Nulles emisiju ēka
Nulles emisiju ēkas pamatprincipi:
Terminu „Nulles emisijas ēka” izmanto, lai raksturotu ēkas, kas nepatērē enerģiju no kopējiem energoapgādes tīkliem un gada laikā šo ēku radītais CO2 emisiju apjoms ir 0. Šo ēku galvenā priekšrocībā ir tas, ka tās spēj nodrošināt iedzīvotājiem nepieciešamo komforta līmeni, neizmantojot enerģiju no kopējiem siltumapgādes un elektroapgādes tīkliem, t.i., faktiski ēka un tās iedzīvotāji ir neatkarīgi no elektroenerģijas un siltumenerģijas tarifiem. Enerģiju šīm ēkām iegūst izmantojot saules un vēja resursus (saules paneļi, kolektori un vēja elektrostacijas), kā arī tiek izmantots energoefektīvu tehnoloģiju kopums, kas ietver sevī energoefektīvu apgaismojumu, siltumizolāciju, dabisko ventilāciju, u.c. risinājumus. Nulles emisiju ēkas kļūst arvien populārākas pateicoties augošajām fosilo kurināmo izmaksām un globālajam piesārņojumam, ko rada cilvēka darbība.
Nulles patēriņa ēku princips kļūst arvien populārāks Eiropā un ASV kā līdzeklis siltumnīcefekta veicinošo gāzu emisiju samazināšanai, tomēr, daudzās pasaules valstīs iedzīvotāji ir spiesti dzīvot teltīs, jurtās, alās, māla būdās, un tamlīdzīgās celtnēs bez pieejas centralizētiem elektroapgādes un siltumapgādes tīkliem. Mūsdienu nulles emisiju ēku būvniecībā tiek izmantoti risinājumi, kas pārņemti no šīm celtnēm (piem. Čukču jurtas).
Šobrīd visā pasaulē nulles enerģijas ēku ideja kļūst arvien populārāka. Lielbritānijā tiek būvēti nulles enerģijas patēriņa ciemati, tādi kā BedZED, kā arī, šādi ciemati strauji parādās ASV, un Ķīnā. Šo ciematu priekšrocība ir iespēja kopīgi uzstādīt un lietot saules paneļu un kolektoru laukus, vēja ģeneratoru laukus. Šobrīd tiek plānots būvēt veselas pilsētas, kas būtu neatkarīgas no centrālās elektroapgādes un siltumapgādes.
Būvniecības pamatprincipi
Nulles enerģijas ēkas risinājumi ir jāiestrādā jau ēkas projektēšanas stadijā, kas ļaus nākotnē samazināt izmaksas, kas rodas pārbūvējot jau esošu ēku. Lai sasniegtu efektīvu enerģijas patēriņu, nulles emisiju ēku būvniecības principi būtiski atšķiras no ierastās būvniecības prakses. Veiksmīgos nulles patēriņa ēku projektos tiek izmantoti dabiskās ventilācijas principi. Saule un saules siltums, vēja enerģija un zemes temperatūra zem ēkas var nodrošināt dienasgaismu un stabilu iekštelpu temperatūru, izmantojot minimālu risinājumu skaitu. Nulles patēriņa ēkas, parasti, tiek piemērotas saules starojuma un ēnojuma izmantošanai kombinācijā ar zemes siltumu, lai stabilizētu temperatūras svārstības dienas laikā, kā arī, nulles patēriņa ēkas tiek īpaši labi siltumizolētas. Visas tehnoloģijas, kas nepieciešamas nulles patēriņa ēkas radīšanai, ir viegli pieejamas jebkuram cilvēkam. Ir pieejami izsmalcināti 3D datorsimulācijas instrumenti, kas ļauj projektētājam izvērtēt dažādus dizaina risinājumus un to efektivitāti, piemēram, var modelēt tādus faktorus kā ēkas novietojums (attiecībā pret sauli), logu un durvju izvietojums, pārkares izmērs, izolācijas tips, ventilācijas veids, kā arī, iespējams modelēt dzesēšanas, siltumapgādes, apgaismojuma un iekštelpu klimata parametrus. Šīs simulācijas ļauj projektētājiem paredzēt, kā ēka „darbosies” pirms tā ir uzbūvēta un sniedz iespēju paredzēt aptuvenās izmaksas vai pat prognozēt ēkas dzīves ciklu.
Nulles enerģijas ēkās būtiska nozīme ir enerģijas taupīšanai. Sildīšanas un dzesēšanas apjomi tiek samazināti, izmantojot efektīvu aprīkojumu, papildus siltumizolāciju, efektīvus logus (piem. trīskameru logus), dabisko ventilāciju un citus paņēmienus. Šie paņēmieni mainās atkarībā no klimatiskās zonas, kurā paredzēts būvēt nulles enerģijas patēriņa ēku. Piemēram, ūdens sildīšanas apjomi var tikt samazināti izmantojot ūdens taupīšanas ierīces, siltuma atgūšanu no notekūdeņiem, izmantot saules kolektorus un izmantot ļoti efektīvu siltā ūdens sagatavošanas aprīkojumu. Praksē, pareizi izvietojot logus un nodrošinot saules gaismas iekļūšanu telpās, ir iespējams nodrošināt pat līdz 100% nepieciešamās gaismas, neizmantojot elektroenerģiju. Nakts laikā apgaismojumam tiek izmantots LED apgaismojums, kas patērē 1/3 no enerģijas, kas nepieciešama kvēlspuldzēm, pietam, neradot nevēlamu siltumu. Elektroenerģijas patēriņu ir iespējams samazināt izmantojot efektīvas iekārtas, atslēdzot tās no tīkla, nevis atstājot dīkstāves režīmā. Lai samazinātu nepieciešamo siltumenerģijas apjomu, tiek pielietota siltumizolācija – ļoti labi nosiltinātas sienas, siltinājuma paneļi, efektīva jumta siltumizolācija, kā arī, apkārtnes elementu, piem., koku izmantošana ēnojumam vasarā.
Nulles enerģijas ēkas tiek izstrādātas tā, lai iegūtā enerģija tiktu pilnībā izmantota, piemēram, ledusskapja radītā siltumenerģija tiek izmantota ūdens sildīšanai, tiek uzstādīti siltummaiņi ventilācijai un dušai, telpu gaisa sasildīšanai tiek izmantotas biroja iekārtas, datoru serveri un cilvēka ķermeņa izstarotais siltums. Nulles patēriņa ēkas izmanto siltumenerģiju, ko tradicionāli būvētās ēkās izvada. Nulles patēriņa ēkās tiek izmantota ventilācija ar gaisa atgūšanu, jeb rekuperāciju, karstā ūdens atkārtota izmantošana un adsorpcijas dzesēšanas iekārtas.
Nulles enerģijas ēkas iegūst pieejamo enerģiju elektroenerģijas un siltumenerģijas patēriņa nodrošināšanai. Tiek izmantotas dažādas mikroģenerācijas tehnoloģijas, lai nodrošinātu siltumenerģiju un elektroenerģiju ekai. Šo mērķu sasniegšanai tiek izmantoti saules paneļi, vēja ģeneratori, biodegviela, saules kolektori, utml. tehnoloģijas. Bieži vien nulles enerģijas ēkas tiek pieslēgtas pie centralizētā elektroapgādes tīkla, lai eksportētu enerģiju, kad saražotais apjoms pārsniedz ēkai nepieciešamo apjomu, gadījumos, kad saražotās elektroenerģijas apjoms ir nepietiekams, elektroenerģija tiek ņemta no tīkla. Tomēr, pastāv pilnīgi autonomu ēku risinājumi.