자율 건물

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시리즈의 일부
반소비주의
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자율건물은 전력망, 가스망, 수도시설, 하수처리시스템, 빗물배수관, 통신서비스, 공공도로 등 기반시설 지원서비스와 독립적으로 운영되도록 설계된 건물이다.

자율 건물 옹호자들은 환경 영향 감소, 보안 강화, 소유 비용 절감 등의 이점을 설명합니다.일부 인용된 이점은 독립성 자체가 아니라 녹색 건물의 원칙을 충족한다(아래 참조).오프 그리드 빌딩은 종종 공무원 서비스에 거의 의존하지 않기 때문에 시민 재해나 군사 공격 시 더 안전하고 편안합니다.예를 들어, 오프 그리드 건물은 공공 공급이 중단되어도 전력이나 물이 손실되지 않습니다.

2018년 현재, 자율 건축에 관한 대부분의 연구 및 발표 기사는 주거용 주택에 초점을 맞추고 있다.

2002년, 영국의 건축가 브렌다와 로버트 베일은 이렇게 말했다.

호주의 모든 지역에서 난방과 냉방이 없어도 쾌적할 수 있는 '요금 없는 집'을 짓는 것은 꽤 가능합니다.이 집은 전기를 만들고, 물을 모으고, 폐기물을 처리하는 것입니다.이 집들은 이제 기성 기술로 지을 수 있다.일반 주택과 같은 가격이면 지폐가 없는 집을 지을 수 있지만(25%) ^[1]작아진다.

역사

1970년대에 활동가와 기술자 집단은 자원 고갈과 기아에 대한 경고에 고무되었다.미국에서 자신들을 뉴 연금술사라고 부르는 그룹은 그들의 프로젝트에 투입된 깊은 연구 노력으로 유명했다.그들은 기존의 건축 기법을 사용하여 일련의 "바이오헬터" 프로젝트를 설계했는데, 그 중 가장 유명한 것은 프린스에드워드 섬의 아크 바이오헬터 커뮤니티였다.그들은 상세한 설계 계산과 청사진과 함께 이 모든 것에 대한 계획을 발표했다.방주는 풍력 기반의 양수기와 전기를 사용했고 식량 생산에 있어서 자급자족했다.이곳에는 사람들을 위한 거처, 단백질을 얻기 위해 틸라피아를 기르는 어항, 어수로 물을 주는 온실, 그리고 인간 배설물을 수조용 살균 비료로 재활용하는 폐쇄 루프 하수 재활용 시스템이 있었다.2010년 1월 현재, 신 연금술사의 후계 조직에는 「신 연금술 연구소」^[2]라고 하는 Web 페이지가 있습니다.PEI 방주는 여러 번 버려지고 부분적으로 개조되었다.

1990년대는 어스십이 개발되었는데, 이는 아크 프로젝트와 유사하지만, Mike Reynolds의 3권 시리즈로 건설 세부 사항이 출판되는 등 영리 벤처로 조직되었다.건축 자재는 흙으로 채워진 타이어입니다.이로 인해 대량의 열량을 가진 벽이 만들어집니다(지상피복 참조).주택의 온도 안정성을 더욱 높이기 위해 노출된 표면에 버림을 배치한다.이 물 시스템은 빗물로 시작하여, 식수로 가공되고, 씻겨지고, 식물에 물을 주고, 화장실 물을 내리고, 마지막으로 검은 물은 더 많은 식물에 물을 주기 위해 다시 재활용된다.물탱크는 열 덩어리로 배치되어 사용됩니다.전기, 열, 온수 등을 포함한 전력은 태양광 발전에서 나온다.

William McDonough와 Ken Yeang과 같은 1990년대 건축가들은 환경 친화적인 건물 설계를 사무실 건물과 같은 대형 상업용 건물에 적용함으로써 에너지 생산에 있어 대부분 자급자족할 수 있게 되었습니다.네덜란드의 한 주요 은행 건물(ING의 암스테르담 본사)도 자율적이고 예술적으로 건설되었습니다.

이점

설계자 또는 엔지니어가 교통 네트워크의 단점과 원격 자원에 대한 의존성에 대해 더 관심을 갖게 되면, 그들의 설계에는 더 많은 자율적인 요소가 포함되는 경향이 있다.자치를 향한 역사적 길은 열, 전력, 물, 식량 등의 안전한 공급원에 대한 우려였다.자치를 향한 거의 평행한 길은 불이익을 초래하는 환경 영향에 대한 우려에서 출발하는 것이었다.

