 Леон Гликсман строит зданий с акцентом на повышение энергоэффективности, и, как и многие его коллеги из MIT, он приносит с собой высокотехнологичный портфель. Он развивает аэрогелевые панели для улучшения изоляции и программные пакеты для архитекторов. Профессор архитектуры и машиностроения утверждает, что они будут необходимы в модернизации существующих зданий и созданию новых всему миру.
При этом они не должны возникать из лабораторий. Иногда ответ является таким же простым, как открывание окна; ключ заключается в знании того, когда это сделать. Именно знание того, как оптимально эксплуатировать систему или доказать эффективность другого подхода, лежит в основе его работы.
Внимание Гликсмана сосредоточено на теплоизоляции - в частности, в контролировании поток тепла (и его потери) через стены. Исправление проблемы субоптимального теплового потока является относительно простым и необходимым решением. По словам Гликсмана, Китай в одиночку строит 10 миллионов единиц жилья в год; и Индия также проводит масштабные проекты по строительству домов. С таким надвигающимся строительством, решение вопросов по отоплению и охлаждению в начале проекта будет наиболее разумным и экономически эффективным путем.
Но такая про-активность не всегда является возможной. Соединенные Штаты, к примеру, имеют 100 миллионов единиц жилья, но только 1 миллион новых домов строится каждый год. Возникает необходимость модернизации существующих домов. Некоторые структуры позволяют установить больше изоляции в стену, но другие, такие как каменная кладка, не позволяют этого.
Одним из вариантов является использование аэрогеля. Наноразмерные отверстия захватывают молекулы воздуха, уменьшая теплопередачу через стенки таким образом, что теплый или холодный воздух будет оставаться в пространстве, тем самым снижая необходимость в механических системах.
В то время как решение кажется простым, проблемы все же остаются. На качественном уровне, поскольку изоляция не является видимой, оно не является особенно интересным, и люди, как правило, выбирают эстетически более привлекательные решения. На количественном уровне, аэрогель является легким и обеспечивает немного силы. Структура должна быть достаточно прочной, чтобы удерживать панель и затем заполнить ее изоляцией. Гликсман работал с большой химической компании по проекту. Они смогли объединить теплоизоляционные свойства аэрогеля с структурной жесткостью обычной стеновой панели.
Гликсман добавляет, что поиск функциональной панели остается важным требованием. Наряду с новой и существующей конструкции, есть потребность в доступной изоляции. В таких странах, как Индия и Северный Пакистан, некоторые люди не могут позволить себе блоки обогрева или охлаждения. Дома подвергаются экстремальным температурам, и школы должны закрываться в течение нескольких месяцев в зимнее время.
Панели будут выполнять две функции. Они позволят школам оставаться открытыми и будут предоставлять новые возможности. По мере того, как стандарт качества жизни людей будет увеличиваться, они уже будут инвестировать в использовании технологии. Только применение недорогого вида системы изоляции может существенно изменить образовательную программу в этой конкретной части мира.
Недавний проект в Индии при поддержке MIT тестирует новые конструкций крыши, которые сочетают изоляцию и структуру. При использовании природного ночной вентиляции и внешне изолированных стены, интерьеры будут на 5-7 градусов по Цельсию прохладнее, чем снаружи в течение жаркого дня.
Технология иногда является не единственным решением, по словам Гликсмана. Взять, к примеру, естественную вентиляцию: открывание окна, является очевидным и эффективным. Препятствием является то, что многие здания просто не позволяют этого. Гликсман работает с разработчиками в Японии и Китае на новых структурах, которые смогут использовать наружный воздух. Системы отопления и кондиционирования воздуха останутся, но Гликсман использует комбинацию элементов: вентиляторы, которые привлекают ночной холодный воздух; закрывание окон в течение дня, чтобы удержать прохладный воздух; и установка бетонных полов, которые поддерживают комфортную температуру в дневное время без использования кондиционера. Зависимость от механических систем в результате может уменьшиться по крайней мере в два раза как это произошло в зданиях в Сан-Франциско и Бостоне, по его словам.
Самой сложной частью этих подходов является образование. Люди отбрасывают решения как неэффективные, но часто корень проблемы состоит в том, что система не была разработана правильно, или, на даже более низком уровне, это не эксплуатируется правильно. В одном случае, по словам Гликсмана, отопление и охлаждение работали одновременно – как результат, здание не работало с максимальной эффективностью.
Как и в большинстве проблем, нет общего решения для сведения к минимуму ошибок здания. В идеальном мире интегрированная конструкция является ближайшим решением, в котором окна, полы, бытовая техника, освещение, и системы отопления и охлаждения устанавливаются одновременно в самом начале. Она имеет смысл, и позволит устранить дублирование, но этот шаг требует больше денег авансом. Увеличение может быть скромным из-за интеграции, но затраты часто исходят от разработчика, который не платит счета за коммунальные услуги.
Опять же, ситуация сводится к образованию и созданию необходимых стимулов. В случае Китая и Индии, с их строительными прогнозами, есть возможность убедить правительство, что долгосрочная эффективность коррелируется с более комфортной рабочей средой и высокой производительностью труда. Если люди поймут, что пассивные средства могут производить комфортные условия, они не будут обращаться к кондиционированию воздуха круглый год.
В рамках этого движения, Гликсман разработала программное обеспечение, которое позволит архитекторам и дизайнерам иметь возможность увидеть различные сценарии производительности при разработке планов, имеющих отношение к уровням дневного света, размещению окон, воздушному потоку, комфорту, и экономии энергии. Технология не определит оптимальную конструкцию, но может дать предложения.
В конечном счете, это может привести к более умным строительным решениям, и после этого, технология может контролировать строительство. Неисправности и точки потери могут быть записаны, вскрыты и фиксированы. Простое решение иногда оказывается эффективным.
|
