Войти
Автономное здание - это спроектированное здание для работы независимо от инфраструктурных вспомогательных служб, таких как электроэнергетическая сеть, газовая сеть, муниципальные системы водоснабжения, системы очистки сточных вод, ливневые стоки, услуги связи и в некоторых случаях дороги общего пользования.
Сторонники автономного строительства описывают преимущества, которые включают уменьшение воздействия на окружающую среду, повышенную безопасность и меньшее Стоимость владения. Некоторые упомянутые преимущества удовлетворяют принципам зеленого строительства, а не независимости как таковой (см. Ниже). Автономные здания часто мало зависят от государственных служб и поэтому более безопасны и удобны во время гражданских бедствий или военных атак. Например, автономные здания не потеряют электричество или воду, если общественное снабжение будет нарушено.
По состоянию на 2018 год большинство исследований и опубликованных статей, касающихся автономного строительства, посвящены жилым домам.
В 2002 году британские архитекторы Бренда и Роберт Вэйл заявили, что
вполне возможно построить «дом без счетов», который был бы комфортным без счетов, во всех частях Австралии. отопление и охлаждение, которые производят собственное электричество, собирают воду и утилизируют собственные отходы... Эти дома можно строить уже сейчас, используя готовые технологии. Можно построить «дом без счетов» за ту же цену, что и обычный дом, но он будет (на 25%) меньше.
В 1970-х годах группы активистов и инженеров были вдохновлены предупреждениями о неизбежном истощении ресурсов и голоде. В США группа, называющая себя the, была известна глубиной исследовательских усилий, вложенных в их проекты. Используя обычные методы строительства, они разработали серию проектов «биошелье », самым известным из которых было сообщество для Острова Принца Эдуарда. Они опубликовали планы всего этого с подробными проектными расчетами и чертежами. В Ковчеге использовались ветряные насосы и электричество, и он был автономен в производстве продуктов питания. В нем были жилые помещения для людей, рыб резервуары для выращивания тилапии для белка, теплица, орошаемая рыбной водой, и система очистки сточных вод с замкнутым циклом. система, которая перерабатывала человеческие отходы в продезинфицированные удобрения для аквариумов. С января 2010 года организация-преемница Новых алхимиков имеет веб-страницу под названием «Новый институт алхимии». Ковчег PEI был заброшен и частично реконструирован несколько раз.
Ванная в Earthship, с переработанной стенкой из бутылок В 1990-е годы были разработаны Earthships, похожие по замыслу на проект Ark, но организованные как коммерческое предприятие, подробности строительства которого были опубликованы в серии из 3 книг Майка Рейнольдса. Строительный материал - шины, заполненные землей. Таким образом получается стена, обладающая большой тепловой массой (см. укрытие от земли ). Бермы размещаются на открытых поверхностях для дальнейшего повышения температурной стабильности в птичнике. Система водоснабжения начинается с дождевой воды, обрабатываемой для питья, затем мытья, затем полива растений, затем смыва туалетов, и, наконец, черная вода снова используется для повторного полива растений. Цистерны размещаются и используются в качестве тепловых масс. Электроэнергия, включая электричество, тепло и водонагреватель, принадлежит солнечной энергии.
архитекторы 1990-х годов, такие как Уильям МакДоноу и Кен Йанг, применили экологически ответственное проектирование зданий к большим коммерческим зданиям., например, офисные здания, что делает их в значительной степени самодостаточными в производстве энергии. Одно крупное здание банка (ING Амстердам штаб-квартира) в Нидерландах было построено так, чтобы быть автономным и художественным.
По мере того, как архитектор или инженер все больше заботятся о недостатках транспортных сетей и зависимости от удаленных ресурсов, их проекты, как правило, включают больше автономных элементов. Исторический путь к автономии - это забота о надежных источниках тепла, энергии, воды и пищи. Практически параллельный путь к автономии начался с озабоченности по поводу воздействия на окружающую среду, которое вызывает недостатки.