자율 건물은 낭비될 수 있는 현장 자원(태양광이나 비 등)을 사용함으로써 보안을 강화하고 환경 영향을 줄일 수 있다.자율성은 자원 수집 및 전송의 여러 비효율성을 단락시키기 때문에 자주 건물에 서비스를 제공하는 네트워크의 비용과 영향을 크게 줄입니다.석유 매장량 및 지역 유역 유지와 같은 다른 영향을 받는 자원은 종종 사려 깊은 설계에 의해 저렴하게 보존될 수 있다.

자율 건물은 일반적으로 운영 시 에너지 효율적이며, 따라서 비용 효율적입니다. 이는 에너지 수요가 적을수록 오프 그리드(of-grid)를 충족하기가 쉽기 때문입니다.그러나 에너지 생산이나 다른 기술로 대체하여 극단적 보존으로 인한 수익 감소를 방지할 수 있습니다.

자율구조가 항상 환경친화적인 것은 아니다.지원 시스템으로부터의 독립이라는 목표는 환경적으로 책임지는 녹색 건물의 다른 목표와 관련이 있지만 동일하지는 않다.그러나 자율 건물에는 일반적으로 재생 에너지와 기타 재생 가능한 자원의 사용을 통한 어느 정도의 지속가능성, 소비하는 것보다 더 많은 온실가스를 배출하지 않는 것 및 기타 조치도 포함된다.

단점들

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첫째, 그리고 근본적으로 독립은 정도의 문제이다.예를 들어, 전기 그리드에 대한 의존성을 제거하는 것은 비교적 쉽습니다.이와는 대조적으로, 효율적이고 믿을 수 있는 음식 공급원을 운영하는 것은 성가신 일일 수 있다.

자율적 쉼터 내에서 생활하는 것은 또한 생활 방식이나 사회적 기회에서 희생을 요구할 수 있다.가장 편안하고 기술적으로 진보된 자율 주택도 거주자의 행동을 바꿀 필요가 있다.어떤 사람들은 추가적인 집안일을 환영하지 않을 수도 있다.Vails는 일부 고객의 경험을 불편하고 짜증나고 고립되거나 원치 않는 정규직으로 묘사했습니다.건물을 잘 설계하면 이 문제를 줄일 수 있지만, 대개는 자율성이 저하됩니다.

자율 주택은 기후와 위치에 맞게 맞춤 제작(또는 광범위하게 개조)되어야 한다.수동형 태양열 기술, 대체 화장실과 하수 시스템, 열질량 설계, 지하 배터리 시스템, 효율적인 창호 및 기타 일련의 설계 전술은 어느 정도의 비표준 건축, 추가 비용, 지속적인 실험 및 유지보수를 필요로 하며, 또한 공간의 심리에도 영향을 미친다.

시스템들

이 섹션에서는 이러한 건물의 실용성에 대한 느낌을 주고, 추가 정보에 대한 색인을 제공하며, 현대적 경향에 대한 감각을 제공하는 방법에 대한 최소한의 설명을 포함한다.

물.

물을 모으고 보존하는 방법에는 여러 가지가 있다.사용 절감은 비용 효율적입니다.

그레이워터 시스템은 배수된 세척수를 화장실이나 잔디밭과 정원에 재사용합니다.그레이워터 시스템은 대부분의 주거용 건물의 물 사용량을 절반으로 줄일 수 있지만 섬프, 그레이워터 가압 펌프 및 보조 배관을 구입해야 합니다.일부 건설업자들은 물 없는 소변기를 설치하고 심지어 하수 처리에서 물 사용을 없애는 퇴비화까지 하고 있다.

라이프스타일의 변화를 최소한으로 억제하는 고전적인 솔루션은 웰을 사용하는 것입니다.일단 드릴로 구멍을 뚫으면 상당한 힘이 필요하다.그러나 고급 웰풋은 구형 모델보다 전력 사용량을 2배 이상 줄일 수 있습니다.우물물은 일부 지역에서 오염될 수 있다.Sono 비소 필터는 유정에서 건강에 해로운 비소를 제거합니다.

그러나 일부 지역에서는 대수층이 고갈되어 우물 굴착은 불확실한 작업입니다.그것은 또한 비쌀 수 있다.

강우량이 충분한 지역에서는 가뭄에 따른 보충수송과 함께 빗물 수집을 사용할 수 있는 건물을 설계하는 것이 종종 더 경제적입니다.빗물은 매우 부드러운 세척수를 만들지만 항균처리가 필요하다.음용이라면 미네랄 보충제나 미네랄화가 필요하다.^[3]

대부분의 사막 및 온대 기후에는 연간 최소 250mm(9.8인치)의 비가 내립니다.이것은 그레이워터 시스템을 갖춘 전형적인 단층 주택은 지붕에서만 연중 필요한 물을 공급할 수 있다는 것을 의미한다.가장 건조한 지역에서는 30입방미터(미국 갤런 7,900)의 물탱크가 필요할 수 있습니다.많은 지역에서 일주일에 평균 13밀리미터(0.51인치)의 비가 내리고 있으며, 이 지역에서는 10입방미터(2,600 US gal) 정도의 작은 저수조를 사용할 수 있습니다.

