利用者:Anpanchi
自律した家
[編集]自律した家はとは高圧線送電網、市営の水道、下水処理システム、防風用下水施設、通信サービス、と一部の公道などの基本的なサポートサービスから独立して管理できるようにデザインされた家のことです
自律した家の主張者はその有利を述べます。自然への害を減らし、安全性を高め、そして効率が良いと言います。配電網がない家はたいてい、行政機関にほとんど頼らない。したがって国内の大災害や軍の攻撃の間も安全で快適である。（配電網がない家はもし公共の電力供給が何らかの理由で危うくなっても電力は失わない。）
配電網のない家で住むと、無形の利益がもたらされるかもしれません。個人の責任の調査や、社会との関係についての意識的な決定、そして自律の心理的な美徳のようなものです。
ほとんどの調査や自律した家について考える公表された記事は、住宅向きの家に重点を置いています。1990年代、William McDonoughやKen Yeangのような建築家は市役所のようなエネルギー生産で大きく自給自足した環境保護に責任がある建物のデザインを求めた。オランダにあるある大きな銀行の建物は芸術性も考え創立された。
イギリスの建築家であるBrenda and Robert Valeは2002年から「オーストラリアのすべての地域で‘広告なしの家’を完全に可能になった。そしてそれは暑さも寒さもない快適なものでそれ自体で電気をつくり、自分で水を集め、自分でゴミを処理する。これらの家は今建てることができ、簡単に手に入る技術を使うことで、「広告なしの家」を建てることは従来の家と同じ値段で建てることができますが、（25%）小さいものになります。
理論
[編集]建築家やエンジニアは交通機関のデメリットを考えるようになり、遠い手段に頼り、彼らのデザインはさらに独立した要素を含むようになる。自律した家の歴史的にある方針は安全な火、力、水、食べ物の源に関することでした。自律した家に関するほぼ並行する考え方は環境への影響すなわち公害を起こすものをまず考え始めています。
自律した家は安全性を高め、他では無駄である（太陽光や雨のような）現地での資源を使うことによって環境への影響を減らします。独立はよく劇的に家を維持するネットワークの費用や損失を減らします。それは独立は資源を集めたり、移動したり、増えていく非能率を避けるからです。石油や地域の流域の保存のようなほかの埋伏した資源は、たいてい安く考え込まれたデザインよって一定量に保たれます。
自主的な家の構造はいつも環境にやさしいというわけではありません。サポートシステムからの独立という目的は、一致していないが、他の目的である環境保護に関して責任ある自然の家をつくるということに結びついている。しかしながら、自律した家はまたたいてい回復できる資源の使用を通して環境にやさしいいくつかの度合い、それらが消費するより温室効果ガスを産出しない、などの度合いを含んでいます。
歴史
[編集]自律した家は20世紀の西洋文明の考えからきています。ほとんどの歴史を通して小屋、パンガロー、パオの住民はそれを好きこのんでか配線のない家に住んでいた。
1854年にHenry David Thoreauはアメリカのマサチューセッツにあるコンコードの隣の町から最大に独立したデザインをした自分で建てた家での彼の時間をノンフィクションで記述したWaldernを書いた。それは彼の家、庭、時間と仕事の関連した詳細な説明が書かれている。
1930年代から1950年代にかけてBuckminster Fullerの三つの規範であるダイマクシオンの家は資源の使用を減らすために多くの技術が取り入れられている。水に使用を減らすための「噴霧器」のようなシャワーの形をしたものやパッケージトイレや電力用の真空タービンです。自律したな家にデザインされていなかった間、Fullerの環境に優しく、効率的な家のデザインを考えは自主性の目的と一致し、理論上は可能であることを示していました。Fullerが考え出したダイマクシオンの家の三つの規範のうちの一つは従来のカンザス州にあるウィチタにあるグラハン家の住居の一部からきています。そして今もヘンリーフォード博物館で改築されています。
