Пассивный дом представляет собой стандарт энергоэффективности в строительстве, который позволяет экономно и экологически чисто, причиняя минимум вреда окружающей среде, поддерживать комфортность проживания. Потребление им тепловой энергии настолько мало, что или отпадает необходимость в установке отдельной отопительной системы, или её мощность и размеры невелики.
Стандарт энергоэффективности
Расход энергии для нужд отопления такого дома за год не превышает 15 киловатт-часов на единицу площади. Расход энергии для нужд отопления, горячего водоснабжения и электроснабжения энергоэффективного дома не превышает 120 киловатт-часов на единицу площади.
Если сравнить показатели потребления энергии на отопление в ФРГ, которые регулируются постановлениями по тепловой защите и энергосбережению 2002 года (WSchVO и EnEV 2002), то просматривается прямая тенденция к его уменьшению на нужды отопления строений. Недавним постановлением EnEV, регламентирующим тепловую защиту в ФРГ, установлена норма годового расхода энергии на отопление новых и санируемых домов от 30 до 70 киловатт-часов на единицу площади.
Пассивный дом в 2021 году. Его основные принципы и характеристики.
Для сравнения, в Российской Федерации установлена норма годового расхода энергии на отопление для Москвы от 95 до 195 киловатт-часов на единицу площади. Фактический расход многократно превышает данные нормы.
Преимущество энергосберегающих домов
Экодом обладает следующими преимуществами:
- Комфортность. Её обеспечивает постоянно поддерживающая приятный микроклимат, чистоту и свежесть воздуха особая инженерная система. Пассивный дом при этом приобретает сбалансировать температуры помещений.
- Энергосбережение. Если сравнивать обычное здание и дом пассивный, то последний отличается более чем десятикратным сокращением теплопотребления на отопительные нужды.
- Польза здоровью. Когда дом пассивный, на протяжении всего года все жилые помещения постоянно снабжаются свежим воздухом, нет сквозняков, повышенной влажности и отсутствует плесень.
- Экономичность. Если дом пассивный, то затраты на эксплуатацию его энергоснабжения остаются на низком уровне даже при росте стоимости энергии.
- Забота об окружающей среде. Когда дом пассивный, применение энергоэффективных технологий повышает уровень защиты окружающей среды.
Энергетический баланс
Одной из характеристик энергоэффективного дома является энергетическая сбалансированность между вентиляционной либо трансмиссионной потерей тепла и его поступлением с солнечной энергией, внутренними источниками тепла и отоплением. Для баланса крайне важны такие составляющие, как оптимальная теплоизоляция отапливаемого объёма, компактность здания, пассивное использование поступлений тепла от солнечного излучения путём ориентирования большинства окон (до 2/5 площади фасада) на юг с допустимым отклонением в 30° и благодаря отсутствию затенения. Нелишним также будет использование бытовой техники с высоким уровнем энергоэффективности. Предполагается также нагрев воды с использованием теплового насоса или солнечного коллектора, пассивный подогрев воздуха грунтовым теплообменником. По сути, идеальный пассивный дом – дом-термос без отопления.
Уникальные технологии пассивного дома //FORUMHOUSE
Пассивный дом: технологии
Как же достигается такой результат? Стандарт пассивного дома предполагает работу в пяти направлениях:
- Теплоизоляция. Изоляция внешних участков, особенно угловых, стыковых и переходных соединений и пересечений должна быть такой, чтобы коэффициент теплопередачи был меньше 0,15 Вт/м 2 ·K.
- Отсутствие тепловых мостов. Желательно избегать включений, проводящих тепло. Специальная программа расчёта температурного поля позволит выявить и грамотно проанализировать неблагополучные места конструкций ограждения зданий с последующей их оптимизацией.
- Сертифицированные для пассивного экодома эффективные окна. Двойные низкоэмиссионные стеклопакеты, заполненные инертным газом, оптимальны для таких домов. Квалифицированная установка оконных конструкций.
- Механическая вентиляция с рекуперацией тепла (не ниже 75%) и герметичная внутренняя оболочка. Определение и устранение мест утечек обеспечивается проведением автоматизированных испытаний по воздухопроницаемости зданий. Комфортная вентиляция, управляемая пользователем. Установка земляного теплообменника.
Становление в России
В Европе строительный стандарт пассивного дома применяется массово, а в Российской Федерации проектирование и постройка энергосберегающих зданий лишь на стадии становления.
Домов, отвечающих требованиям стандарта энергоэффективности, здесь пока нет, однако уже есть строения, близкие к данному стандарту. Они воплощают в себе принципы, элементы, методики расчёта энергоэффективного дома.
Также, применительно к Российской Федерации, создана классификация строений по эффективности потребления энергии:
- пассивный дом – отопление потребляет менее 15, общий расход энергии за год – не больше 120 киловатт-часов на единицу плошади;
- дом со сверхнизким потреблением – годовой расход энергии на нужды отопления — 16–35, а общий расход энергии за год – менее 180 киловатт-часов на единицу площади;
- дом с низким потреблением энергии – строение с годовым расходом энергии на отопительные нужды — 36–50, а общим годовым расходом энергии – менее 260 киловатт-часов на единицу площади.
История развития
Середина 90-х годов двадцатого века ознаменовалась основанием в Дармштадте, ФРГ, товарищества «Пассивный дом». Архитекторы Вестермауер и Ботт-Риддер под руководством Вольфганга Файста спроектировали четырёхквартирный дом, прототипом которого стали все последующие энергосберегающие дома. Пассивный дом был построен в 1991 году при участии правительства Гессена. Годовое потребление здания на нужды отопления – менее 1 литра топлива на единицу площади.
Особенности конструкции
Проектирование пассивного дома завершилось следующими конструкторскими решениями.
Наружные стены из силикатного кирпича толщиной 175 мм утеплены слоем пенополистирола толщиной 275 мм, внутри отделаны гипсовой штукатуркой толщиной 15 мм и трёхслойными обоями с последующей покраской.
Кровля покрыта гумусом, фильтрующим слоем, ДСП толщиной 50 мм, укреплена деревянными балками, изолирована полиэтиленовой плёнкой, утеплена слоем минеральной ваты толщиной 445 мм, отделана гипсокартоном и трёхслойными обоями с последующей покраской.
Перекрытие подвала, 160 мм железобетона, утеплено 250 мм пенополистирольных плит, 40 мм звукоизоляции, 50 мм цементной стяжки и до 15 мм паркета.
