Пассивный дом – технология будущего

"Пассивный дом"- понятие комплексное

Понятие пассивный дом для многих не вполне понятное словосочетание. Особенно для обывателей, не имеющих к строительным технологиям непосредственного отношения. Сбивает с толку и то, что в различной литературе называют его по-разному. Один и тот же объект могут назвать и «пассивный дом», и «энергоэффективный дом», и «энергосберегающий». На самом деле как учит нас классическая арифметика – от перестановки слагаемых сумма не меняется. Как бы дом не называли, суть сводится к тому, что в доме применяются технологии, позволяющие максимально эффективно использовать тепло, возникающее по естественным причинам, и по возможности не использовать искусственные энергоемкие источники тепла и энергии.

Традиционно как загородный, так и многоквартирный дома принято обогревать в холодное время года. Для этого используется огромное количество технологий – начиная от русской печки, и заканчивая солнечными коллекторами и пьезоэлементами. Однако в любом обитаемом доме и без того достаточно источников тепла, которое в большинстве случаев используется нерационально.



Где берется тепло в пассивном доме:

- Тепло вырабатывается в результате работы бытовой техники (телевизоры, стиральные машины, не говоря уже об электроплитах и фенах).
- Тепло излучается самими обитателями дома. Взрослый человек – объект массой 50-100 кг имеющий температуру 36-37 градусов.
- Тепло распространяется от труб горячего водоснабжения, от ламп накаливания.
- Тепло проникает в помещения вместе с солнечным светом и нагревает в доме обращенные к солнцу поверхности.

Технологии превращающие обычный дом в пассивный бывают различными, но в конечном счете все сводятся к тому, чтобы не дать возможности выработанному теплу покинуть дом. Отток тепла происходит ввиду высокой теплопроводности стен, оттока нагретого воздуха через вентиляцию, не плотно прикрытые окна и двери, и так далее.

Тепло внутри пассивного дома обычно сохраняют благодаря строительным материалам, обладающим высокой теплоизоляционной способностью и герметичностью. Отопление, охлаждение, вентиляция, а так же горячее водоснабжение в пассивном доме, как правило, обеспечивается альтернативными источниками энергии. Это тепло или холод земли, тепло солнца, и даже энергия ветра. Достигается это за счет установок для получения возобновляемой энергии, а именно:

- тепловых насосов;
- солнечных батарей;
- солнечных коллекторов;
- теплообменников в грунте.

Энергопотребление в пассивном доме может быть всего 10-12% по сравнению с энергопотреблением обычного дома. В идеале он должен вообще быть полностью независимой энергосистемой. Так сегодня Европейский стандарт для пассивного дома предусматривает потребление энергии на отопление в пределах 15 кВт·ч/год на квадратный метр здания.

Иначе говоря, дом не будет нуждаться в дорогом отоплении и, несмотря на это, в нем будет тепло и уютно.

Технологические решения для пассивного дома

Путей решения, в результате которых дом становится энергосберегающим, достаточно много. Применяться они могут как индивидуально, так и в различной комбинации, и путей для технического творчества здесь более чем достаточно. В ряде случаев в пассивном доме устанавливается так называемая «комфортная» вентиляция, при которой каждое помещение снабжается свежим воздухом автоматически. За счет этого сокращаются те потери тепла, которые обычно возникают при проветривании комнаты.Вентиляция в энергосберегающем доме осуществятся за счёт естественного движения воздуха. При этом важно, что воздух поступает в помещение через специальные воздухозаборники в оконных блоках и удаляется вентиляционными системами, расположенными обычно в кухнях и санузлах.

Система подготовки наружного воздуха для пассивного дома обычно включает специальные, находящиеся в толще земли специальные теплообменные элементы – «просеиватели». Проходя через эти устройства, наружный воздух охлаждается летом и в определенной мере подогревается зимой. Этот процесс не только экономит тепловую энергию в пассивном доме, но и предотвращает замерзание рекуператора.

