Ateities namai, Sigitas Čereškevičius, „Swedbank“ renginys „Svajonių būsto link“
1. ATEITIES NAMAI:
TAUPU IR PATOGU MAN,
TVARU APLINKAI
Prof. dr. SIGITAS ČEREŠKEVIČIUS
VGTU Architektūros fak. Urbanistikos katedros vedėjas
2. PRANEŠIMO STRUKTŪRA
1. Darnios miestų plėtros principai bei
ekologiškos statybos samprata:
Kodėl vis daugiau dėmesio skiriama ekologiniams
klausimams
Darnaus miesto vystymo samprata
2. Ateities namų projektavimo aspektai:
Saulės energijos panaudojimas
Pastatų stogų ir sienų apţeldinimas
Ekologiškų statybinių medţiagų panaudojimas
Inţinerinės sistemos ekologiškai statybai
Kitų atsinaujinančių energijos šaltinių panaudojimo
galimybės gyvenamuosiuose namuose
3. 3. Artimos ateities perspektyvos – „pasyvūs“
namai:
Energetiškai taupių pastatų kriterijai ir
reikalavimai
Lietuvos ir uţsienio projektinė praktika
4. Ekomiestai – ateities vizijos šiandien
4. 1. DARNIOS MIESTŲ PLĖTROS
PRINCIPAI BEI EKOLOGIŠKOS
STATYBOS SAMPRATA:
1.1. Kodėl vis daugiau dėmesio skiriama
ekologiniams klausimams?
5. Klimato atšilimo
grėsmė
Europos klimatas šyla sparčiau nei kitų ţemynų.
Europos aplinkos agentūra (EEA) konstatuoja:
Iki 2050 nuo daugelio Alpių kalnų viršūnių išnyks ledynai.
Iki 2100 per šį amţių oro temperatūra Europoje pakils 2,0 - 6,3 °C
Arkties ledynai tirpsta, jūros lygis kyla
Ateityje stichinių nelaimių gausės
Būtina rengti strategiją, kaip prisitaikyti prie kintančių klimatinių sąlygų.
6. Miestai plečiasi į plotį, stiebiasi į aukštį it vėţinės
lastelės. Didţiausi pasaulio miestai Tokijas, Brazilija,
Meksikas, Bombėjus, Delis, Dţakarta, San Paulas, Los
Andţelas, Osaka ir kt. su priemiesčiais siekia 15 – 35 mln.
gyventojų. Daugelyje jų gyvenimo sąlygos verčia ţmones
palikti savo gyvenamąsias vietas, ieškoti maţesnių,
jaukesnių, švaresnių gyvenviečių.
Miestai uţima tik 2% ţemės paviršiaus, tačiau jie
sunaudoja ¾ ţmonijos išteklių.
Miestai teršia aplinką, jie perkaitę, nualinti transporto
kamščių.
Būtina keisti miestų ideologiją ir miestelėnų
įpročius.
7. EKOLOGIŠKO PASTATO IR APLINKOS ABIPUSIS POVEIKIS
Poveikis klimatui
Uţterštas oras
Nuotekos
Šiluminė tarša
Atliekos
Triukšmas
Klimatas
Oras
Vanduo
Energija
Medţiagos
Triukšmas
Aplinkos poveikis pastatui Pastato poveikis aplinkai
8. Transportas Namų ūkis
Šildymas
Pramonė
Kitiems poreikiams
Energijos poreikių struktūra
10. VIII. NACIONALINĖS ENERGETIKOS STRATEGINIAI TIKSLAI
1) energetinis saugumas;
2) darni energetikos sektoriaus plėtra;
3) konkurencingumas;
4) efektyvus energijos naudojimas.