많은 지역에서,^[4] 마실 수 있을 만큼 지붕을 깨끗하게 유지하는 것은 어렵다.오염과 구린 맛을 줄이기 위해 시스템은 금속 채집 지붕과 처음 40리터를 우회하는 "지붕 청소기" 탱크를 사용합니다.저수조 물은 보통 염소 처리되지만, 역삼투 시스템은 더 좋은 품질의 식수를 제공합니다.

로마의 고전적인 집(도무스)에서는 집의 주요 공공 공간인 아트리움의 장식적인 특징인 저수조(임플루비움)에서 가정용 물을 공급받았다.그것은 안쪽을 향한 지붕 개구부로부터 아래로 튀어나온 타일로 공급되었다.종종 수련은 물을 정화하기 위해 그 안에서 재배되었다.부유한 가정들은 종종 도시의 저수조에서 나오는 작은 분수로 비를 보충했다.충적지는 항상 배수관이 넘쳐서 집에 ^[5][6]물이 차오르지 못했다.

현대의 물탱크는 보통 큰 플라스틱 탱크이다.짧은 타워의 중력 탱크는 신뢰할 수 있기 때문에 펌프 수리가 덜 시급합니다.가장 저렴한 벌크 저수조는 지면에 울타리가 쳐진 연못이나 수영장입니다.

자율성을 줄이면 저수조의 크기와 비용을 줄일 수 있습니다.많은 자율 주택에서 1인당 하루 10 US 갤런(38 L) 이하로 물 사용량을 줄일 수 있기 때문에 가뭄에 시달릴 때 트럭을 통해 한 달 분량의 물을 저렴하게 공급할 수 있습니다.픽업 트럭의 침대에 맞는 직물 물탱크를 설치하면 셀프 배송이 가능한 경우가 많습니다.

히트 펌프 또는 에어컨 시스템의 히트 싱크 또는 트랩으로 수조를 사용하는 것이 편리할 수 있지만, 이로 인해 차가운 식수가 따뜻해지고 건조한 해에는 HVAC 시스템의 효율이 저하될 수 있습니다.

태양열 스틸은 특히 증발기와 응축기를 분리하는 고효율 다효과 가습 설계와 같은 배수구 또는 저수조에서 식수를 효율적으로 생산할 수 있다.

역삼투와 같은 새로운 기술은 오염된 물, 바닷물, 그리고 심지어 습한 공기로부터 무한한 양의 순수한 물을 만들어 낼 수 있다.물 메이커는 바닷물과 전기를 음용수와 소금물로 바꾸는 요트에 사용할 수 있습니다.대기 중 물 생성기는 건조한 사막 공기에서 수분을 추출하여 순수한 물로 여과합니다.

하수

자원

퇴비화 화장실은 박테리아를 이용하여 사람의 배설물을 유용하고 무취의 위생적인 퇴비로 분해한다.토양 박테리아가 인간 병원균뿐만 아니라 폐기물의 대부분을 먹기 때문에 그 과정은 위생적이다.그럼에도 불구하고 대부분의 보건당국은 식량 ^[7]재배에 "인간"을 직접 사용하는 것을 금지하고 있다.그 위험은 미생물과 바이러스 오염이다.건조한 퇴비화 화장실에서, 폐기물은 증발되거나 가스(대부분의 이산화탄소)로 소화되고 배출되기 때문에, 화장실은 6개월마다 몇 파운드의 퇴비를 생산한다.냄새를 조절하기 위해, 현대식 화장실은 작은 선풍기를 사용하여 변기를 음압으로 유지하고 가스를 ^[8]환기관까지 배출합니다.

일부 가정용 하수 처리 시스템은 영양소와 박테리아를 흡수하고 그레이워터와 오수를 깨끗한 물로 바꾸는 생물학적 처리를 사용합니다.이 무취와 무색 재생수는 화장실과 식물 외부의 물을 내리는 데 사용할 수 있습니다.시험 시 음용수 기준치에 근접한다.추운 기후에서는 식물과 물병자리는 작은 온실 공간에 보관되어야 한다.좋은 시스템은 큰 수족관만큼이나 많은 주의를 필요로 한다.

전기 소각 화장실은 배설물을 소량의 재로 만든다.그것들은 만지면 시원하고, 물과 파이프가 없으며, 벽의 통풍구가 필요하다.정화조 사용이 제한된 외딴 지역에서 사용되며, 일반적으로 호수의 영양소 부하를 줄이기 위해 사용됩니다.