Автономные здания могут повысить безопасность и снизить воздействие на окружающую среду за счет использования местных ресурсов (таких как солнечный свет и дождь), которые в противном случае были бы потрачены впустую. Автономность часто резко снижает затраты и влияние сетей, обслуживающих здание, потому что автономия сокращает растущую неэффективность сбора и транспортировки ресурсов. Другие затронутые ресурсы, такие как запасы нефти и сохранение местного водораздела, часто могут быть дешево сохранены с помощью продуманных проектов.
Автономные здания обычно энергоэффективны в эксплуатации и, следовательно, рентабельны по той очевидной причине, что меньшие потребности в энергии легче удовлетворить вне сети. Но они могут заменить производство энергии или другие методы, чтобы избежать снижения отдачи от крайнего сбережения.
Автономная структура не всегда экологически чистая. Цель независимости от систем поддержки связана с другими целями экологически ответственного зеленого строительства, но не идентична им. Однако автономные здания также обычно включают некоторую степень устойчивости за счет использования возобновляемых источников энергии и других возобновляемых ресурсов, производящих не больше парниковых газов, чем они потребляют, и другие меры.
Во-первых, по сути, независимость - это вопрос степени, с множеством вариантов. Например, относительно легко избавиться от зависимости от электросети. Напротив, обеспечение эффективного и надежного источника питания может быть сложной задачей.
Проживание в автономном убежище также может потребовать жертв в образе жизни или социальных возможностях. Даже самые удобные и технологически продвинутые автономные дома могут потребовать изменения поведения жителей. Некоторые могут не приветствовать лишнюю работу. Вейлы описали опыт некоторых клиентов как неудобный, раздражающий, изолирующий или даже как нежелательную работу на полную ставку. Хорошо спроектированное здание может уменьшить эту проблему, но обычно за счет уменьшения автономности.
Автономный дом должен быть построен по индивидуальному заказу (или полностью модернизирован), чтобы соответствовать климату и местоположению. Пассивные солнечные технологии, альтернативные туалеты и канализационные системы, конструкции теплового массирования, подвальные аккумуляторные системы, эффективные окна и множество других тактик проектирования требуют определенной степени нестандартного строительства, дополнительных затрат, постоянных экспериментов и обслуживания, а также имеют эффект по психологии пространства.
В этот раздел включены некоторые минимальные описания методов, чтобы дать некоторое представление о практичности такого здания, предоставить указатели для дополнительной информации и дать представление о современных тенденциях.
Бытовая система сбора дождевой воды 
Устанавливается бетонная цистерна под полом. Существует множество методов сбора и сохранения воды. Уменьшение использования рентабельно.
Системы «серой воды» повторно используют слитую промывочную воду для смыва туалетов или для полива газонов и садов. Системы серой воды могут вдвое сократить водопотребление в большинстве жилых зданий; однако они требуют покупки отстойника, нагнетательного насоса для серой воды и вторичного водопровода. Некоторые строители устанавливают писсуары без воды и даже компостные туалеты, которые полностью исключают использование воды при удалении сточных вод.
Классическое решение с минимальными изменениями образа жизни - использование колодца. После бурения устье скважины требует значительной мощности. Однако продвинутые ножки могут снизить потребление энергии в два или более раза по сравнению со старыми моделями. В некоторых местах колодезная вода может быть загрязнена. Фильтр мышьяка Sono устраняет вредный мышьяк в колодезной воде.
Однако бурение скважины - занятие неопределенное, поскольку на некоторых участках водоносные горизонты истощены. Это также может быть дорого.
В регионах с достаточным количеством осадков часто более экономично спроектировать здание для использования сбора дождевой воды с дополнительной подачей воды в засуху. Из дождевой воды получается отличная мягкая промывочная вода, но она требует антибактериальной обработки. Если используется для питья, необходимы минеральные добавки или минерализация.