Окна с тремя стёклами, двусторонним низкоэмиссионным покрытием, заполненными криптоном камерами. Деревянные рамы с пенополиуретановой теплоизоляцией.
Рекуперация тепла реализована противоточным теплообменником в подвале дома. Впервые были применены двигатели постоянного тока с электронным переключением.
Горячее водоснабжение обеспечено плоскими вакуумными коллекторами площадью 5,3 кв. метра на квартиру (обеспечивают 66% потребности ГВС) и компактным настенным конденсационным котлом на природном газе. Трубопроводы системы ГВС проложены в теплоизоляционном слое и хорошо изолированы.
Контрольные замеры
По завершении постройки и сдачи здания были сделаны контрольные замеры расхода воздуха, тест давлением, круглосуточные замеры температуры и энергопотребления. Они подтвердили достижение поставленной цели.
Годовое потребление тепловой энергии на нужды отопления в 1991–1992 годах равнялось 19,8 киловатт-часам на единицу площади, что составило 8% потребления квартир обычного жилья. В 1992–1993 годах годовое потребление снизилось до 11,8 киловатт-часов на единицу площади (5,5% от потребления квартир, взятых для сравнения). Позже потребление снизилось до менее чем 10 киловатт-часов на единицу площади в год.
Показатели оказались настолько малы, что специалисты их долго неверно интерпретировали. Значительного снижения затрат энергии, составившего 90%, удалось достигнуть благодаря использованию высокоэффективной бытовой техники.
Немецкий опыт был заимствован финскими архитекторами и архитекторами из других стран Европы. С того времени в мире построено более 40 тысяч пассивных экодомов.
Пассивный дом: строительство в России
В Российской Федерации в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и Екатеринбурге реализуется или уже построено несколько объектов с применением основных стандартов, по которым строятся пассивные дома. Проекты некоторых из них будут рассмотрены далее.
Проект в Московской области
Среди проектов индивидуальных строений с низким потреблением энергии можно выделить «Активный дом» в Московской области, теплоснабжение которого также пассивно.
Активные дома представляют собой строение с разным уровнем энергетической эффективности, но с большим комфортом, достигаемым с помощью автоматического управления микроклиматом дома системой «умный дом», использованием возобновляемых источников энергии и его экологической чистоты.
Проект был завершён в 2011 году. Представляет собой рассчитанное на 5 жителей строение площадью 229 квадратных метров, двумя этажами, каркасом из дерева, изолированным плитами из минваты ISOVER, мансардными окнами VELUX, толщиной внешних конструкций ограждения 550–650 мм, сопротивлением теплопередачи кровли и стен 12, пола 14 (м 2 ·°C)/Вт. Кратность воздухообмена — 0,4 раза в час. Расход энергии только на отопление за год составляет 38, а весь расход энергии – 110 киловатт-часов на единицу площади в год.
Проект в Нижнем Новгороде
Другим примером проекта со сверхнизким потреблением тепла для нужд отопления является экодом вблизи Нижнего Новгорода, завершённый в 2012 году.
Двухэтажное строение площадью 141 кв. метр, рассчитанное на четверых человек, представляет собой конструкцию в виде деревянного каркаса, изолированную плитами из минеральной ваты ISOVER, с оконным профилем REHAU GENEO, тремя стёклами, сопротивлением тепловой передаче стен 8,7, кровли 12,8, пола 8,9 м 2 ·°C/Вт. Применена вентиляционная установка Zehnder с коэффициентом полезного действия рекуперации 84% и кратностью воздухообмена 0,3 раза в час. Годовой расход энергии на нужды отопления составляет 33 киловатт-часа на единицу площади.
Некачественное жильё – враг энергоэффективности
С самого начала идея пассивного экодома предполагала то, что стоимость таких домов будет равной или немного дороже стоимости обычных. Смысл идеи заключался в дешевизне такого строительства, оптимальном соотношении цены–качества и быстрой окупаемости расходов.
Главной целью и проблемой является уравнивание стоимости постройки таких сооружений в Российской Федерации и постройки обычных домов. Смещение энергоэффективного дома из элитного в массовый сектор быстро не произойдёт. Это потребует, помимо обучения архитекторов, также и наличия необходимого уровня квалификации строителей, применения стройматериалов высокого качества и технологического уровня, оборудования и материалов с особыми характеристиками.
Массовый строительный сектор России предпочитает сокращать стоимость жилья за счёт применения стройматериалов невысокого качества и эксплуатации малоквалифицированной рабочей силы. До тех пор, пока такие предпочтения остаются, переход к высокотехнологичному энергоэффективному строительству массового жилья выглядит нереальным.
Перспективы в России
Планируемое снижение норм потребления энергии на 40% к 2020 году призвано переломить ситуацию в пользу технологий энергосбережения. Норма сопротивления теплопередаче повысится с 0,52 до 0,8 м 2 ·°C/Вт, а после – до 1,0. Использование рекуперации в системах вентиляции будет обязательным. В данное время важно адаптировать и внедрить зарубежный опыт.
К 2020 году ожидается строительство многих десятков пассивных домов. К тому времени уже будут созданы необходимые условия: банки разработают систему льготного кредитования, проектировщики, девелоперы и строители освоят новые технологии. Это позволит сформировать рынок и устойчивый спрос потребителей.
Источник: fb.ru
Энергосберегающие методы строительства домов и коттеджей на сайте Недвио
Пассивный дом — это здание, которое не нуждается в классическом отоплении благодаря хорошей теплоизоляции и продуманной вентиляции. Основная потребность тепла покрывается альтернативными источниками, такими как солнечное облучение, отходящее тепло людей и технических устройств. Другими словами, энергопассивные дома — это очень технологичные и энергонезависимые сооружения, в которых ничтожно малы расходы на отопление.
Идеальный пассивный дом должен быть абсолютно автономным, и он должен иметь энергосистему, позволяющую максимально эффективно использовать тепло возникающее по естественным причинам, не используя искусственных энергоемких источников.
К сожалению большинство застройщиков из-за больших начальных затрат не нацелены на снижение будущих расходов на эксплуатацию здания. Но тенденция энергоэффективности и экологичности в строительстве все же постепенно распространяется. Естественно все новое вызывает недоверие и зачастую отторжение. Поэтому основной целью данного обзора является детальное изучение пассивного дома, выделение всех его технологических особенностей и достоинств.
Конструкция пассивного дома
Конструктивно пассивный дом — это обычный дом. Он имеет традиционный фундамент, стены, перекрытия и крышу. Но, принципиальное отличие заключается в подходе, удалении внимания на каждом элементе и использовании инновационных материалов и инженерных систем.
