Исследовательская работа Экодом

Исследовательская работа

Экодом

Выполнил:

,

ученик 9 класса

ГБОУ лицей № 000

Научные руководители:

, к. п.н.,

учитель географии,

,

учитель физики

Москва - 2016

 

Оглавление

Оглавление. 2

Введение. 3

Уникальность экодома. 4

Устройство дома. 5

Система канализации. 6

Септик 7

Рекуперация тепла. 8

Заключение. 10

Список литературы.. 12

Приложение……………………………………………………………………………………………………………………………………13

Введение

Мы – жители мегаполиса, все куда-то спешим, у каждого свои дела, проблемы и никто не хочет остановиться и на миг задуматься, счастлив ли он, проживая свою жизнь в центре загрязнения и хаоса. Хоть раз вы задавали вопрос сами себе: «А действительно ли такой жизни я хотел для себя, своих детей?

Актуальность работы заключается в том, что среди наиболее эффективных путей решения экологических проблем, выделить экологически эффективные и ресурсосберегающие технологии, сырье, продукцию и оборудование, рациональное использование природных ресурсов. Однако в современном обществе существует запрос на недорогое жилье, характеризующееся высокой степенью экологичности.

Экодом или "зеленый дом" - это современная концепция малоэтажного строительства, приобретающая все большую популярность в Европе и Северной Америке. Сейчас запрос на строительство в соответствии с данной концепцией начинает формироваться и в России, но о понятии российский экомейнстрим пока говорить не приходится.

Green Building — главный тренд на строительном рынке развитых стран, так как это экономно и энергоэффективно.

Цель исследования: создать образ идеального активного экодома, который является полностью независимым.

Задачи:

·  изучить литературу по данной теме;

·  создать макет экодома;

·  провести анализ существующих энергонезависимых систем;

·  создать лучшую энергонезависимую систему.

Гипотеза заключается в том, что, используя энергонезависимые системы, местные строительные материалы и природные технологии для переработки и утилизации органических отходов можно построить комфортный экодом.

Уникальность экодома

Уникальность экодома в том, что его можно построить в "чистом" поле без использования сетей газа и теплоцентралей.

При возможном отключении электроэнергии экодом остывает на 1°С в сутки при температуре наружного воздуха -15°С. Энергобез-
опасность экодома можно дополнительно повысить, дополняя
инженерное оборудование различными источниками энергии: камины,
печи, тепловые насосы, солнечные коллекторы для подогрева воды,
солнечные батареи, ветроэлектростанции.

Экологический ресурс экодома должен быть положительным. Основных требований к экодому не так и много. Смысл экодома в том, что все это можно получить за счет возобновляемых источников энергии, которые не нанесут непоправимого вреда окружающей нас среде. Мы можем использовать энергию солнца, ветра или земли – это первое условие. Установка солнечных батарей на крышу дома – процесс несложный. Мы так на шаг приблизимся к превращению вашего жилища в экодом.

Следующее требование – это особенности материалов, используемых при строительстве дома. Они должны требовать небольших затрат при добыче, перевозке, переработке. Поэтому целесообразно использовать местные стройматериалы. Это избавит от проблем строительства, поскольку отпадает необходимость тяжелой техники. Кроме этого, такие дома гораздо дешевле и доступнее для малообеспеченных слоев населения. Все зависит от места проживания человека и климатических особенностей.

Третье необходимое требование к экодому – это использование природных технологий для переработки и утилизации органических отходов. Это позволит не только восстанавливать биоресурс участка, на котором построен дом, но и послужит прекрасным удобрением для улучшения плодородия почвы.

Устройство дома

Солнечная энергия широко используется во многих областях: для естественного освещения помещений, при нагреве воды, сушке, для приготовления пищи. Но наиболее значимое её использование – это производство электричества или тепла. По этим признакам, в зависимости от вида вырабатываемой энергии различают основные виды оборудования: солнечные батареи и солнечные коллекторы.

Какая разница между солнечной батареей и коллектором? С помощью батареи происходит преобразование солнечной энергии напрямую в электрическую энергию. В коллекторах используется специальный теплоноситель, преобразующий энергию в тепло.

Тонкопленочные технологии, являющиеся на сегодняшний день наиболее перспективными в солнечной энергетике, позволили существенно снизить затраты на производство. Разработано несколько типов тонкопленочных фотоэлементов, как находящихся на стадии исследований и экспериментов, так и успешно применяемых в различных областях человеческой деятельности.