В большинстве пустынь и умеренного климата выпадает не менее 250 миллиметров (9,8 дюйма) дождя в год. Это означает, что типичный одноэтажный дом с системой «серой воды» может обеспечивать свои потребности в воде круглый год только с крыши. В самых засушливых районах может потребоваться резервуар объемом 30 кубических метров (7 900 галлонов США). Во многих регионах в среднем 13 миллиметров (0,51 дюйма) дождя в неделю, и для них можно использовать цистерну размером до 10 кубических метров (2600 галлонов США).
Во многих регионах трудно содержать крышу в чистоте, чтобы можно было пить. Чтобы уменьшить количество грязи и неприятных привкусов, в системах используется металлическая сборная крыша и резервуар для очистки крыш, который отводит первые 40 литров. Вода из цистерн обычно хлорирована, хотя системы обратного осмоса обеспечивают питьевую воду еще более высокого качества.
В классическом римском доме («Домус») вода для дома подавалась из цистерны («имплювиум»), которая была декоративным элементом атриума, главного общественного пространства дома. Он питался черепицей из водосточного желоба из обращенного внутрь проема крыши («compluvium»). Часто в нем выращивали водяные лилии для очистки воды. Состоятельные домохозяйства часто дополняли дождь небольшим фонтаном, питаемым из городской цистерны. У имплювия всегда был слив, чтобы он не мог затопить дом.
Современные цистерны обычно представляют собой большие пластиковые резервуары. Самотечные резервуары на коротких мачтах надежны, поэтому ремонт насосов менее срочный. Наименее дорогая наливная цистерна - это огороженный пруд или бассейн на уровне земли.
Уменьшение автономности уменьшает размер и стоимость цистерн. Многие автономные дома могут сократить потребление воды ниже 10 галлонов США (38 л) на человека в день, так что в засуху можно недорого доставить воду грузовиком в месяц. Самовывоз часто возможен путем установки тканевых резервуаров для воды, которые подходят под кузов пикапа.
Может быть удобно использовать бачок в качестве радиатора или уловителя для системы теплового насоса или системы кондиционирования воздуха ; однако это может согреть холодную питьевую воду, а в более засушливые годы может снизить эффективность системы HVAC.
Солнечные дистилляторы могут эффективно производить питьевую воду из канавной воды или воды из цистерн, особенно высокоэффективные конструкции многоэтапного увлажнения, которые разделяют испаритель (ы) и конденсатор (ы).
Новые технологии, такие как обратный осмос, могут создавать неограниченное количество чистой воды из загрязненной воды, воды океана и даже из влажного воздуха. Гидравлические установки доступны для яхт, которые преобразуют морскую воду и электричество в питьевую воду и рассол. Генераторы атмосферной воды извлекают влагу из сухого воздуха пустыни и фильтруют ее в чистую воду.
Компостный туалет Компостные туалеты используют бактерии для разложения человеческих фекалий на полезный, гигиеничный компост без запаха. Этот процесс является санитарным, поскольку почвенные бактерии поедают болезнетворные микроорганизмы человека, а также большую часть массы отходов. Тем не менее, большинство органов здравоохранения запрещают прямое использование "humanure " для выращивания продуктов питания. Риск - микробное и вирусное заражение. В туалете с сухим компостом отходы испаряются или перевариваются в газ (в основном углекислый газ) и сбрасываются, поэтому в туалете каждые шесть месяцев производится всего несколько фунтов компоста. Чтобы контролировать запах, современные туалеты используют небольшой вентилятор, чтобы поддерживать в унитазе отрицательное давление и выводить газы в вентиляционную трубу.
В некоторых домашних системах очистки сточных вод используется биологическая очистка, обычно это клумбы с растениями и аквариумы, которые поглощают питательные вещества и бактерии и преобразуют сточные воды и сточные воды в чистую воду. Эту очищенную воду без цвета и запаха можно использовать для смыва туалетов и воды вне растений. При тестировании он приближается к стандартам для питьевой воды. В условиях холодного климата растения и аквариумы необходимо содержать в небольшой теплице. Хорошие системы требуют такого же ухода, как и большой аквариум.