Основное внимание в энергоэффективных домах уделяется высокому уровню герметичности ограждающих конструкций и их усиленной теплоизоляции. Рассмотрим эти мероприятия более подробно:
- Герметичность предотвращает неконтролируемый воздухообмен, что предотвращает бессмысленное растрачивание тепловой энергии. Данный подход к конструктивным элементам позволяет снизить теплопотери в 20 раз по сравнению с обычным домом. Это подтверждается тепловизионным исследованием, которое показывает однородное распределение тепловых полей и повсеместное прогревание конструктивных элементов.
- Для минимизации влияния мостиков холода в узловых соединениях используются термовкладыши. Их монтаж должен производится с тщательным контролем герметичности. Отсутствие герметичности на холодных участках с термовкладышами может привести к обильному конденсату и последующему повреждению строительных конструкций.
- Для сохранения тепла внутри здания посредством утепления проектируются два наслоения теплоизоляции – внешнее и внутреннее. Такой прием позволяют одновременно не выпускать тепло из дома и не впускать холодный поток воздуха в помещения. Также внешняя теплоизоляция качественно устраняет мостики холода в ограждающих конструкциях дома.
- Окна в пассивном доме чаще всего состоят из стеклопакетов с двумя-тремя камерами, заполненные газами с низкой теплопроводностью (аргон, криптон).
- Говоря об инсоляции, важно учитывать, что подавляющее большинство окон должны быть обращены на юг для лучшего притока света и энергии. Это правило предполагает использование энергоэффективного архитектурно-планировочного решения, включающего в себя: правильную ориентацию по сторонам света и розе ветров; выбор энергоэффективной формы строения; энергетически правильное расположение буферных зон.
- Теплоизоляция кровли выполняется из эффективных утеплителей толщиной более 300 мм.
- В пассивном доме фундамент представляет собой «тепловой колокол», вокруг которого создается тепловое поле, а специальная пленка, заложенная в основание, защищает от грунтового радона.
Конструкция пассивного дома
Выделяя конструктивные особенности энергосберегающего дома, можно отметить, что одна из основ технологии — это максимальная теплоизоляция и герметичность.
Технология пассивного энергосбережения
Мы уже выделили, что теплоизолированная конструкция — это одна из технологий пассивного дома. Для достижения полного эффекта она должна быть дополнена рядом инженерных решений по аккумуляции тепла, использованию энергии солнца и тепла, приточно-вытяжной вентиляции с очисткой впускаемого воздуха и рекуперацией тепла.
Обязательными элементами технологического обеспечения пассивного дома являются:
- Приточно-вытяжная механическая вентиляции с рекуперацией тепла и системой подземных воздуховодов.
- Система отопление дома.
Вентиляция с системой рекуперации – это вентиляция, которая использует теплообменник для нагрева входящего воздуха за счет тепловой энергии исходящего воздуха или грунта.
Комплексная система отопления, вентиляции и кондиционирования по сравнению с конвекционным способом отопления экономно расходует ресурсы. Однако не всегда такая система применима. В регионах с очень высокими или очень низкими температурами, либо там, где часто происходят температурные перепады остается актуальным традиционное отопление и охлаждение.
Уникальность такой пассивной системы заключается в том, что при проектировании и строительстве не нужно ориентироваться на доступность газовых сетей и теплоцентралей. Для пассивного дома нужна только вода (централизованная или скважина) и электроэнергия. Причем линии с мощностью 10 кВт будет вполне достаточно для приготовления пищи, отопления, кондиционирования, вентиляции, снабжения горячей и холодной водой. Важно отметить, что в экстренных ситуациях (отключение электроэнергии) пассивный дом остывает на 1 °С в сутки при температуре наружного воздуха -15°С. Это достигается аккумулированием тепла посредством усиленного утепления стен и перекрытий.
Технология пассивного дома
Повысить энергобезопасность пассивного дома можно дополнив инженерное оборудование традиционными печами, тепловым насосом, солнечным коллектором для подогрева воды, солнечными батареями, ветроэлектростанцией.
Источники электроэнергии
В энергосберегающем доме необходимо максимально экономно использовать электроэнергию. Желательно ее получать из возобновляемых источников. Сейчас реализована масса технологий для этого.
Ветрогенератор
Лопасти ветряка приводятся в движение силой ветра. Это заставляется ротор вращать генератор электроэнергии. Генератором вырабатывается нестабильный переменный ток, который в контроллере выпрямляется. Там осуществляется зарядка аккумуляторов, которые подключены к инверторам. Постоянное напряжение преобразуется в переменное, которое уже использует потребитель.
Ветряки могут иметь вертикальную или горизонтальную ось вращения. Они способны при разовых затратах надолго решить вопросы энергонезависимости.
Солнечная батарея
Применение солнечного света для получения электроэнергии становится все более распространенным. Солнечная батарея имеет довольно простой принцип работы: для преобразования в электричество солнечного света применяется p-n переход. Солнечная энергия провоцирует направленное движение электродов.
Количество получаемой электроэнергии напрямую зависит от уровня освещенности. Сейчас наибольшую популярность имеют различные модификации кремниевых солнечных батарей. Альтернативой для них стали новые пленочные полимерные батареи, которые только начинают развиваться.
Экономия электроэнергии
Необходимо с умом расходовать полученное электричество. Для этого успешно применяются такие решения:
- Использование светодиодных ламп. Они в 10 раз экономнее обычных лампочек накаливания и в 2 раза экономнее люминесцентных.
- Применение датчиков присутствия. Важно, чтобы зря не горел свет в комнатах. Подобная умная система существенно экономит электроэнергию.
- Использование техники энергосберегающих классов А, А+, А++ и другие. Пусть она изначально немного дороже, чем изделия с более высоким показателем энергопотребления, но на длительной дистанции экономия будет значительной.
- Если электричество используется для отопления, то лучше заменить обычные радиаторы на более совершенные системы. Существуют тепловые панели, способные в 2 раза меньше расходовать электроэнергию, чем традиционные системы.
Теплоизоляция дома
Технология пассивного домостроения при теплоизоляции дает возможность комбинировать различные материалы в сочетании с системой вентиляции и архитектурными приемами (расчет скатов кровли, позиционирование на участке).
Учитывая множественность реализации благодаря широкому выбору современных материалов, стоит все же четко понимать, что отличия пассивной технологии от зданий традиционной застройки существуют. И они выражены, как отмечалось ранее, более высокой герметичностью и мощной теплоизоляцией пассивного дома.