1970年代、自分たちを新しい錬金術師と呼ぶ活動家やエンジニアのグループは差し迫った資源の枯渇と欠乏の危険を感じていた。そのグループは自分たちのプロジェクトに関する徹底した調査で有名であった。従来の構造技術を使うことで彼らは「バイオシェルター」のような家をデザインした。最も有名なものの一つにプリンスエドワードアイランドにあるアークバイオシェルターでした。彼らは詳細なデザインの計算と青写真をと一緒にこれら全ての計画を公表した。その家は水に流れと電気を基調とした風を使っていた。そして食糧生産に関しては自給自足の生活でした。
1990年代はアークプロジェクトを意図したものに似た、地球船の発展を見ました。しかし、営利事業として組織化された建設詳細は所有情報として保たれたままです。その建物の材料は地球にあふれているタイヤです。これは壁が大きな熱の塊をもつようになります。土の防壁は家の温度を一定に保つために表面をさらすようにします。水道は飲料用に処理された雨水を使います。それから、洗濯用、植物への水やり用、トイレの洗浄用、そして最後に汚れた水はまた植物への水やりように使われます。その貯水タンクは熱量として使用されます。電気や熱、温水を含む電力は太陽熱からきています。
実用性
[編集]まず、基本的に、独立性は程度の問題です。完全なる独立性は、成し遂げるのがとても難しく、不可能です。例えば、配線網を取りはずすのもその一つです。そして自分の食べ物をすべて育てるのもさらに過酷で、時間のかかる事です。
自律した家に住むことはそれぞれの行動や、社会の期待などの生活様式の選択に犠牲を払うことになります。たとえ快適で技術的に進歩した自律した家でも困難なことがあるでしょう。簡単に順応する人もいれば、不便さや隔離された様子を延べる人もいます。うまく設計された家はこれらの問題を減らすことができますが、たいていは切り詰めた自律性を犠牲にします。
自律した家は気候や場所にあった注文でできる家でなくてはなりません。
メンテナンスシステム
[編集]この欄ではそのような建物の実用性の感覚を与えるためにその方法の最小の説明をします。見出しをつけて最近の傾向をお知らせします。
水
[編集]水は最も重要な実用品であり、そして早く不足する資源です。水を集めて一定に保つ方法はたくさんあります。
最小の生活スタイルの変化の中で一般的な解決策は証明されています。しかしながら、井戸に穴をあけるのは確信がもてないことで、またお金もかかります。おいしい水はいいくつかの地域では汚染されているところもあれば、使い果たしてしまっているところもあります。また、一度穴をあけると、物質的な力を必要とします。
グレーウォーターシステムは洗濯用の水を水洗便所や芝地用の水に再利用します。グレーウォーターシステムはほとんどの家で使われている水の半分で済みます。しかしながら、それらは汚水だめと第二の配管工事が必要です。建築者の中には水を使わないトイレを取り付けたり、下水処理では水を使用するトイレを組み立てる人もいます。
ほとんどの場所では一年間に少なくとも250ミリの雨が降ります。これは一般的な家でグレーウォーターシステムが雨水だけでその一年必要な水を供給するということです。最も乾燥した地域では、30㎥の貯水タンクが必要です。多くの地域では週に平均13mmの雨が降り、それらは10㎥ほどの小さな貯水タンクに貯められます。貯水タンクをヒートポンプやエアコンの下水溝や防臭弁として使うのは便利です。しかしながら、これは冷たい飲み水を温かくし、乾燥した年はHVACの効率は減少するかもしれません。
貯水タンクの計画は費用と不便さを減少させるでしょう。重力タンクは頼りになり、ポンプの修理は必要ありません。最も安くつく貯水タンクは、池やプールで囲まれています。