NASA의 생물반응기는 매우 발전된 생물 하수 시스템이다.그것은 미생물의 작용을 통해 오수를 공기와 물로 바꿀 수 있다.NASA는 화성 탐사 임무에 그것을 사용할 계획이다.또 다른 방법은 나사의 소변에서 물로의 증류 시스템이다.

복잡한 생물 하수 처리 시스템의 가장 큰 단점은 집이 비어 있으면 하수 시스템 바이오타가 굶어 죽을 수 있다는 것이다.

낭비하다

하수처리는 공중위생을 위해 필수적이다.많은 질병들이 제대로 작동하지 않는 하수도에 의해 전염된다.

표준 시스템은 정화조와 결합된 타일 침출수장이다.기본적인 생각은 작은 시스템에 일차 하수 처리를 제공하는 것이다.정화조 바닥에 침전하여 혐기성 소화에 의해 부분적으로 환원되고 침출장 내에 유체가 분산된다.침출수 밭은 보통 잔디밭 아래에 있다.정화조는 전적으로 중력에 의해 작동할 수 있으며, 잘 관리된다면 상당히 안전하다.

정화조는 비환원성 고형물을 제거하기 위해 진공트럭으로 주기적으로 펌핑해야 한다.정화조를 펌핑하지 않을 경우 침출수에 손상을 입히고 지하수를 오염시킬 수 있습니다.정화조는 또한 쓰레기 처리를 사용하지 않고, 탱크로 유입되는 유체를 최소화하고, 탱크로 유입되는 불연성 고형물을 최소화하는 등의 생활습관 변화를 필요로 할 수 있다.예를 들어, 정화성 안전한 화장지가 권장됩니다.

그러나 정화조는 표준 배관 설비를 허용하고 생활습관 희생이 거의 또는 전혀 필요하지 않기 때문에 여전히 인기가 있습니다.

화장실을 퇴비로 만들거나 포장하는 것은 일반적인 쓰레기 수거 서비스의 일부로 오물을 버리는 것을 경제적이고 위생적으로 만든다.또한 물 사용량을 절반으로 줄이고 정화조의 어려움과 비용을 없앱니다.그러나, 그들은 지역 매립지에 위생 관행을 사용하도록 요구한다.

소각로 시스템은 꽤 실용적이다.재는 생물학적으로 안전하며 원래 폐기물의 1/10 미만이지만 모든 소각로 폐기물과 마찬가지로 일반적으로 유해 폐기물로 분류됩니다.

전통적인 하수 처리 방법으로는 구덩이 화장실, 화장실, 오두막 등이 있습니다.이것들은 안전하고, 저렴하고, 실용적일 수 있다.그것들은 여전히 많은 지역에서 사용되고 있다.

빗물이 빠지다

배수 시스템은 인간의 거주 가능성과 안전하고 지속 가능한 분수령 사이의 중요한 절충안이다.포장된 구역과 잔디 또는 잔디는 대수층을 재충전하기 위해 많은 양의 강수량을 지면을 통과시키지 않는다.물이 지표면을 타고 저점을 향해 흐르기 때문에 홍수와 인근 지역에 피해를 줄 수 있다.

일반적으로, 정교한 자본 집약적인 빗물 하수 네트워크는 빗물에 대처하도록 설계됩니다.빅토리아 시대의 런던 하수구 또는 구 토론토 도시와 같은 일부 도시에서는 빗물 시스템이 위생 하수 시스템과 결합되어 있습니다.많은 비가 내릴 경우 배관 끝의 하수처리장에 가해지는 하중이 감당하기 어려워지고 원하수는 저장탱크에 버려지며 지표수에 버려지기도 한다.

자율 건물은 여러 가지 방법으로 강수량을 해결할 수 있다.

야드별 흡수식 빗줄기와 투과성 콘크리트 거리를 조합하면 인근 빗물 배수구를 생략할 수 있다.이를 통해 빗물 ^[9]배수구를 제거함으로써 주택당 $800(1970년대) 이상을 절약할 수 있습니다.절약된 비용을 사용할 수 있는 한 가지 방법은 더 큰 로트를 구입하는 것입니다. 그러면 동일한 비용으로 더 많은 편의 시설을 제공할 수 있습니다.투과성 콘크리트는 따뜻한 기후와 동파 기후를 위해 개발 중인 확립된 제품입니다.혹한 기후에서 빗물 배수구를 제거해도 용수로를 건설하거나 물을 막는 버림을 건설하기에 충분한 토지에 대한 비용을 지불할 수 있다.이 계획은 집주인에게 더 많은 땅을 제공하고 조경을 위한 더 흥미로운 지형을 제공할 수 있다.