Теплообменники позволяют возвратить тепло в дом. Иногда до 94% тепла, которое обычно теряется с уходящим воздухом. Важно, что современные вентиляционные устройства для пассивного дома оборудованы энергосберегающими электромоторами, которые потребляют в год не более 2 кВт/м2 жилой площади. Когда температура наружного воздуха становится достаточно высокой, например, летом – рекуперация прекращается.

Тепло в пассивном доме может также аккумулироваться специальными стеклопакетами и светозащитными жалюзи. В глобальную схему теплообмена пассивного здания, как правило, включаются солнечные коллекторы и геотермальная установка.

Используются также и чисто архитектурные приемы. Например, расчет скатов кровли учитывает широту места строительства, а так же угол падения солнечных лучей в различное время года. Направление скатов крыши так ориентируются на стороны света, чтобы размещенные на крыше солнечные батареи и коллекторы были направлены на юг. Применяются так же оригинальные планировочные решения. Например, обустраиваются вспомогательные «буферные» помещения, которые защищают жилые помещения от северного ветра и перегрева с юга и запада. Более просторные и высокие жилые помещения ориентируются на солнечную сторону.

Коробка пассивного дома может быть изолирована от внешнего воздействия по всему периметру минеральной ватой или пенополистиролом или утеплителем типа «пеностекло». Причем эта оболочка во избежание образования мостиков холода не пробивается стропилами и панелями балконов, равно как и другими конструктивными элементами. Стены, которые нагреваются зимой от солнечного тепла, окрашиваются в темные тона, что обеспечивает лучшее теплопоглощение. При строительстве пассивного дома может применяться технология термодома.

Часто обогрев и охлаждение дома осуществляется с помощью «теплового насоса». Для этого обычно бурится 2-6 скважин на глубину 80-100 м. По периметру прокладывается земляной контур.
Тепловой насос оборудование недешевое

В ряде проектов пассивных домов наряду с воздушным отоплением предусматривается радиационное и конвективное отопление. Осуществляться оно может различными отопительными приборами. При этом регулирование температуры, как правило, осуществляется термостатами. Ванные, туалеты, кухни, кладовые и другие нежилые помещения могут обогреваться так же отопительными панелями или системой «теплый пол». Однако даже минимальные расходы на обогрев всё же требуют наличия резервного, как правило, внешнего источника энергии. Автономная система теплоснабжения в этом случае предусматривает использование солнечных батарей. От этих приборов можно получить до 60-70% электроэнергии необходимой для нагрева воды в отопительной системе. Остальное количество обеспечивается внутренними теплогенераторами пассивного дома. Они могут быть электрическими, газовыми, жидко- или твердотопливными, которые будут включаться при явном недостатке солнечной энергии.

Пассивный дом в Европе

Проблема экономии энергии возникла не на пустом месте. И как водится, рачительные капиталисты задумались над экономией тепла и электричества намного раньше. По статистике наибольшая часть вырабатываемой в мире энергии тратится на отопление сооружений. Жилые здания потребляют 40% всей вырабатываемой энергии, из которых 66% идет либо на отопление, либо на охлаждение зданий.

Концепция пассивного дома, была разработана еще в конце 80-х годов прошлого века архитектором из Германии Вольфгангом Фейстом. Расход тепловой энергии в таком доме составлял менее 10% по сравнению с энергозатратами для обычного жилища. Нетрудно догадаться, что первый пассивный дом, построенный по такой технологии, вызвал у многих иронические насмешки. Однако уже через десять лет таких домов в Германии и других странах Европы стало более 2000 при сохраняющейся тенденции к ежегодному удвоению их количества. В результате довольно хорошо уже отработанной технологии строительства пассивного дома. Сегодня в Европе затраты на отепление дома составляют в среднем 5 евро на квадратный метр в год. При этом 1 евро потраченный на теплоизоляцию на протяжении 10 лет приносит 7 евро экономии.