貯水タンクの費用や大きさは、水の供給の補足があった時は実質的に減らすことができます。多くの自主的な家は1日につき1人10ガロンの水の使用を減らすことができます。干ばつの時は、水はトラックによって安く家に運ばれます。
ある地域では、水の収集が飲料水として衛生的に保障でるほど屋根をきれいに保てないところもあります。市販の逆浸透システムは良質の飲料水を供給します。そして、飲料水として処理するような機械を取り付けたり、また単にボトルの飲料水を買う人もいます。
逆浸透水のプロセッサとVapairesのような新しい技術により、汚水、海からでも限りない量のきれいな水をつくることができます。水をつくることは、ヨットでも海水や電気を飲料に適した水と塩水に変えることができます。
下水
[編集]下水処理は魅力的ではありませんが、公共の衛生のためには必要なことです。多くの病気は不十分な下水処理により伝染します。
基本的なシステムは、腐敗槽と組み合わさったタイル張りのろ過器です。基本の考え方は小さいシステムに本来の下水処理システムを備え付けるということです。腐敗槽の底に沈殿した汚物は部分的に嫌気性の消化によって減らされ、流体ろ過装置で消散させます。ろ過装置はたいていガスが発生する庭の下にあります。腐敗装置は重力によって全体が作用し、上手に管理されれば、当然安全です。腐敗槽はかたまりを除くために定期的にハニーワゴンによって洗浄されなければなりません。腐敗槽の洗浄を怠ると、ろ過装置に負担がかかりあふれてきます。そして地上の水を汚染させます。腐敗槽はまた台所のごみ処理をしないなどの生活スタイルの変化を要します。
しかしながら、腐敗槽は標準的な配管設備を可能にし、ほとんどの生活スタイルの犠牲がないのでよく普及しています。
堆肥やパッキングトイレは経済的で普通のごみ収集サービスの一部として下水を廃棄するので衛生的です。また水の使用を半分に抑えます。しかし、衛生習慣があるため、地域のごみ処理地が必要です。
最新式の家庭下水処理システムは、生物学的処理をします。たいていは栄養剤やバクテリアを除去しグレーウォーターや下水をきれいな水に変えます。実験してみると、それは飲料水の成分に近いです。凍るような気温では植物や養魚は小さな温室に置いておく必要があります。良いシステムとは大きな養魚タンクほどの注意を必要とします。
NASAのバイオアクターは非常に高度な生物学的下水システムです。それは微生物の動作で下水を空気と水に変えることができます。NASAは、人をのせた火星探査ミッションにそれを使用するのを計画しています。
生活下水処理装置の大きな難点は家に人がいなかったら、下水システムがだめになるということです。
最も古い下水処理システムは穴のトイレと、下水道のない便所と、屋外便所です。 これらは多くの発展途上国でまだ使用されています。
雨水管
[編集]排水システムは人間の居住適正と安全で、持続可能な分水界の間の大きな歩み寄りです。舗装されたところや芝生や芝地は雨水が帯水層を再充電するために地面を通りません。水が地面を低い点に向かって流れるとき、近隣に洪水と損害をもたらすでしょう。
通常、入念で資本を必要とする下水管ネットワークは雨水に対処するために設計されています。ビクトリアの時代ロンドンの下水かまたトロントの古い都市の大部分では雨水配管システムは衛生的な下水システムと結合しています。降水量が多いときはパイプの端の下水処理場の負荷は扱うことができないぐらい大きくなり、未処理下水は下水集合タンクの中と地上水に落とされます。
自律した家は多くの方法で降水量を処理することができます。もし透過性のコンクリートの道とつながった庭の湿地帯に水が集中したら、雨水管は近隣から省かれるだろう。これは雨水管を除去することで一家に500ドル以上も節約することができます。その貯蓄を使用する一つの方法として同じ費用でさらなる快適さを得られる大きなものを購入することです。浸透性のあるコンクリートは暖かい気候の中で確立された産物であり、凍るような気候のための発展です。凍るような気候では、雨水管の除去はたいてい湿地帯をつくるための十分な土地を必要とします。この計画は自家所有者にと土地を供給し、庭造りのためにおもしろい地形を提供します。