녹색 지붕은 강수량을 흡수하여 물을 이용하여 식물을 키운다.새 건물에 짓거나 기존 지붕을 교체하는 데 사용할 수 있습니다.

전기

전기는 고가의 전력이기 때문에, 자율화를 향한 첫걸음은 수요를 줄이기 위해 집과 생활양식을 설계하는 것이다.LED 조명, 노트북 컴퓨터 및 가스 냉장고는 가스 냉장고가 ^[10]효율적이지 않지만 전기를 절약합니다.또한 Sun Frost 회사에서 생산하는 것과 같은 충분한 전기 냉장고도 있으며, 그 중 일부는 대중 시장의 에너지 별 등급 냉장고보다 절반 정도밖에 사용하지 않습니다.

태양전지는 태양 지붕을 이용하여 전력을 공급할 수 있다.태양열 지붕은 개조된 태양열 발전보다 비용 효율이 높을 수 있습니다. 왜냐하면 어차피 건물에는 지붕이 필요하기 때문입니다.현대의 태양 전지는 약 40년 동안 지속되는데, 이것은 일부 분야에 대한 합리적인 투자를 가능하게 한다.충분한 각도로, 태양 전지는 빗물이 흘러내리는 물에 의해 청소되기 때문에 생활 방식에 거의 영향을 미치지 않는다.

하지만, 많은 지역들은 긴 겨울밤이나 어두운 구름 낀 날을 가지고 있습니다.이러한 기후에서 태양광 설비는 자급률을 달성하지 못하거나 전기 ^[11]자족도를 달성하기 위해 대규모 배터리 저장 시스템이 필요합니다.폭풍우나 바람이 많이 부는 기후에서 풍력 발전기는 태양 에너지를 ^[12]대체하거나 상당히 보완할 수 있습니다.평균적인 자율 주택은 직경 5미터 이하의 작은 풍력 터빈 하나만 있으면 된다.30미터(100피트) 높이의 타워에서 이 터빈은 흐린 날 태양광을 보충하기에 충분한 전력을 공급할 수 있습니다.시판되는 풍력 터빈은 밀폐된 1동 부품 AC 발전기와 수동형 자가 피더 블레이드를 사용하여 수년간 서비스 없이 작동합니다.

풍력의 주요 장점은 풍력이 있다면 대형 풍력 터빈이 태양 전지보다 와트당 비용이 낮다는 것이다.단, 위치는 매우 중요합니다.태양전지를 위한 태양전지가 부족한 몇몇 지역들처럼, 많은 지역들은 터빈이 자급자족할 수 있는 충분한 바람이 부족하다.미국의 그레이트 플레인즈에서는 10미터(33피트)의 터빈이 잘 지어진 전기 주택에 충분한 에너지를 공급할 수 있습니다.다른 분야에서의 경제적 활용에는 연구와 현장 ^[13]조사가 필요합니다.

일부 사이트에서는 표고가 변경된 스트림에 액세스할 수 있습니다.이 시설들은 전기를 생산하기 위해 작은 수력 발전 시스템을 사용할 수 있다.고도 차이가 30m(100피트) 이상이고 하천이 사계절 내내 흐를 경우 작고 저렴한 설치로 지속적인 전력을 공급할 수 있습니다.높이가 낮아지면 대형 설비나 댐이 필요하며 효율이 떨어질 수 있습니다.터빈 흡기구의 막힘은 실질적인 문제가 될 수 있습니다.일반적인 해결책은 떠다니는 파편을 운반하기 위한 작은 웅덩이와 폭포(펜스톡)입니다.또 다른 해결책은 Gorlov 헬리컬 터빈이나 Osberger 터빈과 같이 이물질에 저항하는 터빈을 이용하는 것입니다.

수요가 적은 시기에는 향후 사용을 위해 배터리에 여분의 전력을 저장할 수 있습니다.하지만 배터리는 몇 년마다 교체해야 합니다.많은 지역에서 건물을 전력망에 연결하고 전력 시스템을 네트 미터링으로 작동시킴으로써 배터리 비용을 절감할 수 있습니다.유틸리티 허가가 필요하지만, 이러한 공동생산은 일부 지역(예: 캘리포니아)^[13]에서 법적으로 의무화되어 있습니다.

그리드 기반 빌딩은 자율성이 떨어지지만, 라이프스타일 희생을 줄여 경제적이고 지속가능합니다.시골 지역에서는 단일 와이어 접지 리턴 시스템(예: MALT 시스템)을 사용하여 그리드의 비용과 영향을 줄일 수 있습니다.