Стены энергоэффективных зданий, как пример, могут быть выполнены из ячеистых блоков, толщиной 400 мм, утепленных снаружи минераловатными или пенополистирольными плитами толщиной более 200 мм. При этом стоит отметить, что противоречивый вопрос «дышащих стен» для рассматриваемой технологии можно смело опустить. Все излишки влаги должны выводится посредством сбалансированной системы вентиляции.
Для наглядности сравним коэффициенты теплопередачи у обычного и пассивного дома:
| Обычный дом | Пассивный дом |
| Крыша: U = 0,15 — 0,25; R = 3,8 — 4,2 | Крыша: U ≤ 0,15; R ≥ 6,7 |
| Окна: U = 1,6; R = 0,63 | Окна: U ≤ 0,8; R ≥ 1,25 |
| Стены: U = 0,2 — 0,3; R = 3,5 — 5,0 | Стены: U ≤ 0,15; R ≥ 6,67 |
| Фундамент: U = 0,3 — 0,35; R = 2,86 — 3,3 | Фундамент: U ≤ 0,15; R ≥ 6,67 |
| Коэффициент теплопередачи U (Вт/(м² × K)) показывает, какое количество тепловой энергии (Вт × с) проходит через один квадратный метр поверхности однородной ограждающей конструкции за 1 секунду при заданной разности внешней и внутренней температур в 1 K. Коэффициент теплопередачи показывает, насколько хорошо элемент конструкции (крыша, стена, пол) проводит тепло. Чем ниже этот показатель, тем хуже пропускается тепло и тем лучше теплоизоляция. | |
| Сопротивление теплопередаче R ((м² × K)/Вт) представляет собой величину, обратную коэффициенту теплопередачи U, и описывает, насколько хорошо конкретный материал сопротивляется передаче тепла. Чем выше сопротивление теплопередаче, тем лучше теплоизоляция. | |
Высокий уровень теплоизоляции не только сокращает потребности пассивного дома в энергии, но и способствует поддержанию повышенной температуры внутренних поверхностей в помещении зимой, и пониженной температуры – летом. В пассивном доме повышается тепловой комфорт и устанавливается приятный равномерный климат внутри помещения.
Экологичное напольное покрытие
Бетонный пол
Говоря о напольном покрытии из бамбука, не сразу можно догадаться, что это имеет прямое отношение к экологии. Бамбук – это весьма прочный природный материал, который устойчив к воздействию влаги.
Но чтобы по-настоящему стать приверженцем экологических подходов и сберечь дерево, можно остановить свой выбор на композиционных материалах, изготовленных на основе использования вторичного сырья. В их основе лежит переработанный пластик. Поверхность, выполненная из композиционных материалов, выглядит естественно и подходит как для внутренних, так и для наружных работ. Чтобы уверенно двигаться по пути экологизации и сохранить природу, можно использовать бетон в качестве напольного покрытия.
Окна как элемент пассивного энергосбережения
Коэффициент теплопередачи теплых окон для пассивных домов, как правило, не превышает 0,75 — 0,8 Вт/(м² × K). В их конструкции используются 2 или 3 камерные стеклопакеты, заполненные низкотеплопроводным аргоном или криптоном.
Так как в пассивном доме проветривание помещений не требуется, соответственно и конструкция окон, если это необходимо, может не предусматривать функции проветривания. При проектировании также важно учесть возможные размеры окон в зависимости от их ориентирования. Оконные конструкции, выходящие на юг, могут быть больше, чем те, что ориентированные на север. При монтаже окон в проемы необходимо добиться максимальной герметичности и утепления примыканий.
За счет специального покрытия на стеклах окна в пассивном доме работают как солнечные аккумуляторы. Данное покрытие пропускает коротковолновые солнечные лучи, и служит защитой от инфракрасных длинноволновых лучей, обеспечивая, таким образом, оптимальное накопление солнечного тепла.
Используемые строительные материалы
Для строительства пассивного дома могут применяться самые различные материалы. Здесь и дерево, и кирпич, и газобетон.
Большое внимание уделяется не самим конструкционным материалам, а различным утеплителям и изоляторам. Именно от качества последних будет зависеть успех всего мероприятия.
Дом необходимо не только утеплить, чтобы удержать внутри накопленное тепло, но и герметизировать. Именно с этим пунктом чаще всего и возникают проблемы.
Самыми уязвимыми местами считаются стыки конструкций: углы, места примыкания стен к полу, стен к потолку, оконные и дверные проемы. Им стоит уделять более пристальное внимание.
Утеплять нужно не только изнутри. Качественного утепления требует и наружные части здания. Речь идёт о стенах, кровле и фундаменте. Причем об утеплении последнего необходимо задумываться ещё на этапе закладки здания, сразу после завершения земляных работ.
На втором месте стоит качество самого утеплителя. Его количество необходимо выбирать в зависимости от конкретного региона, где строится дом, исходя из климатических особенностей.
Количество утеплителя для дома в Сочи и в Северобайкальске будет абсолютно разным. Кроме элементарной толщины, необходимо смотреть на такие качества, как теплопроводность, паронепроницаемость и теплоотражающие свойства.
Утеплитель должен быть уложен качественно. Недопустимы расстояния между плитами утеплителя, разрывы и прорехи. Идеальным считается глухая монолитная укладка, чего очень трудно добиться на практике. Лучшие показатели в этом плане остаются у эковаты – современного жидкого утеплителя, созданного на основе переработанной бумаги. Она наносится на подготовленную поверхность методом распыления.
Для внутренней отделки здания лучше использовать натуральные материалы, способные притягивать солнечную энергию и аккумулировать её. Для этого можно использовать полнотелый кирпич или полнотелые бетонные блоки.
Из них должны быть выложены внутренние перегородки. От классического гипсокартона лучше отказаться, так как он не обладает аккумулирующими свойствами.
Стены из полнотелого кирпича или бетона, отделанные глиняной штукатуркой, позволят не только накопить энергию солнечных лучей, полученную за день, но ещё и постепенно отдавать её обратно дому. Тёмный цвет стен, расположенных напротив окон, позволит сделать эту процедуру более эффективной. Для отделки фасада здания также рекомендуется выбирать более тёмные оттенки, чтобы притягивать солнечную энергию.