緑の屋根は降水を捕え、植物を育てるためにその水を使います。
電力
[編集]電力が高くなって以来、環境保護への最初の段階は需要を減らすための家や生活スタイルを建設することです。ノート型パソコンやガス力の冷蔵庫のような蛍光性の光は電力と費用を節約することができます。サンフロスト会社によって生産された一般のものよちも85%以下の電力しか使わない冷蔵庫もあります。太陽熱を利用した屋根を使うことで太陽電池は電力を供給することができます。太陽熱を利用した屋根は改造した太陽電力よりもはるかに費用効果が高いです。それは建物はとにかく屋根が必要だからです。現代の太陽電池はおよそ40年間長持ちし、手ごろな値段です。 太陽の光が足りない多くの地域では風があります。電力を引き起こすために平均的な自主的な家はひとつの小さな直径5 mかそれ以下の風力発電機だけが必要です。30mの高いタワーではこの発電機は曇りの日でも太陽電力を補うほどの十分な電力を供給します。
風力電力のもっとも大きな利点は大きな風力発電機は太陽電池よりも低い費用で電力を供給します。しかし、場所は重要です。太陽電池のための太陽光が足りない場所のように、経済的な発電設備のための十分な風がない場所です。Paul Gipeはアメリカのグレートプレーンズでは10mの発電機でオール電化の家を暖かくしと涼しくするための十分な電力を供給できます。
需要が低かった時代は余分な電力は将来の使用のために電池として貯蔵しておくことができました。しかしながら、電池は数年ごとに取り替える必要があります。多くの地域では電池の支出は電力配線網と電力システムの操作を建物に取り付けることによって削除できることができます。そのような建物は自主的でありませんが、より少ない生活スタイルの犠牲で経済的で環境にやさしいです。電気料金は電力を生産する家に対して料金を支払ったり与えたりしません。配線費用や影響は電力アース回復システムを使うことで減らすことができます。
配線網のアクセスがない地域では電力サイズは広がった霧やほかの省電力の状況で電力を再充電するための発電機を使うことで減らすことができます。予備の発電機はたいていガスで発動し、ときどきディーゼルでも動きます。一時間の充電で一日機能します。
ベアリングの最近の発達で真空状態のはずみ車で電力を安く貯蔵できる日が来るかもしれません。カナダのバラード電力システムのような十分に蓄えられれば「再生力のある燃料電池」を発達させるため機能させることもできます。「再生力のある燃料電池」とは電力が十分に得られた時に水素と酸素を生み出すことのできる機械で、電力が必要なときにこれらを効率的に組み合わせます。
アース電池は地電流と呼ばれるアースの中にある電力の流れを利用します。それは地面のどこでも取り付け可能ですが、低い電力とアンペア数を備え付ける必要があります。これは19世紀に電信機として使われていました。アース電力は電気器具が少しの電気しか使わないようになり、十分に効率的になれば将来また使われることになるでしょう。
暖房装置
[編集]太陽熱で寒い気候でもほとんどの建物を暖めることができます。
現代のクリプトン、アルゴン断熱材窓は構造強度危うくすることなく太陽熱を供給するために通常の外観をしたウインドーです。太陽熱に基本的に必要とするものはウインドーは太陽光の方に面していなければならないということです。そして建物を夜に暖かくするために熱のかたまりを合体させなければなりません。
アースを保護し風よけをすることは建物が必要としている熱を減らしてしまうことにもなります。地球の何フィートか下は、温度が北ダコタの4℃から南フロリダの26℃にまで及びます。風よけは建物から運ばれる熱を減らすのです。