Электрические мусоросжигательные туалеты превращают экскременты в небольшое количество золы. Они прохладные на ощупь, в них нет воды и труб, и требуется вентиляционное отверстие в стене. Они используются в отдаленных районах, где использование септиков ограничено, обычно для снижения уровня питательных веществ в озерах.
биореактор НАСА - это чрезвычайно продвинутая биологическая система сточных вод. Он может превращать сточные воды в воздух и воду под действием микробов. НАСА планирует использовать его в пилотируемой миссии Марс. Другой метод - это система мочи - вода перегонки НАСА.
Большим недостатком сложных систем биологической очистки сточных вод является то, что если дом пуст, биота канализационной системы может погибнуть от голода.
Обработка сточных вод имеет важное значение для здоровья населения. Многие заболевания передаются через плохо функционирующие системы канализации.
Стандартная система представляет собой плиточное поле для выщелачивания, совмещенное с септиком. Основная идея - обеспечить небольшую систему первичной очистки сточных вод. Ил оседает на дно септика, частично восстанавливается анаэробным сбраживанием, а жидкость рассеивается в области выщелачивания. Поле выщелачивания обычно находится под двором, где растет трава. Септики могут работать полностью под действием силы тяжести и при правильном управлении являются относительно безопасными.
Септики необходимо периодически откачивать с помощью вакуумной машины для удаления невосстанавливающих твердых частиц. Отсутствие откачки септика может вызвать перелив, который повредит зону выщелачивания и загрязнит грунтовые воды. Септические резервуары также могут потребовать некоторых изменений образа жизни, таких как отказ от использования мусорных баков, минимизация количества жидкостей, сливаемых в резервуар, и минимизация неперевариваемых твердых частиц, сливаемых в резервуар. Например, рекомендуется использовать безопасную для заражения туалетную бумагу.
Тем не менее, септики остаются популярными, потому что они позволяют использовать стандартные сантехнические устройства и не требуют каких-либо жертв, связанных с образом жизни.
Компостирующие или упаковочные туалеты позволяют экономно и гигиенично выбрасывать сточные воды в рамках обычной службы вывоза мусора. Они также вдвое сокращают потребление воды и устраняют сложность и стоимость септиков. Однако они требуют, чтобы на местной свалке соблюдались санитарные нормы.
Системы сжигания отходов весьма практичны. Пепел биологически безопасен и составляет менее 1/10 объема исходных отходов, но, как и все отходы мусоросжигательных заводов, обычно классифицируется как опасные отходы.
Традиционные методы обработки сточных вод включают туалеты с выгребной ямой, туалеты и надворные постройки. Они могут быть безопасными, недорогими и практичными. Они до сих пор используются во многих регионах.
Дренажные системы - решающий компромисс между пригодностью для жизни людей и безопасным, устойчивым водоразделом. Вымощенные участки, лужайки или дерн не позволяют большим осадкам просачиваться сквозь землю для подпитки водоносных горизонтов. Они могут вызывать затопление и повреждение окрестностей, так как вода течет по поверхности к низкой точке.
Обычно сложные, капиталоемкие сети ливневой канализации проектируются так, чтобы справляться с ливневыми водами. В некоторых городах, таких как Викторианская эпоха Лондонские коллекторы или большая часть старого города Торонто, система ливневой канализации объединена с системой канализации. В случае сильных осадков нагрузка на очистные сооружения на конце трубы становится слишком большой, и неочищенные сточные воды сбрасываются в сборные резервуары, а иногда и в поверхностные воды.