Отопление энергосберегающего дома
Метод рекуперации тепловой энергии — это оптимальная технология для пассивного дома, тесно связанная с системой вентилирования. При данном способе организации отопления используется теплообменник для нагрева входящего воздуха за счет тепловой энергии исходящего воздуха или грунта. Современные теплообменники способны использовать от 75 до 95% тепла вытяжного воздуха. А при сильных морозах можно дополнительно задействовать обычный радиатор для лучшего прогрева воздуха. Достоинством такой системы является летний режим работы, когда жаркий уличный воздух охлаждается за счет температуры грунта, которая практически постоянна на протяжении всего года.
Пассивный дом также может отапливаться электрическими конвекторами, каминами, печами, тепловым насосом, солнечным коллектором, ветряной электростанцией, солнечными батареями или комбинацией из нескольких вариантов. Горячее водоснабжение осуществляется посредством тепловых насосов или солнечных коллекторов (возможен и более традиционный резервный источник).
При грамотном позиционировании и техническом оснащении такому дому для отопления не требуется практически ничего. Теплопотери через ограждающие поверхности здесь не превышают 15 кВт ⁄ ч с 1 м² отапливаемой площади в год, что практически в 5 — 7 раз ниже, чем в обычных зданиях.
Принцип работы такой системы
Для создания энергосберегающего дома, нужно разработать проект, где будут предусмотрены такие направления:
- Обеспечение понижения тепловых потерь через крышу, пол, окна, стены и вентиляционные системы, так как в обычном доме подобные потери значительны.
- Применение качественных материалов, что позволяет снизить потери тепла.
- Расположение на местности и разработка индивидуальный архитектуры для здания. Это должно максимально обеспечивать решение поставленных задач.
- Конструкция здания не должна иметь мостиков холода, возникающих при монтаже балконных и оконных плит, устройстве фундамента и т.д.
Технические системы дома необходимо сориентировать на энергосбережение:
- Электропитание – использование ветровых генераторов или солнечных электростанций.
- Горячее водоснабжение – установка солнечных коллекторов.
- Отопление – применение разных типов тепловых насосов.
- Вентиляция – требуется предусмотреть рекуперацию тепла. Теплый воздух в вытяжной вентиляционной системе должен нагревать воздух в приточной вентиляции.
Вентиляция пассивного дома
Вентиляция помещений выветривает от 30% до 60% тепла. И чтобы это не происходило, следует использовать рекуператоры.
Схема приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла и грунтовым теплообменником:
| 1) Вытяжной воздух, +20 °С |
| 2) Рекуператор |
| 3) Свежий воздух после грунтового теплообменника |
| 4) Приточный воздух после рекуператора, +18 °С |
| 5) Свежий воздух, -15 °С |
| 6) Грунтовый теплообменник |
| 7) Удаляемый воздух после рекуператора |
В системе энергоэффективной вентиляции могут применятся три вида рекуператоров:
- Пластинчатые. При вентиляции с применением такого рекуператора с перекрестными потоками вытяжной воздух проходит через канал и отдает тепло верхней и нижней пластине теплообменника. Свежий воздух, поступающий с улицы, поглощает тепло пластин, нагревается и подается в жилые помещения. Таким образом, накопленное тепло не выветривается, а возвращается в помещение. Благодаря принципу противотока температурный перепад может быть устранен почти на 100%. Рекуператоры применяются и в системе водоснабжения для использования части тепловой энергии отработанной воды для подогрева свежей. Такое оборудование позволяет восстанавливать до 60% энергии сливных вод.
- Роторные. В основе таких устройств находится вращающийся барабан (ротор), выполняющий функции теплообменника. Если температура наружного воздуха ниже, нежели в помещении, вытягиваемый из него воздух нагревает ротор, который при вращении отдает полученное тепло наружному воздуху, таким образом осуществляя его подогрев. Воздушные потоки проходят через рекуператор по разделенным вентиляционным каналам, что позволяет практически полностью избежать их смешивания, а теплообмен осуществляется исключительно через вращающийся барабан.
- С промежуточным теплоносителем. Такая система состоит из двух теплообменников. Один из теплообменников помещен в канал с потоком вытяжного воздуха и получает теплоту от него. Теплота через теплоноситель с помощью насоса и труб переносится в другой теплообменник, расположенный в канале приточного воздуха. Приточный воздух воспринимает это тепло и нагревается. Смешивание потоков в этом случае полностью исключено, но из-за наличия промежуточного теплоносителя коэффициент эффективности этого типа рекуператоров относительно низок и составляет 45-55%.
История пассивного дома
Развитие энергосберегающих построек началось у северных и сибирских народов, которые стремились построить свои дома таким образом, чтобы они эффективно сохраняли тепло и потребляли меньше ресурсов.
Современный проект энергосберегающего сооружения — кубическое здание в городе Манчестер в штате Нью-Гэмпшир (США, 1972 год). Его кубическая форма обеспечивала минимальную поверхность наружных стен, а площадь остекления не превышала 10 %. По северному фасаду отсутствовало остекление. На кровле здания были установлены солнечные коллекторы.
В 1979 году в городе Отаниеми (Финляндия) был построен комплекс «ECONO-HOUSE». Основные энергосберегающие решения данного здания:
- Эффективное использование внутреннего объема здания для минимизации площади ограждающих конструкций и уменьшения через них теплопотерь.
- Эффективная теплоизоляция ограждающих конструкций для уменьшения теплопотерь.
- Высокая теплоемкость ограждающих конструкций для накопления тепла и повышения теплоустойчивости здания.
- Аккумулирование тепла солнечной радиации в основании здания для снижения нагрузки на систему отопления.
- Применение вентилируемых окон для уменьшения теплопоступлений в летнее время и уменьшения теплопотерь в зимнее время.
- Минимальные утечки воздуха (герметичность здания) и низкий расход наружного воздуха в системе вентиляции для снижения затрат энергии на отопление здания.
- Эффективное освещение для снижения затрат электрической энергии.
- Система автоматического управления оборудованием климатизации и освещением для оптимизации и учета потребления энергии.
Широкое распространение направления экодом получило благодаря доктору Вольфгангу Файсту, основателю Института пассивного дома в немецком городе Дармштадт. В 1988 году он вместе с профессор Бу Адамсоном из Лундского университета (Швеция) представил концепцию оборудования пассивного дома.
Пассивный дом в Дармштадте
За 20 лет в институте была проведена огромная работа по изучению факторов, влияющих на термостатирование (как при строительстве, так и при эксплуатации здания). Усовершенствованная база знаний стала основой технологии и позволила ей распространится не только в Германии, но и во всех странах Европы.