11. XIX. VIETINIŲ IR ATSINAUJINANČIŲ ENERGIJOS IŠTEKLIŲ
SEKTORIAUS PLĖTRA
47. Vietinių ir atsinaujinančių energijos išteklių, įskaitant cheminių procesų energiją, (toliau –
vietiniai energijos ištekliai) dalis (neskaitant vietinės naftos) bendrame pirminės energijos
balanse 2005 m. sudarė 10,8% (0,94 mln. tne). Siektina, kad vietinių energijos išteklių
2025 m. būtų sunaudojama apie 2 mln. tne (iš jų biodegalų – apie 450 tūkst. tne), o tai
pirminės energijos balanse sudarytų apie 20%.
48. Siekiant maksimaliai panaudoti vietinius energijos išteklius ir taip sumaţinti kuro
importą bei dujų naudojimą elektros ir centralizuotai tiekiamos šilumos gamyboje, sukurti
naujų darbo vietų ir sumaţinti CO2 išmetimą, bus parengta ir įgyvendinama spartesnio
biokuro panaudojimo šilumai ir elektros energijai gaminti programa, numatanti:
1) panaudojant modernias technologijas, naudoti visą ekonomiškai pateisinamą miško
kirtimo atliekų potencialą, kuris 2025 m. sudarys apie 180 tūkst. tne (investicijos apie
120 mln. litų);
2) sukurti ir įgyvendinti šiaudų surinkimo, sandėliavimo, transportavimo ir jų panaudojimo
centralizuoto šilumos tiekimo įmonėse logistikos sistemą. Ekspertų vertinimu, Lietuvos
ţemės ūkyje lieka nepanaudotų šiaudų, kurių energetinė vertė 2025 m. gali sudaryti apie
120 tūkst. tne (investicijos apie 60 mln. litų);
3) įveisti energetinių ţeldinių plantacijas ir nuolat plėsti jų plotus, 2015 m. energetinėms
reikmėms patiekti apie 45 tūkst. tne, o 2025 m. – apie 70 tūkst. tne;
4) organizuoti komunalinių atliekų rūšiavimą ir pastatyti šių atliekų deginimo įrenginius
Vilniuje iki 2010 m., vėliau Kaune, Klaipėdoje, Šiauliuose ir Panevėţyje, pakeičiant apie
120 tūkst. tne organinio kuro (investicijos apie 1 mlrd. litų);
5) 2025 m. biodegalais pakeisti apie 450 tūkst. tne naftos produktų, atitinkamai išplečiant
rapsų ir kitų aliejinių augalų plotus bei biodyzelino gamybą, taip pat visapusiškai remti
bioetanolio gamybą, taikant naujausias technologijas ir panaudojant kuo įvairesnes
ţaliavas (investicijos apie 300 mln. litų).
12. 1.2. Darnaus miesto vystymo samprata
Visuomenės
socialinė
gerovė Gyvybinga
ekonomika
Aktyvi ir
konstruktyvi
bendruomenė
Sveika aplinka
13. 1. MIESTO APLINKOS EKOLOGINIO
PROJEKTAVIMO TIKSLAS:
SUBALANSUOTI URBANIZUOTĄ IR GAMTINĘ APLINKĄ,
SIEKTI MAKSIMALIAI IŠSAUGOTI IR RACIONALIAI
NAUDOTI GAMTINIUS KOMPONENTUS.
DARNUS MIESTŲ PLANAVIMAS – EKONOMINIŲ,
GAMYBINIŲ, SOCIALINIŲ IR EKOLOGINIŲ VEIKSNIŲ
KOMPLESINIS ĮVERTINIMAS, SIEKIANT:
TINKAMIAUSIO TERITORIJOS PANAUDOJIMO
VARIANTO
NUMATYTI PRIEMONES, NEUTRALIZUOJANČIAS
NEIGIAMĄ ANTROPOGENINĮ POVEIKĮ APLINKAI.