그리드에 접근할 수 없는 지역에서는 확장 안개와 같은 에너지 가뭄 시 배터리를 충전하는 발전기를 사용하여 배터리 크기를 줄일 수 있습니다.보조 발전기는 보통 프로판, 천연 가스 또는 때로는 디젤로 작동됩니다.보통 1시간의 충전으로 하루의 가동시간을 얻을 수 있습니다.최신 가정용 충전기는 사용자가 충전 시간을 설정할 수 있기 때문에 야간에는 발전기가 조용합니다.일부 발전기는 일주일에 ^[14][15]한 번 자동으로 자체 테스트를 수행합니다.

수동적으로 안정된 자기 베어링의 최근 발전으로 언젠가는 진공 상태에서 플라이휠에 전력을 저렴하게 저장할 수 있게 될 것입니다.캐나다의 발라드 전력 시스템과 같은 연구 그룹들은 또한 전력이 공급될 때 수소와 산소를 발생시키고, 전력이 필요할 때 이를 효율적으로 결합할 수 있는 장치인 "재생 연료 전지"를 개발하기 위해 노력하고 있다.

접지 배터리는 텔루르 전류라고 불리는 지구의 전류를 이용합니다.그것들은 땅 어디에나 설치할 수 있다.저전압과 전류만 공급합니다.그것들은 19세기에 전신을 작동시키는 데 사용되었다.어플라이언스의 효율이 향상되면, 실용화될 가능성이 있습니다.

미생물 연료전지와 열전^[16][17] 발전기는 바이오매스로 전기를 생산할 수 있게 해준다.이 식물은 건조, 잘라서 통째로 태울 수도 있고, 살아있는 채로 남겨둘 수도 있어 식물의 폐기물 수프가 박테리아에 의해 변환될 수도 있다.

난방

대부분의 자율 건물은 단열재, 열 질량 및 수동형 태양열 난방 및 냉방을 사용하도록 설계되어 있습니다.그 예로는 트롬베 벽과 천창과 같은 다른 기술들이 있다.

수동형 태양열 난방은 온화하고 추운 기후에서도 대부분의 건물에 난방을 할 수 있습니다.추운 기후에서는 기존 신축 건물보다 15% 정도 더 많은 추가 건설 비용이 소요될 수 있습니다.연간 서리가 내리는 밤이 2주 미만인 따뜻한 기후에서는 비용 영향이 없습니다.

수동형 태양열 가열의 기본 요건은 태양열 집열기가 일반적인 햇빛(북반구 남쪽, 남반구 북쪽)을 향해야 하며, 건물은 밤에 따뜻함을 유지하기 위해 열 질량을 포함해야 한다는 것이다.

최근 다소 실험적인 태양열 난방 시스템인 "연간 지구 태양열 난방"은 겨울에 ^[18]햇빛이 거의 들지 않는 지역에서도 실용적이다.건물 밑의 지면을 이용해 열량을 조절합니다.강수 시 열을 운반할 수 있으므로 지면은 6m의 플라스틱 단열재로 차폐됩니다.이 시스템의 열량은 충분히 저렴하고 크기 때문에 겨울 내내 건물을 따뜻하게 할 수 있는 충분한 여름 열을 저장할 수 있고 여름에는 건물을 시원하게 할 수 있는 충분한 겨울 추위를 저장할 수 있습니다.

연간화된 지구 태양계에서 태양 집열기는 종종 거주 공간으로부터 분리된다(그리고 더 뜨겁거나 더 춥다).건물은 실제로 단열재로 건설될 수 있습니다. 예를 들어 짚-베일 구조입니다.일부 건물은 덕트와 내부 공간을 통한 대류가 선풍기를 필요로 하지 않도록 공기역학적으로 설계되어 있습니다.

좀 더 수수한 "일상 태양광" 디자인은 매우 실용적입니다.예를 들어, 유럽의 Passivhouse 건축 코드는 약 15%의 프리미엄을 받고 고성능 단열창, R-30 단열재, HRV 환기 및 작은 열량을 사용합니다.건물의 위치가 약간 변경되면, 현대 크립톤 또는 아르곤 단열창은 단열재나 구조 강도를 희생하지 않고 정상처럼 보이는 태양열을 제공할 수 있습니다.가장 추운 밤에도 소형 히터를 사용할 수 있는 경우 슬래브 또는 지하 수조가 필요한 열량을 저렴하게 제공할 수 있습니다.특히, 패시브하우스 건축 법규는 한 시간에 여러 번 공기가 바뀌어 내부의 열을 유지하기 위해 열 교환기를 통과하기 때문에 이례적으로 좋은 실내 공기의 질을 가져온다.

모든 시스템에서 소형 보조 히터는 개인 보안을 강화하고 라이프스타일에 미치는 영향을 줄여 자율성을 약간 낮춥니다.초고효율 주택에서 가장 많이 사용되는 두 가지 히터는 에어컨을 제공하는 소형 히트 펌프 또는 온수기에서 물이 재순환되는 중앙 수성(라디에이터) 공기 히터입니다.패시브하우스 설계는 보통 히터를 환기 시스템과 통합합니다.