Экологичный декор
Экологичный декор
Планируя обновление декора дома, необходимо подумать не только об эстетичном внешнем виде, но и о том, насколько экологически чистыми являются используемые материалы. Например, можно установить систему для полива на основе сбора дождевой воды, это поможет сэкономить водопроводную воду, которая используется для полива. Кроме того, сама система может быть изготовлена из переработанного пластика, и ее саму можно использовать, как основу для выращивания растений. В качестве декоративных материалов можете использовать собранные в лесу ветки, шишки и желуди – это и красиво, и дешево.
Умные приборы
Системы контроля в доме
Говоря об умных приборах, мы имеем в виду технологии, которые контролируют энергопотребление и управляют ним. Такая система, например, может сама выключать свет, когда человек покидает помещение, отключать приборы от сети, если некоторое время они не используются. Это не только экологично, но и экономично.
Преимущества пассивного дома
В завершение темы, выделим основные преимущества пассивного дома:
- Экономичность таких домов вырожено в низком энергопотреблении. Также у вас отпадают затраты на разводку водяного отопления, установку котельного оборудования, на подключение газа, размещение емкостей для хранения топлива.
- Энергонезависимость. Пассивный дом можно возвести в любом месте (вдалеке от газовых и тепловых сетей).
- Пассивные дома автоматически поддерживают комфортную температуру и влажность. Уникальный внутренний микроклимат создает атмосферу комфорта в помещениях.
- Считается, что такие дома полезны для людей, страдающих от аллергии.
- Только в пассивном доме имеется особенное преимущество — возможность отопления с помощью нагрева приточного воздуха. Благодаря ориентированной на потребность дома вентиляции очищенный свежий воздух намного более целенаправленно подается в жилые помещения (в спальни, гостиную, детские комнаты), в то время как отработанный, из туалета, кухни, ванной комнаты выводится наружу.
- Строительство такого дома может обойтись на 15-30% дороже обычной коробки, однако дополнительные затраты окупаются в течение 7-10 лет.
В настоящее время с развитием массовости строительства, а также благодаря совершенствованию технологий происходит снижение стоимости строительства пассивных домов до уровня стоимости обычных домов.
Источник: dom-komfort.su
Пассивные дома в технология строительства
Сегодня в мировой архитектуре появилось большое количество зданий, жилых комплексов и микрорайонов, целых архитектурно — инженерных зон, которые были запроектированы, построены или активно застраиваются на основе концепций энергетически эффективных и экологически чистых технологий и инженерных решений, направленных на гармонизацию архитектурной среды.
Интервью директора института пассивного дома А.Е. Елохова
Сегодня в мировой архитектуре появилось большое количество зданий, жилых комплексов и микрорайонов, целых архитектурно — инженерных зон, которые были запроектированы, построены или активно застраиваются на основе концепций энергетически эффективных и экологически чистых технологий и инженерных решений, направленных на гармонизацию архитектурной среды.
Ключевое место принадлежит здесь пассивным зданиям.
Александр Елохов: «Пассивный дом — это здание со столь низким расходом тепловой энергии на отопление, что отдельная система отопления становится ненужной». В ряде европейских стран строительство как частных, так и общественных зданий с низким энергопотреблением в последние годы стало не просто модой, а частью внутренней политики государства. В России только присматриваются к этому опыту — реализованных проектов пока немного. Об особенностях технологии строительства пассивных домов и освоении европейского опыта в российских реалиях рассказывает директор Института пассивного дома Александр Елохов.
— Пожалуйста, расскажите, что такое пассивный дом и чем эта технология отличается от традиционного строительства?
— Если оценивать строительство по энергопотреблению готовых зданий, можно выделить три типа домов: обычный, дом средней эффективности и пассивный дом. Обычный дом — кирпичная или бетонная конструкция без специальной системы теплоизоляции, с мощной системой отопления (больше 100 Вт/м2) и привычными нам негерметичными окнами и форточной системой вентиляции: воздух поступает в квартиру через открытое окно или форточку и через некоторое время уже нагретый удаляется через вытяжную вентиляционную шахту.
Так называемый дом средней эффективности — промежуточный вариант: здание частично утеплено, окна практически воздухонепроницаемые, поставлены вентиляционные клапаны, есть вытяжная шахта либо механическая вытяжка хотя бы в одной или нескольких зонах — в туалете, кухне.
В пассивном доме максимально утеплен наружный контур здания, поставлены эффективные теплоизолированные окна, обязательно существует система приточно-вытяжной вентиляции. Кроме того, поскольку дом максимально утеплен, в системе вентиляции используется рекуперация, то есть принцип возврата тепла: поступающий в здание воздух предварительно нагревается благодаря теплообмену с «уже использованным» воздухом, выходящим наружу.
Таким образом, снижаются теплопотери и экономится порядка 80—90% энергии, необходимой на нагрев холодного приточного воздуха с улицы. В Европе такая система строительства иногда позволяет отказаться от системы отопления как таковой: здание можно отапливать, догревая приточный воздух. Иногда в пассивных домах применяют и отдельную систему отопления, компактную и маломощную.
Безусловно, для строительства таких зданий существуют рекомендации относительно архитектурно-планировочных решений, ориентации по сторонам света, компактности. Наиболее эффективными с точки зрения энергосбережения получаются многоэтажные дома, в малоэтажных тоже есть определенный ресурс: энергосбережение достигается путем создания оптимальной наружной поверхности дома — без архитектурных излишеств, ведь чем больше эта поверхность, тем больше теплопотери. Если говорить о внутренней планировке — жилая зона таких зданий, как правило, ориентирована на юг. На противоположной стороне располагаются помещения, требующие гораздо меньше света: ванные комнаты, санузлы, гардеробные, коридоры, лестничные клетки. В результате в некоторых климатических зонах в подобных зданиях благодаря энергии солнца теплопоступления через окна больше, чем теплопотери через них.
Рис. 1. Поперечное сечение первого пассивного дома в г. Дармштадт (Германия): массивная теплоизоляция, специальные супер-теплые окна и система вентиляции с эффективной рекуперацией тепла.
Рис. 2. Противоточный теплообменник. С принципом противотока количество возвращаемого тепла достигает 75-95%.
— Возможно ли добиться подобного эффекта в условиях российского климата?
— Конечно, средняя полоса России — другая климатическая зона. Мы и не убеждаем строить пассивные дома везде и всюду, поскольку еще не готовы к этому. Пока мы только говорим об использовании данных технологий при строительстве. Пассивные дома создаются по довольно жестким стандартам: помимо качества строительства, которое, безусловно, важно, необходим очень качественный теплоизоляционный контур здания, также важна герметичность наружного контура. Пассивный дом можно сравнить с термосом: если термос не герметичен, неважно, хорошая изоляция или плохая — все равно он не будет работать.