丸い形をした建物も熱を減らします。
ガスの量が少なければ、暖房の灯油は寒い夜でも役に立ち、正確に設計された石板や地下貯水池は必要な熱のかたまりを安く供給します。寒い気候では、建設費用は新しい従来の家よりも15%ほど高くなります。暖かい気候では、凍るほどの寒さは一年に二週間もないので、それほど費用はかかりません。
小さいヒーターは必要とされる熱のかたまりの量と費用大いに抑えることができます。
そして生活スタイルへの影響も減らします。きわめて効率の良い家にするためのシステムは自動湯沸かし器から水を再循環させることで暖房機の温風をつくりだす方法です。
工業用の建物で使われている新しいシステムはガスタービンやスターリング電力発生機の産出で熱や自動湯沸かし器を供給することです。
行政機関の妨害に対抗するためにデザインされた家はたいてい他の暖房機械に関係なく木製ストーブ、ディーゼル燃料、ボトルガスを合体させます。
電気ヒーターや電気ストーブは公害なしで熱を供給できますが、多くの電力を消費します。十分な電力が太陽電池、風力発電機やほかの方法によって供給されれば、電力ヒーターやストーブは実用的なものになります。
水の加熱
[編集]太陽光による水の加熱は広く役に立ちます。それは多くの燃料を節約することができるからです。また、洗濯をしたり、お皿を洗ったり、入浴するといった生活スタイルも少しの変化だけで、大いに効率を上げます。
太陽光による水の加熱システムの基本的な特徴は十分に隔離された汚水槽を使うことです。そのタンクは晴れた日は熱湯でいっぱいです。そしていつでも入手できます。通常のタンクウォーターヒーターとは違って、そのタンクは日光が出ているときだけいっぱいになります。
良い貯蔵はさらに小さな、ハイテクな集電装置をつくります。そのような集電装置は真空絶縁体のような相対技術を使うことができます。そして日光の集中を反射します。
最新の実用的で快適な湯沸しシステムは太陽光加熱システムと温度自動調節のガスの力によるヒーターを流れるものとを組み合わせたものです。よって水の温度は一定でその量は限りがありません。これは自律性の費用のなかで生活スタイルへの影響を減らします。
しかしどの建物でも「自律性」という化石燃料を使うことができます。自然ガスはメタンの消化によって取って代わることができ、人間の排泄物から堆肥を作ることで燃料を供給し、台所の食べ残しや生物ディーゼルである「共通の情報」は電力と油料種子から温水の両方をつくることができます。
涼しさ
[編集]アースシェルターや一年のソーラーシステムは実質的に建物に必要な涼しさを減らします。地面の何フィートか下の温度は北ダコタの4℃から南フロリダの26℃までに及びます。
小さな劇的な改善は可能です。ウィンドーは夏に影をつくります。ひさしは必要な陰をつくるために上に突き出すことができます。これらはまた家の壁を影にし、冷却費用を抑えます。
ほかの特徴は夜に建物の熱のかたまりを冷やすことです。そして昼間に熱のかたまりから建物を冷やすことです。それは暖房機に面する空から涼しい風を送ることができまた、熱のかたまりを通して直接涼しい風を送ることができます。ある晴れた夜には、熱帯地方でも暖房機に面している空は凍るほど涼しいです。
もし円形の建物が空気力学上地面よりも涼しいなら、「ドーム効果」によって涼しくなっているということです。多くの装置がドームによる反射と光が特定の異なる熱を誘導すると言われています。ある人はドームの中と外の8℃ほどの温度の違いを報告しました。バックミンスターフラーは穀物用の貯蔵庫に合わせるようにデザインされた簡単な家とこの効果を発見し、これを使うために彼のダイマクシオンの家とジオデシックドームを改造した。
ディーゼルエンジンの排出する余分な熱で機能する冷蔵庫やエアコンは暖房の熱気送管や太陽光集電装置が正式な使用となります。これらはガス冷蔵庫と同じ原則で使用されます。普通は熱気送管からの熱は「吸収性のある冷却装置」を作動させます。その冷却装置からの冷たい水や塩水は涼しくするためか、または冷蔵スペースとして使用されます。