또한 흙막이 및 방풍벽은 건물에 필요한 절대적인 열량을 줄일 수 있습니다.지구 아래 수 피트 아래에 있는 기온은 노스다코타의 4°C(39°F)에서 플로리다 남부의 26°C(79°F)^[18]에 이른다.방풍은 건물에서 운반되는 열의 양을 줄여준다.

둥글고 공기역학적인 건물도 열을 덜 손실합니다.

점점 더 많은 상업용 건물들이 천연 가스 왕복 엔진, 가스터빈 또는 스털링 전기 ^[19]발전기의 출력으로 난방(종종 수난)을 제공하기 위해 열병합발전과 결합된 사이클을 사용하고 있습니다.

공무원의 업무 중단에 대처하기 위해 설계된 주택은 일반적으로 다른 난방 메커니즘과 상관없이 목재 스토브, 디젤 연료 또는 병에 든 가스로 인한 열과 전력을 통합합니다.

전기 히터와 전기 스토브는 (전원에 따라) 무공해 열을 제공할 수 있지만 많은 양의 전기를 사용합니다.태양 전지판, 풍력 터빈 또는 다른 수단으로 충분한 전기가 공급된다면, 전기 히터와 난로는 실용적인 자율 설계가 될 것입니다.

온수 난방

온수 열 재활용 장치는 배수 라인에서 열을 회수합니다.그들은 물을 데우는 데 사용되는 열이나 연료를 줄임으로써 건물의 자율성을 높인다.그들은 생활습관에 변화가 없기 때문에 매력적이다.

현재의 실용적이고 쾌적한 가정용 온수 시스템은 태양열 예열 시스템과 자동 온도 조절 가스 구동 플로우 스루 히터를 조합하여 물의 온도를 일정하게 유지하고 수량을 제한하지 않습니다.이를 통해 자율성에 있어 어느 정도의 대가를 치르고 생활 방식에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다.

태양열 온수기는 많은 양의 연료를 절약할 수 있다.또한 맑은 날 세탁, 설거지, 목욕 등 생활습관의 작은 변화도 효율을 크게 높일 수 있습니다.순수 태양열 난방기는 맑은 날 사용하도록 일정을 잡을 수 있기 때문에 세탁소, 수영장, 외부 목욕탕에 특히 유용합니다.

태양열 온수 시스템의 기본 요령은 절연성이 뛰어난 저장 탱크를 사용하는 것입니다.일부 시스템은 진공 단열되어 있어 큰 보온병처럼 작동합니다.이 탱크는 맑은 날에는 뜨거운 물로 채워져 있으며 항상 사용할 수 있습니다.기존의 탱크 온수기와 달리, 탱크는 햇빛이 비칠 때만 채워집니다.뛰어난 스토리지로, 보다 작고 고도의 테크놀로지의 수집기를 실현할 수 있습니다.이러한 수집기는 진공 단열재, 반사광 농도 등 비교적 이국적인 기술을 사용할 수 있습니다.

열병합발전 시스템은 폐열로부터 뜨거운 물을 생산한다.그들은 보통 발전기나 연료 전지의 배기로부터 열을 얻는다.

열 재활용, 열병합 발전 및 태양열 예열을 통해 사용되는 가스의 50~75%를 절약할 수 있습니다.또, 일부의 조합은, 복수의 열원을 가지는 것으로써, 다중의 신뢰성을 제공합니다.일부 당국은 병에 든 가스나 천연가스를 바이오가스로 대체할 것을 주장한다.그러나, 이것은, 현지에 재고품이 없는 한, 통상은 실용적이지 않습니다.한 가족의 쓰레기는 보통 소량의 요리보다 더 많은 양의 메탄을 생산하기에 충분하지 않다.

냉각

연차화된 지구 태양광 건물에는 열 덩어리로 사용되는 지구와 지표면 사이의 열 누출을 방지하기 위해 기초에서 6미터(20피트)까지 확장되는 경사진 단열재 치마가 묻혀 있는 경우가 많다.

극적인 개선은 거의 불가능합니다.여름에는 창문에 음영을 칠 수 있습니다.처마는 필요한 그늘을 제공하기 위해 돌출될 수 있다.또한 집의 벽을 그늘지게 하여 냉각 비용을 절감합니다.

또 다른 방법은 밤에 건물의 열량을 식히고, 아마도 온 집 선풍기로 낮에는 열량으로부터 건물을 식히는 것입니다.이는 하늘을 향한 라디에이터(아마도 대체 용도의 공기 가열 솔라 컬렉터) 또는 증발 냉각기에서 나오는 냉기를 열 덩어리를 통해 직접 전달할 수 있도록 도와줍니다.맑은 밤, 열대 지역에서도 하늘을 향한 라디에이터는 영하로 냉각될 수 있습니다.