Что же касается российских реалий, то в некоторых регионах создавать пассивные дома не так сложно, в других — проблематично. И не только из-за того, что климат суровый: существуют и проблемы с местными проектировщиками, надзорными органами, которым не всегда легко объяснить, зачем это нужно. Да и стоимость такого строительства выше, чем обычного здания. Поэтому мы чаще говорим о том, чтобы технологии пассивного дома использовались полностью или частично в любом здании, ведь они «работают» в любом случае.
Стандарт пассивного дома — энергопотребление на отопление на уровне 15 кВт*ч/м 2 в год (рассчитанное по методике PHPP – пакет проектирования пассивного дома). Для сравнения: малоэтажки в Москве потребляют 160—180 кВт*ч/м 2 в год — разница в десять и более раз! Поэтому мы говорим, что реальный диапазон для малоэтажки — от 30 до 50 кВт*ч/м 2 (по PHPP). Конечно, это больше европейских стандартов в два-три раза, но это реализуемо в наших зданиях, и с таких проектов нужно начинать. Безусловно, когда пассивные дома возводятся впервые, необходимо время на обучение строителей, контроль их работы.
— Компании стремятся поучаствовать в подобных проектах? Почему это интересно для них? —У нас в стране принят ряд законов и других документов, содействующих развитию энергоэффективных технологий. Правда, нередко их выполнению мешает отсутствие опыта. А интерес начинается с реализованных проектов.
Например, региональные и федеральные чиновники очень заинтересовались европейскими проектами пассивных домов, многие ездили лично в Германию и другие страны, с некоторыми ездил и я, показывал объекты — им все понравилось. Но когда дело доходит до воплощения задуманного — разговор всегда один: «Мы должны понять, что это экономически оправдано, покажите нам в цифрах на конкретном существующем объекте, как это работает». Сейчас мы этим и занимаемся, и многие компании — тоже. На сегодня реализовано несколько десятков проектов домов с использованием пассивных технологий.
Для сравнения: в мире, по официальным данным, реализовано больше 50 тыс. проектов пассивных домов, а энергоэффективные никто не считал. Их реализовано в десятки раз больше. Приведем несколько примеров энергоэффективных объектов.
Рис. 3. Индивидуальный жилой дом с ультранизким энергопотреблением в Чеховском р-не Московской области, компания «Интер Строй» (2014-2016 гг.).
Рис. 4. Индивидуальный жилой дом с ультранизким энергопотреблением в Нижегородской области, КП «Трехречье в Шаве» (2012-2013 гг.).
Рис. 5. Реконструкция административного здания. Здание с низким энергопотреблением. Академия Сен-Гобен (2012-2013 гг.).
Рис. 6. Проект детского сада нового типа на 220 детей в г. Белоярский, ХМАО. Здание с низким энергопотреблением. Реализация запланирована на 2018-2020 гг.
Рис. 7. Реализация 1-й очереди лофт-квартала «Docklands» в г. Санкт-Петербурге (2015-2017 гг.). Здания с низким энергопотреблением.
— И у всех у них архитектурное решение — по принципу минимизации наружной поверхности, без излишеств в виде балконов, веранд, декоративных фризов и т. п.?
— Современные пассивные дома внешне не отличаются от обычных. Конечно, первые пассивные дома, появившиеся в Германии в начале 90-х, выглядели строгими, ровными и квадратными, быть может, не очень красивыми.
Рис. 8. Первый пассивный дом на четыре семьи в г. Дармштадте, р-н Кранихштайн (Германия), 1991 г.
Рис. 9. Одна из четырех квартир в пассивном доме в г. Дармштадте. Через большие окна южной ориентации открывается панорамный вид на окружающий пейзаж. Поступления пассивной солнечной энергии с декабря по январь превышают теплопотери через эти окна
Но рынок развивался, появились производители теплоизоляции, которые с Институтом пассивного дома разработали компоненты, позволяющие создавать узлы примыкания с максимальными теплотехническими характеристиками. Затем пришли производители супер-энергоэффективных окон, далее производители пароизоляционных материалов, лент, мембран, предложившие продукцию, позволяющую добиться необходимой герметичности узлов примыкания окон, дверей, ограждающих конструкций.
Затем были проработаны и внедрены различные теплоизоляционные системы для каркасных зданий, «подтянулись» производители инженерных систем, систем вентиляции, которые с каждым годом улучшали эффективность и КПД рекуператоров. «Больной темой» в проектах пассивных домов были тепловые мосты — различные балконы, козырьки, парапеты, когда стена уходит выше, чем теплоизолирующие покрытия. В результате несколько фирм разработали специальные терморазрывы и терморазъемы, чтобы отделить две несущие конструкции, чтобы никакой металл, железобетон не проходил насквозь через теплоизоляцию.
Благодаря этому архитекторы почувствовали свободу и от простых «коробок» перешли к более привлекательным и интересным проектам. Поначалу технология пассивного дома реализовывалась в таунхаусах, затем начали строиться различные коттеджи, многоквартирные дома, дуплексы. При этом основные принципы — например, ориентация окон жилых зон на юг, широкое остекление — сохранены.
Отмечу, что в Германии на сегодняшний момент существуют доступные по стоимости технологии для строительства пассивных домов. В Европе это возможно, потому что существует рынок производителей товаров для таких домов, и их строительство поддерживается на уровне государства. Потому строительство пассивного дома в Европе дороже обычного максимум на 5-7%, а есть проекты, где удорожания фактически нет. Также стоит отметить, что в Европе кредит на строительство энергоэффективного дома доступнее, чем на строительство обычного: так, в Германии для пассивных домов самые дешевые кредиты порядка: 1—1,5%, для других домов — 2—3,5%. А есть земли, где для реализации проекта пассивного дома можно получить в кредит беспроцентно до 50 тыс. евро.
— По технологии пассивного и даже активного дома в Европе строятся не только жилые здания.
— Верно. Технологии пассивного дома позволяют добиться значительного энергосбережения в офисах, школах, вузах — везде, где в помещениях пребывает много людей, работает электронная техника. В Германии есть специальный закон, согласно которому все новые школы строятся по стандартам пассивного дома.