14. Ekologiškų miestų (ekopolių) kriterijai:
Taupumas (saikingumas)
Autonomiškumas, savęs apsirūpinimas
energetiniais ir kitais ištekliais
Maisto produktai auginami pačiuose miestuose
Pagrindiniai energijos šaltiniai – saulė ir vėjas
Draugiškumas aplinkai (darni plėtra)
Plečiamas visuomeninis transportas, plėtojami
dviračių ir pėsčiųjų takų tinklai
Gyvenimo, darbo, poilsio aplinkos
komfortiškumas
Miesto intelektualumas
25. Gyvenamojo kvartalo išplanavimas, taikant
ekologinio projektavimo
principus
Pagrindinis energijos šaltinis –
saulės kolektoriai ir stiklo
verandos pietiniuose fasaduose
Lietaus vandens surinkimo
sistema vandens kanalų ir
tvenkinukų tinklas
Gausus apţeldinimas viešose
ramaus poilsio zonose kvartalo
viduje bei išorėje
Kvartalas apsuptas apsauginiais
ţeldiniais ir pėsčiųjų taku
Kiekviename sklype numatytas
ekologinis sodas ir darţas
26.
27. 2. ATEITIES NAMŲ
PROJEKTAVIMO ASPEKTAI
2.1. Saulės energijos panaudojimas
29. LIETUVOS SAULĖS ENERGIJOS IŠTEKLIŲ
POTENCIALAS
Lietuvos teritorijoje į horizontalaus paviršiaus kvadratinį
metrą patenka apie 1000 kWh/kv.m per metus saulės
spindulinės energijos (pvz. Vokietijoje 967 – 1212, Austrijoje
– 1106, Anglijoje – 700).
Ant visų Lietuvos namų stogų įrengtų fotoelektrinių saulės
jėgainių galia prilygtų Lietuvos elektros jėgainių galiai.
Lietuva pajėgi gaminti plačiausiai pasaulyje naudojamus
(iki 85%) monokristalinio silicio saulės elementus apie 2
MW per metus. Tai aprūpintų ne tik Lietuvos reikmes.
Sparčiai vystantis foto elektrinių modulių technologijoms,
naudingo veikimo koeficientas jau netolimoje ateityje sieks
apie 50% (prieš dešimtmetį jis siekė apie 12-15%)
Lietuvoje perspektyvu būtų statyti kompleksines
fotoelektrines ir vėjo jėgaines.
32. Langų orientavimo pasaulio šalių atţvilgiu,
bei plokštumos pasvirimo kampo įtaka
saulės spinduliuojamai energijai
Langai šiauriniuose fasaduose
Langai pietiniuose fasaduose
54. Energijos pastato šildymui
taupymas, taikant “pastatas
stiklo pastate” principą
Saulės kolektorių įrengimas
vasarnamių vertikaliuose
fasaduose (Danija)
65. Parodų paviljonas ir
komercijos centras
Štutgarte (Vokietija)
Virš judrios
magistralinės gatvės
daugiaaukštės
automobilių stovėjimo
aikštelės
suprojektuotos su
apţeldintais stogais
68. Sienų apţeldinimo pavyzdţiai
Tarptautinės
sodų parodos IGA
paviljonas
Rostokas, (Vokietija)
A. Taller Kempe Thill
architektai
Quai Branly
pastato fasadas
Paryţius (Prancūzija)
autorius P. Blank
79. Sienos įrengimas su šviesą
praleidţiančia šilumine izoliacija
...su įprasta šilumine izoliacija
Šviesą praleidţianti
šiluminė izoliacija –
galimybė panaudoti
saulės energiją
80. Pastatai su šviesą
praleidţiančia
šilumine izoliacija
Studentų bendrabutis
Windberg, Vokietija
Architektai: Thomas Herzog,
Peter Bonfig, Miunchenas
Astronautų treniruočių
centras
Köln – Porz, Vokietija
Architektai: Claus Ludwig,
Sylvester Grund, Braunšveigas
81. 2.4. Inţinerinės sistemos ekologiškai statybai
Esanti padėtis
Lietaus vandens
surinkimui
Taip turėtų būti
82. Ekologiškos
nuotekų valymo
sistemos
Vakuuminiai unitazai
Vienam nuleidimui sunaudoja
iki 0,2 l vandens
Augalų valymo
įrenginys
Pagal prof. Kickuth, 1987
Pilnas biologinis išvalymas
86. 2.5. Kitų atsinaujinančių energijos
šaltinių panaudojimo galimybės
gyvenamuosiuose namuose
Biokuras: 1. Biomasė – medienos ruošos ir apdirbimo,
ţ.ū. kultūrų ir gyvulininkystės, maisto pramonės
ir komunalinės atliekos, nutekamųjų vandenų
dumble esančios organinės medţiagos
2. Biodujos – gaminamos iš biomasės,
organinių atliekų
3. Biodegalai - bioetanolis, biodyzelinas,
biometanolis, biodimetileteris, biovandenilis,
grynas augalinis aliejus, sintetiniai biodegalai ir kt.