원형 건물이 공기역학적으로 매끄럽고 지면보다 시원하다면 "돔 효과"에 의해 수동적으로 냉각될 수 있다.많은 설비에 따르면 반사되거나 밝은 색의 돔이 국소적인 수직 열 구동 소용돌이를 유도하여 돔이 적절히 환기될 경우(단일 오버헤드 벤트 및 주변 벤트).일부 사람들은 돔 내부와 외부의 온도 차이가 8°C(15°F)에 이른다고 보고했습니다.Buckminster Fuller는 곡물 저장고를 개조한 단순한 주택 설계로 이러한 효과를 발견했고, 그의 다이맥시온 주택과 측지 돔을 그것을 사용하기 위해 개조했습니다.

디젤 엔진 배기, 히터 연도 또는 태양열 집열기의 폐열로 작동하는 냉장고와 에어컨이 사용되기 시작했습니다.이것들은 가스 냉장고와 같은 원리를 사용합니다.일반적으로 연도로부터의 열은 "흡수 냉각기"에 전원을 공급합니다.냉수 또는 냉각기의 염수는 공기 또는 냉장된 공간을 냉각하는 데 사용됩니다.

코제너레이션은 새로운 상업용 건물에서 인기가 있다.현재의 열병합발전 시스템에서는 천연가스로 구동되는 소형 가스 터빈 또는 스털링 엔진이 전기를 생산하고 배기 가스가 흡수성 냉각기를 구동합니다.

트랙터의 디젤 배기가스의 폐열로 작동하는 트럭 트레일러 냉장고는 NRG Solutions, Inc.에 의해 시연되었습니다. NRG는 폐열 구동 냉장고의 상용화되지 않은 새로운 두 가지 필수 구성 요소인 하이드로닉 암모니아 가스 열 교환기와 기화기를 개발했습니다.

다단 증발 냉각기에서도 유사한 방법(다상 냉각)을 사용할 수 있습니다.공기는 제습하기 위해 소금 용액 스프레이를 통과하고, 그것을 식히기 위해 물 용액 스프레이를 거쳐 다시 제습하기 위해 다른 소금 용액으로 통과된다.염수는 재생해야 하고, 그것은 저온 태양 에너지로 경제적으로 할 수 있습니다.다상 증발 냉각기는 공기의 온도를 50°F(28°C)까지 낮추면서도 습도를 제어할 수 있습니다.브라인 재생기가 높은 열을 사용하는 경우 공기 부분 살균도 실시합니다.

충분한 전력을 사용할 수 있는 경우 히트 펌프를 사용하는 기존 에어컨을 통해 냉각을 제공할 수 있습니다.

식량 생산

식량 생산은 종종 ^[20]안보를 제공하기 위해 역사적인 자치 프로젝트에 포함되었다.숙련되고 집중적인 원예는 한 ^[21][22]사람당 100평방미터의 땅을 가진 성인 한 명을 부양할 수 있으며, 아마도 유기농과 항공기를 사용해야 할 것이다.실적이 있는 집약적인 저노력 식품 생산 시스템에는 도시 정원(실내 및 실외)이 포함됩니다.실내 재배는 수경 재배를 사용하여 설정할 수 있으며, 실외 재배는 퍼머컬처, 삼림 정원 가꾸기, 노티일 농사를 사용하지 않고 농사를 지을 수 있다.

온실도 ^[20][23]포함되기도 한다.때로는 식물에 각각 물을 주거나 태양으로부터 에너지를 저장하여 밤에 재분배할 수 있는 관개 시스템이나 히트 싱크 시스템도 설치된다(온실이 ^[20][24]식기 시작할 때).

「 」를 참조해 주세요.

메모들

외부 링크

• Buckminster Fuller Institute는 여전히 존재한다.B. Fuller는 그가 마지막으로 가르쳤던 대학에 수천 페이지의 노트를 남겼다.
• Reality Sculptors Wiki의 Autonomous Houses 섹션에는 자율 설계 고려사항을 자주 논의하는 메일링 리스트 링크가 포함되어 있습니다.
• Autonomous House의 지오데식 돔 버전에 대한 디자인은 reality.sculptors.com에서 찾을 수 있습니다.
• Paul Gipe의 "가정과 비즈니스를 위한 풍력 발전"
• 브렌다와 로버트 베일의 의견서
• 크롭손 하우스 - 디자인과 베일의 사우스웰 하우스와의 비교에 관한 노트
• Bad End 2 - 21세기 호빗홀 - 주택건설의 프리캐스트 콘크리트
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