Наиболее известные из них – это: аморфный кремний (a-Si: H), теллурид/сульфид кадмия (CTS), медно-индиевый или медно-галлиевый диселенид (CIS or CIGS), тонкопленочный кристаллический кремний (c-Si film), нанокристаллические сенсибилизированные красителем электрохимические фотоэлементы (nc-dye).

Тонкопленочные панели не требуют прямых солнечных лучей, работают при рассеянном излучении, благодаря чему суммарная вырабатываемая за год мощность больше на 10-15%, чем вырабатывают традиционные кристаллические солнечные панели.

Тонкопленочные кремниевые солнечные батареи производятся уже довольно давно. Они применяются в часах и калькуляторах.

Система канализации

По мнению экспертов, один из факторов в выборе канализационной системы – это объем потребляемой воды. Предполагается, что система водоснабжения уже просчитана, а потому проектный расход воды – которая затем попадет в канализацию, известен. Но иногда бывает по-другому.

Когда на участке есть центральный водопровод (возможно, летний), который не оснащен водосчетчиком, то расход воды может быть неизвестен. Если владелец дачного участка решается заменить «удобства во дворе» на цивилизованный туалет, а заодно организовать душевую с бойлером, и построить нормальную канализацию, то ему придется произвести дополнительные расчеты, чтобы определить расход воды на кухню, туалет и душ. Именно эта вода затем поступит в канализацию.

Один из вариантов – не требующий особых хлопот по монтажу и обслуживанию системы – установка септика.

Септик

Элемент локального очистного сооружения, применяется на стадии проектирования и строительства комплексных систем локальной очистки бытовых и хозяйственных сточных вод. Септик как таковой не является законченным очистным сооружением и применяется согласно действующим нормам и правилам.

Септик — ёмкость, состоящая из единого, герметичного корпуса (бетонного или пластикового), разделённого, как правило, на две или три секции, патрубка подачи исходной канализационной сточной воды, отвода очищенной воды, блокираторов между секциями.

Первая секция септика напрямую соединяется с подводящей канализационной линией с одной стороны, а с другой — через систему блокиратора со второй секцией. Первая секция выполняет роль первичного септического отстойника грубого осадка. В этой камере естественным образом осуществляется первостепенная, грубая очистка попадающих в септик бытовых стоков от взвешенных мелких и крупных частиц.

Вторая секция очистного сооружения, метантанк, выполняет роль анаэробного реактора. Здесь происходит разложение химических соединений, образовавшихся в результате использования различных моющих средств, средств личной гигиены и разложение органических соединений естественного происхождения.

Третья часть очистного сооружений выполняет роль конечного осветлителя бытовых канализационных стоков. Путём окончательного гравитационного отстаивания взвешенных частиц, осветлённые стоки достигают степени очистки до 65% от первоначального уровня загрязнения.

Рекуперация тепла

Рекуперация (от лат. recuperatio — обратное получение, возвращение), возвращение части материала или энергии, расходуемых при проведении того или иного технологического процесса, для повторного использования в том же процессе.

Рекуперация тепла или обратное получение тепла — это процесс теплообмена, при котором тепло забирается от вытягиваемого выбрасываемого воздуха и передается свежему нагнетаемому воздуху, который нагревается. Процесс проходит в рекуперационном теплообменнике таким образом, что выбрасываемый и свежий воздух абсолютно отделены друг от друга, чтобы не произошло их смешивание. При этом подводимому воздуху передается холод от отводимого воздуха.

В таком устройстве тепло от воздуха, который должен быть удален из помещения, отдается воздуху, поступающему в помещение (а летом наоборот – поступающий воздух охлаждается более прохладным удаляемым воздухом, если, конечно, помещение оснащено кондиционером), т. е. практически даром осуществляется тепловая подготовка воздуха перед подачей его в помещение.

Типы рекуператоров.

1. Пластинчатые рекуператоры.

Удаляемый и приточный воздух проходят с обеих сторон целого ряда пластин. В пластинчатых рекуператорах на пластинах может образовываться некоторое количество конденсата, потому они оборудованы отводами для конденсата.

2. Роторные рекуператоры.