87. Vėjo energija Saulės ir vėjo
paviljonas
Vėjo turbinos “Beacon” Kalifornijos valstijos
universitetas, JAV
Londone – viena iš
atsinaujinančių energijos Architektas:
šaltinių programos Michael Jantzen,
įgyvendinimo priemonių.
Planuojama iš AEŠ gauti 50%
miestui reikalingos energijos
88. Populiariausios vėjo jėgainės
Propelerinės Savonius – rotorinės Darrieus – rotorinės
Naudingo
veikimo 45% 23% 38%
koeficientas
Konstrukcijos 100m 3m 25m
aukštis
Galingumas 4000 kW 5 kW 230 kW
89. BAHREINO PASAULIO PREKYBOS CENTRAS
ATKINSO PROJEKTAVIMO IR KONSULTAVIMO FIRMA
ARCHITEKTAS SHAUN KILLA, 2008
Į dangoraiţį integruotos vėjo jėgainių turbinos (29m skersmens),
kurios pagamina apie 1200 MWh/metus energijos.
225 MW galios jėgainės gamina iki 15 % reikalingos pastatams
energijos.
90. Geoterminė energija
Privalumai: švari
saugi
atsinaujinanti
nereikia ypatingų klimatinių sąlygų
gavyba gali vykti visą parą
Trūkumai: gali įtakoti seisminį stabilumą
išmeta anglies dioksido ir azoto oksido dujas
reikalingos specialios geologinės sąlygos
(dėl efektyvumo)
91. Aplinkos šiluma:
panaudojimo būdai ir
veikimo principas
Ţemo slėgio šilumos siurblio veikimo schema
92. Vandenilio energija
(Vandenilio kuro celės)
Vandenilio kuro celė – elektrocheminis
įrenginys, kuris naudodamas vandenilį
ir deguonį gamina elektros energiją.
Įrenginiuose vandenilio konversija į
energiją vyksta be degimo proceso,
labai efektyvi, neteršia aplinkos,
nekelia triukšmo ir vibracijų.
93. Ekologiškų miestų energijos šaltiniai
1. Saulės energija: plokštieji vandens kolektoriai
vakuuminiai – vamzdeliniai kolektoriai
oro (langų) kolektoriai
foto elementai
2. Aplinkos energija: ţemės šiluma
supantis oras
gruntiniai vandenys
3. Biokuras: biomasė
biodegalai
biodujos
4. Vėjo energija
5. Hidroenergija: krentančio vandens
povandeninių srovių
bangų (plūduriuojančios, povandeninės jėgainės)
6. Geoterminė energija
7. Vandenilio energija: iš metanolio, etanolio, gamtinių dujų...
išskiriama bakterijų ir dumblių pagalba
iš vandens elektrolizės būdu (kuro celės)
95. 3.1. Pasyvių energetiniams poreikiams
namų statybos kriterijai ir reikalavimai
labai gera šiluminė izoliacija
saulės energijos panaudojimas per super
įstiklinimą, kolektorius
fotoelementų panaudojimas
kompaktiška pastato forma
didelė išeinančio oro šilumos kontrolė, aukštas
rekuperatorių naudingo veikimo koeficientas
laikinas langų apšiltinimas nakties metu
jokių šalčio tiltelių
vėjui nepralaidus pastato apvalkalas
vėdinimo sistema, taikant oro “išspaudimo” principą
šiluminių siurblių, šilto vandens akumuliacinių talpų
panaudojimas
pritekamo oro šildymas poţeminiuose kanaluose
96. Pirmasis pasyvusis namas – keturių šeimų gyvenamasis
namas pastatytas Vokietijoje 1991 Darmštate (Darmstadt)
architektų prof. Bott Ridder ir Westermeyer.