Автономные здания могут справляться с осадками несколькими способами:
Если водопоглощающая канавка для каждого двора сочетается с водопроницаемыми бетонными улицами., ливневые стоки можно исключить по соседству. Это может сэкономить более 800 долларов на дом (1970-е годы) за счет устранения ливневых стоков. Один из способов использовать экономию - покупать большие участки, что позволяет получить больше удобств по той же цене. Проницаемый бетон - это хорошо зарекомендовавший себя продукт в теплом климате и разрабатываемый для холодного климата. В морозном климате за ликвидацию ливневых стоков часто все же можно заплатить за достаточно земли, чтобы вместо этого построить валы (мелководные канавы для сбора воды) или препятствующие воде бермы. Этот план предоставляет домовладельцам больше земли и может предложить более интересную топографию для озеленения.
A зеленая крыша улавливает осадки и использует воду для выращивания растений. Его можно встроить в новое здание или использовать для замены существующей крыши.
Ветряная турбина на крыше в Манчестере, Великобритания 
Солнечная фотоэлектрическая система Поскольку электричество - дорогостоящая коммунальная услуга, первым шагом к автономии является создание дома и образа жизни, чтобы снизить спрос. Светодиодные фонари, портативные компьютеры и газовые холодильники экономят электроэнергию, хотя газовые холодильники не очень эффективны. Существуют также сверхэффективные электрические холодильники, например, производимые компанией, некоторые из которых потребляют лишь половину электроэнергии, чем обычныехолодильники Energy Star.
Используя солнечную крышу, солнечные элементы могут обеспечивать электроэнергию. Солнечные крыши могут быть более рентабельными, чем модернизированная солнечная энергия, потому что зданиям в любом случае нужны крыши. Современные солнечные элементы около 40 лет, что делает их разумным вложением в области. Под солнечными углами элементы очищаются стека дождевыми водами и поэтому практически не влияющие на образ жизни.
Однако во многих областях бывают длинные зимние ночи или темные пасмурные дни. В этих климатических условиях солнечная установка может не окупить себя, или для достижения электрической автономности необходимы большие аккумуляторные системы хранения. В штормовом или ветреном климате ветряные генераторы могут заменить или значительно дополнить солнечную энергию. Среднему автономному дому требуется только одна небольшая ветряная турбина диаметром 5 и менее метров. На 30-метровой (100-футовой) башне турбина может обеспечить достаточно энергии, чтобы дополнить эту энергию в пасмурные дни. В продаже ветряных турбинах используются герметичные электрические генераторы одной подвижной части и пассивные самовращающиеся лопасти, которые годами работают без обслуживания.
Основное преимущество энергии ветра заключается в том, что более крупные ветряные турбины имеют более низкую стоимость ватта, чем солнечные элементы, при наличии ветра. Однако местоположение имеет решающее значение. Подобно тому, как в некоторых местах не хватает солнца для солнечных батарей, во многих районах не хватает ветра, чтобы турбина окупалась. В Великих равнинах в пределах Штатах 10-метровая (33-футовая) турбина может обеспечить достаточно энергии для обогрева и охлаждения хорошо построенного электрического дома. Экономическое использование в других областях требует исследования и возможно, обследования участка.
Некоторые участки имеют доступ к ручью с изменением высоты. Эти объекты могут использовать малые гидроэнергетические системы для выработки электроэнергии. Если высот выше 30 метров (100 футов) и ручей течет в любое время года, это может непрерывную подачу электроэнергии при небольшой и перепойной установке. Низкие перепады высот требуют более крупных установок или плотин и могут быть менее эффективными. Засорение на входе турбины может быть практической проблемой. Обычное решение - бассейн и водопад (затвор) для уноса плавающего мусора. Другое решение - использовать турбину, устойчивую к обломкам, такую как винтовая турбина Горлова или турбина Осбергера.
. В периоды низкого потребления избыточная мощность может храниться в батареях для будущего использования. Однако батареи необходимо заменить каждые несколько лет. Во многих областях расходы на аккумуляторные батареи могут быть устранены путем подключения здания к электросети и эксплуатации энергосистемы с чистым измерением. Требуется разрешение коммунальных предприятий, но такое кооперативное производство разрешено законом в некоторых областях (например, в Калифорнии).