Тепло передается вращающимся между удаляемым и приточным каналами ротором. Это открытая система, и потому здесь велик риск того, что грязь и запахи могут перемещаться из удаляемого воздуха в приточный, однако, некоторые производители утверждают, что в их рекуператорах исключено смешивание.

3. Рекуператоры с промежуточным теплоносителем.

Вода или водно-гликолиевый раствор, циркулирует между двух теплообменников, один из которых расположен в вытяжном канале, а другой в приточном. Теплоноситель нагревается удаляемым воздухом, а затем передает тепло приточному воздуху. Теплоноситель циркулирует в замкнутой системе и отсутствует риск передачи загрязнений из удаляемого воздуха в приточный.

4. Камерные рекуператоры.

Камера разделяется на две части заслонкой. Удаляемый воздух нагревает одну часть камеры, затем заслонка изменяет направление воздушного потока таким образом, что приточный воздух нагревается от нагретых стенок камеры. Характеризуется высокой эффективностью (70-80%).

5. Тепловые трубы.

Данный рекуператор состоит из закрытой системы трубок, заполненных фреоном, который испаряется при нагревании удаляемым воздухом. Когда приточный воздух проходит вдоль трубок, пар конденсируется и вновь превращается в жидкость. Имеет низкую эффективность (50-70%).

Рекуперацию в домах следует применять по следующим причинам: а)для удаления использованного воздуха с повышенной концентрацией двуокиси углерода; б) для подачи насыщенного кислородом свежего воздуха; в) для удаления нежелательных запахов; для удаления избыточной влаги; г) для удаления пыли и возбудителей болезней, которые находятся в нем; д) для сбережения тепла, которое скапливалось в помещении.

Плюсом рекуперации является экономия энергии, и как следствие, экономия средств на эксплуатацию системы вентиляции.

Заключение

В заключение, я хотел бы сказать, что полноценный экодом должен соответствовать трем основным критериям:

·  Получать энергию из возобновляемых источников. Для отопления, нагрева воды и получения электричества используется энергия солнца, ветра, воды и земли. Быть герметичными, чтобы не терять ни капли тепла. Для отопления таких систем используется даже естественное тепло человеческих тел и бытовых приборов (холодильников, компьютеров и т. д.). Для воздухообмена в таком доме используются системы приточно-вытяжной вентиляции, оснащенные теплообменниками.

·  Обладать системой переработки и утилизации биологических отходов. Большинство органических отходов человеческой жизнедеятельности используется для повышения плодородности и удобрения прилегающего к дому участка.

·  Быть созданным из природных и долговечных материалов, производство, транспортировка и утилизация которых наносят минимальный вред окружающей среде. Главное требование к строительным материалам, помимо экологической безопасности — высокие показатели сопротивления теплоотдаче. Идеальный экодом должен быть практически герметичным, что позволяет ему потреблять в десятки раз меньше энергии, чем обычные дома.

И как следствие, поставленная нами цель была достигнута и выполнена в полном объёме. Мы изучили литературу по данной теме, провели анализ существующих энергонезависимых систем; создали свою схему энергонезависимой системы и создали макет экодома.

Список литературы

1.  Гигроскопичность: http://greenevolution. ru/enc/wiki/tonkoplenochnye-sol..

2.  Гелиосистемы: http://ataba. /index. php? cPath=62

3.  Геокар – строительный материал 21 века : http://geokar. /

4.  , солнечный ветер : http://vetrogeneratorv. ru/page/15

5.  ,http://www. ecology. md/section. php? id=10260&sectio..

6.  Виды солнечных батарей: http://www. /batarei. html

7.  Воздуховоды: http://www. ventilyacia. ru/vozduxovody. html

8.  : http://www. allremont59.ru/geotermalnaya-sistema-otopl..

9.  Жить с комфортом : http://www. kmechte. ru/home/ekohome_dream_5.htm

10.  Как правильно выбрать инверторы http://building-forum. ru/energiya/invertor. php

11.  Новости о солнечных батареях : http://solarb. ru/solarnews

12.  Солнечный коллектор: http://nepropadu. ru/blog/asylum/1403.html

13.  Солнечные панели и днем и ночью: http:///uchenye-sozdali-solnechnye-panel..

14.  Рекуператор: http://fortzone. ru/examples/recuperator/

15.  Шлакоблок: http://poselenie. ucoz. ru/publ/3-1-0-48