Для примера, в Германии до 1984 года действовал стандарт, согласно которому на отопление дома полагалось тратить в год не более 200 кВт энергии на квадратный метр в год. Примерно такое количество энергии дает сжигание примерно 20 л дизельного топлива. В том же году это значение было снижено до значения в 150, а в 1995 г. вообще до 80 кВт/м2. В домах, где концепцию энергопотребления, регулируют действующие сегодня правила EV в настоящее время предусматривается потребление не более 70 кВт/ч, что эквивалентно 7 м3 природного газа на 1 м2 жилого помещения. В то время стандартный кирпичный дом в Германии или Франции потребляет в год до 300 кВт/ч на квадратный метр.

В Соединенных Штатахзаконом предусмотрено, что потребление энергии на обогрев дома не должно превышать 1 BTU на квадратный фут площади. Не отстают и в Европе. В большинстве стран ЕС стандарт для пассивного дома предусматривает потребление энергии на отопление дома не более 15 кВт/ч в год на квадратный метр здания. В северных странах (Великобритании, Швеции, Скандинавии) современный пассивный дом должен потреблять на 75-80 % меньше энергии, чем дом обычный. В Испании с весны 2007 года все новые домадолжны быть оборудованы солнечными водонагревателями с таким расчетом,чтобы обеспечить от 30% до 70% потребности в горячей воде. Определяется эта величина в зависимости от расположения дома и ожидаемого потребления воды. Нежилые здания, например, торговые центры, госпитали, офисы должны иметь в своем арсенале фотоэлектрическое оборудование. Увы, пока в Украине противопоставить нечего. Эффективность использования энергоресурсов в нашей стране в 2,7 раза ниже, чем в развитых странах.

По мнению директора Ассоциации энергоэффективных городов Украины Анатолия Копца:

Изменение ситуации с энергосбережением в Украине должно быть оптимизировано в кратчайшие сроки. На то есть две причины:
1- население планеты стремительно растет;

2- рост энергопотребления невозобновляемых ископаемых, которые сегодня выступают основным источником энергии. Для сохранения экологии в Украине необходимо сокращать энергопотребление на 80% в сельской местности, а в городах на 50-60%, как в индустриально развитых странах станах Европы.

Пассивный дом у нас

В то же время несмотря на неоспоримые преимущества строительство пассивных домов в Беларуси пока достаточно ограничено. И это несмотря на то, что владельцы пассивных домов тратят на энергоносители почти на 15-20% меньше, чем владельцы обычных каменных домов. При этом срок окупаемости пассивного дома за счет экономии энергии составляет 7-8 лет.

Кандидат технических наук Анатолий Франевский (НИИСК) утверждает:

В Беларуси порядка 25% населения живут в частных домах. Поэтому разработка программы изменения теплоизоляционных характеристик жилищного фонда была бы крайне полезна. Это не только сэкономило бы личные средства владельцев частной недвижимости, но и сделало бы страну менее зависимой от закупок энергоносителей за рубежом, что в целом положительно бы сказалось на всей экономике.

В компаниях, которые занимаются строительством пассивных домов, утверждают, что стоимость постройки энергоэффективного дома на данный момент примерно на 10-14 % больше тех же показателей для обычного дома. По расчетам специалистов Белорусского института НИПТИС, в случае строительства нового 1 м2 пассивного дома расходов будет больше лишь на 3-5%. Экономия при этом может заключаться в отсутствии расходов на прокладку внутри здания труб отопления. Так же не понадобятся индивидуальные котельные, ёмкости для хранения топлива и т. д. Однако как показывает практика, реальная разница в стоимости с учетом стоимости работ составляет 20-25%. А это уже немало, когда речь идет о единовременном вложении средств на строительство.

Ощущается и недостаток строительных организаций, имеющих сертификацию и достаточный опыт для строительства пассивного дома, что в свою очередь снижает степень доверия заказчиков. Широкому распространению пассивных домов в нашей стране препятствует отсутствие собственного производства необходимых комплектующих, например, специальных окон и высокоэффективных утеплителей. Эти материалы приходится импортировать, что сказывается на конечной стоимости. Тепловые насосы и солнечные коллекторы требуют в процессе эксплуатации технического обслуживания. Существуют также чисто психологические факторы. Например, привычка проветривать помещения, открывая окна, и резко снижает экономию тепла.