Сетевое здание автономно, но более экономично и устойчиво с меньшим количеством жертв, связанных с образом жизни. В сельской местности стоимость сети и ее влияние можно снизить, используя однопроводные системы заземления (например, -систему).
В районах, где отсутствует доступ к сети, размер батареи можно уменьшить с помощью генератора для подзарядки батарей во время энергетической засухи, такой как длительные туманы. Вспомогательные генераторы обычно работают на пропане, природном газе или иногда дизельном топливе. Час зарядки обычно обеспечивает день работы. Современные бытовые зарядные устройства позволяют устанавливать время зарядки, поэтому генератор работает тихо ночью. Некоторые генераторы автоматически проверяют себя раз в неделю.
Последние достижения в области пассивно-стабильных магнитных подшипников могут-нибудь недорогое хранение энергии в маховике в вакууме. Исследовательские группы, такие как канадская Ballard Power Systems, также работают над разработкой «регенеративного топливного элемента », которое может вырабатывать водород и кислород при наличии энергии и эффективно комбинировать их при подаче электроэнергии. необходим.
Земные батареи выделяют в земле электрические токи, называемые теллурическим током. Их можно установить в любом месте земли. Они обеспечивают только низкое напряжение и ток. Они использовались для питания телеграфов в 19 веке. По мере увеличения эффективности устройства они могут стать практичными.
Микробные топливные элементы и термоэлектрические генераторы позволяют вырабатывать электричество из биомассы. Растение можно высушить, измельчить и преобразовать или сжечь целиком, или его можно оставить в живых, чтобы отходы могли преобразовать бактериями завода.
Схема активной системы солнечного отопления Большинство автономных зданий спроектированы с использованием теплоизоляции, тепловой массы и пассивного солнечного сообщения и охлаждения. Примерами являются стены для тромбов и другие технологии, например, световые люки.
Пассивное солнечное отопление, которые могут обогревать большинство зданий даже в мягком и холодном климате. В более холодном климате дополнительные затраты на строительство на 15% больше, чем новые здания. В теплом климате, у тех, у кого менее двух недель морозных ночей в году, нет никаких затрат.
Основным требованием для пассивного солнечного статуса является то, что солнечные коллекторы должны быть обращены к преобладающему солнечному свету (юг в Северном полушарии, север в Южном полушарии ), и здание должно <содержать тепловую массу.
Недавняя в некоторой степени экспериментальная система солнечного сообщения «Годовое геосолнечное отопление» применима даже в регионах, которые получают мало солнечного света зимой или совсем не получают его. Он использует землю под зданием для тепловой массы. Осадки могут уносить тепло, поэтому земля защищена 6-метровыми юбками пластиковой изоляцией. Тепловая масса этого достаточно холода зимой, чтобы охлаждать здание летом.
В гео-солнечных системах, рассчитанных на год, солнечный коллектор часто отделен от жилого пространства (и горячее или холоднее). Здание может быть построено из изоляции, например, конструкция из соломы. Некоторые здания были спроектированы таким образом, чтобы конвекция через воздуховоды и внутренние помещения исключала необходимость в электрических вентиляторах.
Более скромная «суточная солнечная» конструкция очень практична. Например, для увеличения стоимости строительства около 15% строительных норм и правил Passivhaus в Европе используют высокоэффективные изоляционные окна, изоляцию R-30, вентиляцию HRV и небольшую тепловую массу. Несмотря на незначительные изменения в расположении здания, современные окна с изоляцией из криптона или аргона позволяют нормально выглядящим окнам обеспечивать пассивное солнечное тепло без изоляции или прочности конструкции. Для самых холодных ночей доступен небольшой обогреватель, плита или цистерна в подвале, недорого обеспечивается потребую тепловую массу. Строительные нормы Passivhaus, в особенности, необычайно хорошее качество внутреннего воздуха, потому что здания меняют воздух несколько раз в час, пропуская его через теплообменник, чтобы сохранить тепло внутри.