コジェネレーションは新しい工業用の建物のなかで評判が良いです。最新のコジェネレーションシステムでは、自然ガスで作動する小さなガスタービンやスターリングエンジンは電力をつくりだし、排出は吸収性のある冷蔵装置である水を加熱させます。
トラクターのディーゼルの排出の余分な熱で機能するトラックトレーラー型冷蔵庫はNRGという会社によって紹介されました。NRGは温水還流方式のアンモニアガス熱交換機と蒸発器を開発しました。これらの二つの重要な新しい冷蔵庫で動く余分な熱の工業的には役に立たない成分です。
似たような計画は段階的な蒸発を起こす冷却器によってなされました。空気は除湿するために塩の溶解のスプレーを通して通り過ぎていきます。それから冷やすために水の溶解のスプレーを通ります。それらまた除湿するためにもうひとつの塩の溶解を通ります。塩水は再生されなければなりません。そしてそれは低い温度の太陽熱で経済的に行われなければなりません。多相の蒸発を起こす冷却器は50Fまでの低い温度で再生することができ、湿度を調整することができます。もし塩水の再生器が高温で使われたら、部分的に空気を殺菌することもできます。
もし十分な電力が利用できるなら、冷却はヒートポンプを使った従来のエアコンを備え付ける場合もあります。
食べ物
[編集]食べ物の生産はたいてい安全性を与えるために歴史的な自主的なプロジェクトに含まれてきました。上手で徹底的した造園なら15平方メートルほどの小さな土地で大人を養うことができます。ある証明された徹底的で、少ない労働でできる食料生産システムは水栽培と森林造園です。
伝達
[編集]電話やネットワークサービスはたいてい購入します。
増加しているものは無料かまたはとても安くウェブやメールサービスを提供しています。ネットワークサービスは協力的な近隣や家族の機械としてルーターを作動させること与えられます。
田舎の電力配線網は「光学のフェーズケーブル」で配線工事し、鋼鉄装甲のワイヤーは繊維を含んだスティールチューブと取って代わることができます。
衛星インターネットサービスは離れた場所からハイスピードで接続可能ですが2002からこれらのサービスのほとんどがネットワークハードウェアと操作システムに制限がかけられました。
資金調達
[編集]もし経済のシステムについて考えるなら、本当の光熱費の数字で管理しなさい。ほとんどの光熱費は大量に生み出された田舎のシステムの償却した値段の5-10%以下の値段です。しかしながら、多くの人は税引き後の収入から光熱費を払い、そのために最も質素な家の光熱費が課税対象になっていない価格を生み出しことで15-45%以上の値段を払うことになります。
その地域が原子力かまたは水力発電がない限り、新しい建設ではたいていその熱と光をつくる余裕があります。
アメリカの最も寒い地域では新しい建設のなかでソーラーシステムは普通の建設のものよりも15%しかかかりません。温暖な地域では、それは無料で、したがってすばらしい割引き値ということになります。ソーラーシステムを備え付けたい家はたいてい15-20%の割増金が必要になります。
南カリフォルニアでは、新しい太陽電池屋根がすでに光熱費よりも安い電力で取り付けられており、そのような電力の償却した費用は光熱費よりも安いです。最も質素な地域では30mあるタワーの10mの風力発電機は新築の家の費用の10%かそれ以下の値段でオール電化の家が管理できます。
下水や水道は最低限の費用です。その土地の健康規制は問題があるかもしれません。そして水道や下水サービスはたいてい安いです。水道と下水システムはまたさえない費用で、生活スタイルと機械の確実性の問題もあります。地下水中毒や高い光熱費は装置に刺激をあたえます。
雨水管を掘る代わりに低地を購入している田舎や郊外の地域ではさらに貴重なまた、すばらしい建物を建てています。