A fenntartható építészet egy környezetközpontú high-tech architektúra . Arra törekszik, hogy az anyagok, az energia, a tér és az ökoszisztéma egészének hatékony és átgondolt felhasználásával minimalizálja a környezetre gyakorolt negatív hatásokat. A fenntartható építészet tervezése nagy hangsúlyt fektet az energiatakarékosságra és a környezetvédelemre . [egy]
A fenntartható építészet fogalma szorosan összefügg a fenntartható fejlődéssel . Általánosságban elmondható, hogy a fenntarthatóság gondolata azon a törekvésen alapul, hogy a jelenleg rendelkezésre álló erőforrások felhasználása ne járjon pusztító következményekkel az egész társadalomra nézve, és ne tegye lehetetlenné az erőforrások hosszú távú felhasználását. [2]
Az energiahatékonyság az épület teljes életciklusa során a fenntartható építészet fő célja. Az építészek különféle passzív és aktív módszereket alkalmaznak, hogy csökkentsék az épületek energiafogyasztását, miközben növelik az önálló energiafelvételi és -termelési képességüket. [3] A fenntartható építészet költségeinek és összetettségének csökkentése érdekében a passzív rendszereket részesítik előnyben, amelyek magukban foglalják az épület elhelyezkedésének kihasználását, a megújuló energiaforrások beépítését az épületrendszerbe, és szükség esetén a fosszilis tüzelőanyag-források felhasználásának lehetőségét. . [4] Az építkezés ] elemzése segíthet az olyan környezeti erőforrások helyes használatában, mint a szél és a nappali fény a besugárzás , a helyiségek fűtése és szellőztetésének kiszámításához.
Az idők során számos passzív építészeti stratégiát dolgoztak ki. Ilyen stratégiák például a helyiségek elrendezése vagy az ablakok mérete és tájolása egy épületben, [3] valamint a homlokzatok és az utcák tájolása, vagy az épületmagasság és az utcaszélesség kapcsolata a várostervezésben. [5]
A hatékony fűtési, szellőztetési és légkondicionáló (HVAC) rendszer fontos és gazdaságos eleme a jól szigetelt épület. Egy hatékonyabb épület kevesebb hőt igényel az energia előállításához vagy elvezetéséhez, de több szellőztetésre lehet szükség a szennyezett beltéri levegő eltávolításához.
Jelentős mennyiségű energia mosódik ki az épületekből a víz, a levegő és a komposzt áramlásával . A használatra kész in situ energia-újrahasznosítási technológiák hatékonyan képesek felvenni az energiát a használt melegvízből és az elhasználódott levegőből, és ezt az energiát átadni a bejövő friss hideg víznek vagy friss levegőnek. Az épületekből a kertészeten kívüli célokra elhagyott komposztból származó energia visszanyeréséhez központi anaerob rothasztókra van szükség.
Az aktív napelemes eszközök, például a fotovoltaikus napelemek segítenek fenntartható elektromos áramot biztosítani bármilyen felhasználásra. A napelemek elektromos teljesítménye a tájolástól, a hatékonyságtól, a szélességtől és az éghajlattól függ – a napenergia még ugyanazon a szélességi fokon is változik. A kereskedelemben kapható fotovoltaikus panelek tipikus hatásfoka 4% és 28% között van. Egyes fotovoltaikus panelek alacsony hatásfoka jelentősen befolyásolhatja beépítésük megtérülési idejét. [6] Az ilyen alacsony hatásfok nem jelenti azt, hogy a napelemek ne lenne életképes energiaalternatíva. Németországban például a napelemeket általában lakóépületek építésekor szerelik fel.
SzélturbinákA kis szélturbinák fenntartható energiatermelésben való alkalmazása számos tényezőt igényel. A költségeket tekintve a kis szélturbinák általában drágábbak, mint a nagyobb szélturbinák, attól függően, hogy mennyi energiát termelnek. A kis szélturbinák esetében a karbantartási költségek döntő tényezőt jelenthetnek a korlátozott szélvédelmi képességű létesítményekben. Alacsony szélerősségű helyeken a karbantartás a kis szélturbinák bevételének jelentős részét igényelheti. [7]
HőszivattyúkA levegős hőszivattyúk (ASHP) reverzibilis klímaberendezéseknek tekinthetők. A klímaberendezésekhez hasonlóan az ASHP is képes hőt venni egy viszonylag hűvös környezetből (pl. otthon 70 °F-on), és forró helyre engedi (pl. a szabadba 85 °F-on). A légkondicionálókkal ellentétben azonban az ASHP kondenzátor és elpárologtató szerepet cserélhet, elnyeli a hideg külső levegőből származó hőt, és azt egy meleg otthonba juttatja.
A levegős hőszivattyúk olcsók a többi hőszivattyús rendszerhez képest. A levegős hőszivattyúk hatásfoka azonban csökken, ha a külső hőmérséklet nagyon alacsony vagy nagyon magas; ezért valóban csak mérsékelt éghajlaton alkalmazhatók. [nyolc]