa all’interno di ciascun livello di pompe di calore. I tubi di smaltimento dovrebbero avere il solito grado per tubi alimentati a gravità. Il condensato deve essere guidato in un punto in cui può essere riutilizzato reintroducendolo nell’ambiente tramite il refrigeratore o può essere raccolto in una cisterna per altri usi.

Il circuito idrico interno può e deve essere basato sull’acqua in quanto è il mezzo di trasporto e stoccaggio dell’energia più efficiente del pianeta. L’unica sfida è che non bisogna permettere all’acqua di congelarsi, quindi le linee che trasportano l’acqua devono essere ben isolate dove lasciano l’edificio allo scambiatore di calore esterno, al serbatoio sotterraneo o al refrigeratore. Un riscaldatore di qualche tipo deve essere introdotto nel circuito di trasporto dell’acqua per le posizioni in cui le temperature possono scendere sotto lo zero. Questo può essere nascosto in un armadio integrato nella struttura dell’edificio ma accessibile dall’esterno in modo che l’apparecchiatura di riscaldamento possa essere mantenuta e sostituita senza intaccare lo spazio di vita o di lavoro.

Spesso mi viene chiesto perché non usare l’antigelo nel circuito? Beh, dovrebbe essere antigelo non tossico, costoso e non facile da reintegrare in caso di perdite o riparazioni. Se viene utilizzato un antigelo tossico, che è più economico, le tubazioni devono essere trasportate all’interno di un tubo più grande che viene scaricato in un serbatoio esterno che può prendere l’antigelo dell’intero sistema senza contaminare l’ambiente. Quindi l’acqua deionizzata o de-mineralizzata e le misure per evitare il congelamento sono più attraenti e nel caso in cui un tubo perde decisamente più amichevole per l’ambiente.

Il modo più efficace per creare calore al minor costo è l’utilizzo di gas naturale o propano o di bio-massa quando e dove disponibile. Quindi, per tutte le applicazioni invernali, tranne nelle regioni vicine all’equatore, un riscaldatore a gas è il più appropriato. Questo si basa sul presupposto che il tempo dell’anno in cui è necessario il calore non è sufficiente sole o vento affidabile per produrre energia sufficiente per il riscaldamento quando le temperature scendono sotto lo zero. Ovviamente un riscaldatore elettrico potrebbe essere utilizzato guidato dalla rete elettrica, ma questo sarebbe il modo meno sostenibile di fare le cose.

C’è un ulteriore modo per essere ancora più efficienti dal punto di vista energetico e che sta usando un generatore che è a gas naturale e / o propano guidato dove il circuito di raffreddamento del generatore può riscaldare selettivamente il circuito di climatizzazione in inverno e la carica del generatore le batterie allo stesso tempo, praticamente usando tutta l’energia (in inverno) che produce il generatore, elettricità e calore. In estate il generatore deve essere automaticamente disaccoppiato e avere il suo refrigeratore indipendente quando azionato.

Un altro aspetto è l’aria fresca, dove le nuove strutture dovrebbero accogliere l’immissione di aria fresca negli spazi di vita e di lavoro attraverso un sistema selettivo e controllato che utilizza sensori di CO2 per determinare il livello di attività umana e l’uso di O2. Questo significa condotti d’aria in grado di fornire aria fresca dall’esterno in modo selettivo. Tali sistemi dovrebbero avere filtri di polline facilmente manutenibili e in grado di inviare e-mail o avvertire le parti responsabili della manutenzione degli edifici per sostituire o pulire i filtri.

Regioni climatiche diverse richiedono approcci diversi, nelle regioni equatoriali (+/- 10 ° rispetto all’equatore), la pressione positiva e la deumidificazione dell’aria fresca sono i fattori chiave per il controllo climatico. Non ci sono requisiti di riscaldamento e tutto il raffreddamento può essere fornito principalmente da energia solare ed eolica.

Nelle regioni tra 20 ° e 40 ° Nord e Sud, dove le temperature ambientali possono scendere al di sotto o elevarsi al di sopra del comfort umano, riscaldamento e raffreddamento sono requisiti fondamentali. Qui, è possibile ottenere significativi incrementi di efficienza sostituendo l’aria nel plenum della struttura con l’aria esterna in base alla temperatura ambiente esterna.

Nelle regioni sopra i 45 ° il riscaldamento e il raffreddamento occasionale e il riscaldamento controllato dell’aria fresca introdotta nell’edificio sono i requisiti chiave. I serbatoi sotterranei o fuori terra possono essere di grande aiuto nell’equilibrare durante la maggior parte dell’anno tranne nella stagione invernale.

Nella regione sopra 60 ° l’isolamento e il riscaldamento sono gli unici requisiti sia per la zona da riscaldare che per l’aria fresca introdotta nell’edificio.

Per le regioni da 20 ° a 55 °, durante i periodi di transizione dell’anno, il sole può riscaldare lo spazio del tetto, ma l’aria esterna può essere fredda. Se per ragioni di costo o per altri motivi il tessuto del tetto non può essere adeguatamente isolato, almeno l’infrastruttura dell’edificio dovrebbe offrire una serie di ventilatori che possano sostituire l’aria del plenum del tetto con l’aria esterna. L’immissione dovrebbe essere sul lato nord dell’edificio e sulla / e presa / e sul lato sud o sul lato est e ovest. I ventilatori di aspirazione dovrebbero anche avere filtri di polline accessibili e possono avvertire che devono essere modificati.

I sistemi di riscaldamento dell’acqua possono essere costituiti da tubi a vuoto riscaldati a energia solare, nonché propano, gas naturale, biometano o altri materiali o liquidi combustibili come supporto per periodi prolungati di assenza di sole o di notte.

Serbatoi di stoccaggio a sistema chiuso sotterraneo o fuori terra che richiedono sufficiente isolamento dal suolo per non congelare in ambienti freddi e se sotto terra si trovano appena sotto la linea di congelamento della regione. I serbatoi sotterranei profondi non sono raccomandati in quanto l’ambiente circostante nei climi caldi li renderà sempre più caldi e più caldi, il sistema dovrebbe essere in grado di collegare il calore all’ambiente trovandosi in proxy di superficie ma al di sotto della linea di congelamento.