Во всех системах небольшой дополнительный обогреватель повышает личную безопасность и снижает влияние на образ жизни за небольшое сокращение автономии. Два самых популярных обогревателя для домов со сверхвысокой эффективностью - это небольшой насос тепловой, который также обеспечивает кондиционирование воздуха, или центральный водяной (радиаторный) воздухонагреватель с рециркуляцией воды из водонагреватель. Конструкции пассивных домов обычно объединяют обогреватель с вентиляционной системой.
Укрытие от земли и ветрозащитные полосы также могут снизить абсолютное количество тепла, необходимого зданию. На несколько футов ниже уровня земли температура колеблется от 4 ° C (39 ° F) в Северной Дакоте до 26 ° C (79 ° F) в Южной Флориде. Ветровые перегородки уменьшают количество тепла, уносимого из здания.
Округлые аэродинамические здания также теряют меньше тепла.
Все большее количество зданий используют комбинированный цикл с когенерацией для отопления, часто водяного отопления, за счет выработки поршневого двигателя природного газа., газовая турбина или стирлинг электрогенератор.
Дома, предназначенные для работы в условиях перебоев в государственной службе, обычно включают дровяную печь, или тепло и энергия от дизельного топлива или баллонного газа независимо от других механизмов их размещения.
Электрические обогреватели и электрические устройства могут обеспечивать экологически чистое тепло (в зависимости от источника питания), но при этом потребляют большое количество электроэнергии. Если достаточное количество электроэнергии вырабатывается с помощью солнечных батарей, ветряных турбин или других средств, тогда электрические нагреватели и печи становятся практичной автономной конструкцией.
Блоки рециркуляции тепла горячей воды регенерируют тепло из водосточных линий. Они увеличивают автономность здания за счет уменьшения тепла или топлива. Они привлекательны тем, что не меняют образа жизни.
Современные практичные и удобные бытовые водонагревательные системы в себе солнечную систему предварительную систему с термостатическим проточным газовым нагревателем, так что температура воды и количество безлимитно. Это снижает влияние на образ жизни за счет некоторой автономии.
Солнечные водонагреватели позволяют экономить большое количество топлива. Кроме того, небольшие изменения в образе жизни, такие как стирка, мытье посуды и купание в солнечные дни, могут повысить их эффективность. Чистые обогреватели особенно полезны для прачечных, бассейнов и внешних ванн, потому что их можно запланировать для использования в солнечные дни.
Основная хитрость в системе солнечного сообщения воды в системе хорошо изолированного сборного резервуара. Некоторые системы вакуумную изоляцию и как большие термосы бутылки. Резервуар наполняется горячей водой в солнечные дни и доступ в любое время. В отличие от обычного бак-водонагревателя, бак наполняется только при солнечном свете. Хорошее хранилище делает возможным использование более компактных коллекторов с более высокими технологиями. Такие коллекторы могут использовать относительно экзотические технологии, такие как вакуумная изоляция и отражающая солнечного света.
Когенерационные системы производят горячую воду из отходящего тепла. Обычно они получают тепло от выхлопа генератора или топливного элемента.
Рециркуляция тепла, когенерация и предварительный солнечный нагрев могут сэкономить 50–75% газа, используемого в других случаях. Кроме того, некоторые наборы избыточную надежность за счет наличия нескольких источников тепла. Некоторые органы власти создают за замену баллонного газа или природного газа на биогаз. Однако это обычно нецелесообразно, если на территории нет скота. Отходов одной семьи обычно недостаточно для производства метана для чего-либо большего, чем небольшой объем приготовления пищи.
Годовые гео-солнечные здания заглубленные, наклонные водонепроницаемые юбки изоляции, которые простираются на 6 метров (20 футов) от фундамента, чтобы предотвратить утечку тепла между землей, используемой в качестве тепловой масса и поверхность.