Pasyvusis namas komfortiškas sąlygas uţtikrina
nenaudojant tradicinių inţinerinių sistemų.
Namo bendrosios energetinės sąnaudos minimalios –
35 kWh/m2 per metus, o šildymui sunaudojama iki 15
kWh/m2. Pasyvusis namas sutaupo apie 75% šildymui
reikalingos energijos.
Investicijos į pasyvų namą būtų 8-15% didesnės uţ
įprastą.
97. Pastatų
energetiniai poreikiai
Pasyvus gyvenamasis namas,
1993, Vokietija
Įrengti 36 kv.m fotoelementai bei 12
kv.m vandens kolektorių pilnai
aprūpina pastatą energijos poreikiais
114. Daugiaaukštis daugiabutis pasyvus namas Vienoje
Medinis namas (iš masyvios medienos)
Atitinka pasyvaus namo standartą: temperatūros kontrolė visose patalpose,
saulės energijos panaudojimas, rekuperacinės vėdinimo sistemos, atliekų
surinkimo ir šalinimo sistemos ir kt.
70-ies butų B.G. Pl – 6750 kv.m., t. sk. – 490 kv.m. lodţios
Visos investicijos – 11’000’000 € (t. sk. – 7’200’000 € statybų kaina)
Socialinis namas, 2005 - 2006
115. Pasyvių daugiabučių
gyvenamųjų namų grupė
LODENAREAL Insbruko
mieste (Austrija), 2007-2009
Architekturwerkstatt din a4 und team
k2 architects
Atitinka pasyvių namų standartus
Aukšto lygio vėjo izoliacija
Klimato kontrolė su vėsinimo, šildymo
sistemomis
Saulės kolektoriai
Ţemo slėgio šilumos siurbliai
Bendras metinis energijos poreikis 35
kWh/kv.m., t. sk. šildymui – 15
kWh/kv.m.
354 butai, bendras gyvenamsis plotas
35000 kv.m.
Bendra kaina 52’000’000 €
121. Symbiotic Interlock. Arch. Daekwon Park
Erdvinėje dangoraiţių struktūroje:
- gyvenamosios teritorijos betarpiškai išdėstytos su ţaliosiomis zonomis,
aptarnavimo infrastruktūra
- bokšte esančių sodų teritorijos taptų poilsio ir rekreacijos zonomis bei
švieţio oro oazėmis
- pagrindinis energijos šaltinis – vėjo generatoriai
- numatyta greitaeigių vertikalių liftų ir horizontalių judančių tiltų sistema
122.
123. Saulės gyvenvietė, ParcBIT, Maljorka (Ispanija)
Architektas: Richard Rogers su partneriais, Londonas, 1994 -
8 km šiauriau Palmos
miesto Baleariko saloje
suprojektuota gyvenvietė
skirta 8 tūkst. gyv.
Išnaudota graţi ir turtinga
gamta, gyvas reljefas:
-Gyvenvietė susideda iš
trijų kaimų, kurių
centrinėse dalyse
numatytos ramaus poilsio
zonos ir aptarnavimo
įstaigos.
-Pagrindinis energijos
šaltinis – biomasė, kuri
sukaupiama vietoje
-Greta urbanizuotos
teritorijos ekologiško
ūkininkavimo zonos
124. “Solar Lily Pads” Clyde upė,
Glasgow, Didţioji britanija
Saulės (foto) elementai įrengti ant
vandens tūrėtu gaminti energiją
miesto objektams. Šis
konceptualus projektas laimėjo
pirmąją vietą tarptautiniame
konkurse “ţemė ir jūra”.