Возможны менее значительные улучшения. Окна можно затенять летом. Карниз можно свесить, чтобы обеспечить необходимый оттенок. Они также затеняют стены дома, снижая затраты на охлаждение.
Еще одна уловка - охлаждение тепловой массы здания ночью, возможно с вентилятора для всего дома, а охлаждение здания от тепловой массы в течение дня. Это помогает направлять холодный воздух от обращенного к небу радиатора (например, солнечного коллектора для системы воздуха с альтернативным назначением) или испарительного охладителя непосредственно через тепловую массу. Ясными ночами, даже в тропических районах, радиаторы, обращенные к небу, могут охладиться ниже нуля.
Если круглое здание аэродинамически гладкое и холоднее, чем земля, его можно пассивно охлаждать с помощью «эффекта купола». Многие установки сообщают, что отражающий или светлый купол вызывает локальный вертикальный тепловой вихрь, который засасывает более холодный верхний воздух в купол, если купол вентилируется должным образом (один верхний и периферийные вентиляционные отверстия). Некоторые люди сообщают о разнице температур между внутренней и внешней частью купола до 8 ° C (15 ° F). Бакминстер Фуллер обнаружил этот эффект с помощью простой конструкции дома, адаптированной из зернохранилища, и адаптировал свой дом Dymaxion и геодезические купола для использования Это.
Холодильники и кондиционеры, работающие на отработанном тепле выхлопных газов дизельного двигателя, дымохода нагревателя или солнечного коллектора. В них используются те же принципы, что и в газовых холодильниках. Обычно тепло от дымохода питает «абсорбционный чиллер ». Холодная вода или рассол из чиллера используется для охлаждения воздуха или охлаждаемого помещения.
Когенерация популярна в новых коммерческих зданиях. В существующих когенерационных системах небольшие газовые турбины или двигатели Стирлинга, работающие на природном газе, вырабатывают электричество, и их выхлоп приводит в действие абсорбционный чиллер.
Холодильник с прицепом для грузовиков, работающий на отработанном тепле трактора выхлопные газы дизельного топлива были продемонстрированы компанией NRG Solutions, Inc. NRG разработала жидкостный теплообменник и испаритель на аммиачном газе , два важных новых, коммерчески недоступных компонента холодильника, работающего на отходящем тепле.
По аналогичной схеме (многофазное охлаждение) может быть многоступенчатый испарительный охладитель. Воздух пропускают через распылитель солевого раствора, чтобы осушить его, затем через распылитель водяного раствора, чтобы его охладить, затем через другой солевой раствор, чтобы снова осушить его. Рассол необходимо регенерировать, и это можно сделать экономно с помощью низкотемпературного солнечного аппарата. Многофазные испарительные охладители могут снизить температуру воздуха на 50 ° F (28 ° C) и по-прежнему контролировать влажность. Если регенератор рассола использует высокую температуру, они также частично стерилизуют воздух.
При наличии достаточного количества электроэнергии охлаждение может быть обеспечено обычным кондиционированием воздуха с использованием теплового насоса.
Производство продуктов питания часто включается в исторические автономные проекты, чтобы обеспечить безопасность. Квалифицированное и интенсивное садоводство может содержать всего лишь 100 квадратных метров земли на человека, что может потребовать использования органического земледелия и аэропоники. Некоторые проверенные системы интенсивного производства продуктов с низким уровнем затрат включают городское садоводство (в помещении и на открытом воздухе). Выращивание в закрытых помещениях может быть выполнено с использованием гидропоники, в то время как выращивание на открытом воздухе может осуществляться с использованием пермакультуры, лесного садоводства, нет- Обработка почвы и ничего не занимается сельским хозяйством.
Теплицы также иногда включаются. Иногда они также оснащены системами орошения или радиаторами -системами, которые могут соответственно орошать растения или помогать накапливать энергию солнца и перераспределять ее ночью (когда теплицы начинают остывать).