С 2011 года мы организуем для группы архитекторов, проектировщиков и заказчиков ежегодные туры в Германию под названием «Пассивный дом – миф или реальность». В рамках тура мы посещаем различные объекты в стандарте пассивного дома: школы, детские сады, многоквартирные и индивидуальные жилые дома, офисные здания, бассейны и даже церкви. Могу сказать, что в школах микроклимат очень комфортный, всегда свежий воздух, а это влияет и на успеваемость, и на здоровье детей. В декабре 2017 года мы организуем аналогичный тур в Австрию.
Рис. 10. Многоквартирный жилой дом с положительным балансом Aktiv Stadthaus в г. Франкфурте-на-Майне.
Рис. 11. Многоквартирные жилые дома в р-не пассивных домов Bahnstadt в г. Гейдельберге.
Рис. 12. Школа в стандарте пассивного дома в г. Франкфурт-на-Майне.
— Когда же Россия сможет в этом плане догнать Европу?
— В настоящее время реализовано около 30 пилотных проектов, в которых мы участвовали. Во многих регионах уже реализовано по несколько проектов, начато строительство сложных объектов, ведется мониторинг. Необходимо создать нормативные документы для проектирования энергоэффективных зданий. Опыт для этого уже есть. Это даст большие возможности и развяжет руки чиновникам и проектным организациям, которые пока могут ссылаться только на существующие СНиПы и СП.
— Говорить о рынке товаров и услуг для строительства пассивных домов в России, наверное, тем более преждевременно?
— В настоящее время мы уже создали сообщество заинтересованных людей. Несколько раз в год организуются обучающие курсы для проектировщиков — «Сертифицированный проектировщик пассивного дома», для строителей — «Сертифицированный строитель пассивного дома».
Это международные курсы, которые можно пройти в нашем учебном классе на русском языке и сдать экзамен тоже на русском языке. Уже прошли обучение около 100 проектировщиков и около 15 строителей. Дополнительно можно пройти курс по расчетам температурных полей и посещать вводные семинары по пассивному дому.
Мы работаем с архитекторами, проектировщиками и производителями, а проектировщики и архитекторы работают напрямую с заказчиками, заинтересовывают их и реализовывают свои проекты. Конечно, необходимо идти к чиновникам, в министерства, работать с различными ассоциациями. Когда есть группы заинтересованных людей и большой портфель реализованных объектов, сделать это проще.
И мы как раз занимаемся развитием, реализацией проектов. Конечно, планируем создать и ассоциацию, но пока нам хватает собственных ресурсов. Существует и обмен опытом, знаниями — например, на тематических конференциях.
Так, в этом году была успешно проведена 17-я конференция «Технологии проектирования и строительства энергоэффективных зданий, Passive House» в рамках выставки «Батимат 2017». На следующий день ее участники смогли посетить реализованные или строящиеся объекты в Москве и ближайшем Подмосковье. В рамках конференции вышел сборник материалов.
Если процесс пойдет более активно, через некоторое время возможна организация таких конференций в других регионах. Ведь в разной местности своя ландшафтная и климатическая специфика, для которой существуют специальные решения для пассивных и энергоэффективных домов. Надо сказать, количество запросов в наш институт из регионов постоянно увеличивается, растет и штат сотрудников.
Рис. 13. Примеры литературы и руководств к расчетным программам по теме пассивного дома на русском языке.
Рис. 14. В мире больше 5,5 тыс. сертифицированных проектировщиков пассивного дома.
— Какие климатические условия наиболее благоприятны для строительства пассивных домов?
— Существуют проекты, успешно реализуемые в совершенно разных условиях. Например, в горах, где нет облачности и можно получать большое количество солнечной энергии для выработки электричества, горячей воды. Поскольку доставлять туда какой-то источник энергии проблематично, технологии пассивного дома окупаются там за короткий срок. Также к нам в институт обращались люди из регионов Крайнего Севера, куда несколько месяцев в году можно добраться только воздушным транспортом, — там эти технологии будут окупаться похлеще, чем в Европе.
— В каких городах планируется осуществить проекты пассивных домов в ближайшее время?
— Если говорить о частных коттеджах, то в ближайшее время ведется строительство нескольких пилотных объектов в Московской области, один в Мурманской области. Скоро начнется строительство детского садика в г. Белоярский (ХМАО), заканчивается реализация 1-й очереди строительства лофт-квартала «Docklands» в г. Санкт-Петербурге и, соответственно, начнется 2-я очередь. В активной фазе строительства ЖК «Легендарный квартал на Березовой аллее» в г. Москве. Ведется проектирование нескольких объектов в Калужской, Нижегородской и Ленинградской областях. Обсуждаются и проекты офисных зданий.
— Если говорить о стоимости строительства, в России пассивный дом — недвижимость элитного или бизнес- сегмента?
— В элитном сегменте удорожание строительства при использовании технологий пассивного дома практически незаметно. Если же говорить о бизнес-сегменте, то удорожание заметно, но оно не такое значительное при разумном подходе. В любом проекте находится оптимальное решения с точки зрения стоимости строительства и стоимости дальнейшей эксплуатации.
— Каковы пассивные дома будущего?
—Это, скорее, некая смесь пассивного и активного дома — дома с положительным энергетическим балансом, которые вырабатывают больше энергии, чем потребляют, связанные с электрическими сетями. Один из таких объектов – это многоквартирный жилой дом с положительным балансом Aktiv Stadthaus в г. Франкфурте-на-Майне. Мы его посещаем в рамках образовательных туров в Германии. Если же говорить о России — это дома с минимальным энергопотреблением с использованием концепции пассивного дома: существующие у нас технологии пока не позволяют построить за разумную стоимость полностью автономный дом, без использования традиционных источников энергии. Но все еще впереди!
— Применяется ли технология пассивного домостроения в Карелии?
— Уверен и знаю, что энергоэффективность востребована, тем более в Карелии, — как и на других территориях с холодным климатом. В Карелии растет интерес к строительству пассивных домов, появляются специалисты, изучающие тему.
Так, например, в первой группе (в России) обучения по курсу «Сертифицированный строитель пассивного дома» в Институте пассивного дома, прошел обучение ваш земляк Никольский Сергей Владимирович. По его инициативе, при помощи вашего Министерства строительства Республики Карелия и НО «Карелсоюзстрой», мы проводим учебно-практический семинар по теме «Вводный семинар по пассивным и энергоэффективным домам. Примеры реализации.». Приглашаются интересующиеся темой строители, проектировщики и др. специалисты.
«Вводный семинар по пассивным и энергоэффективным домам. Примеры реализации.»
Карельский союз Строительных компаний (Карелсоюзстрой), совместно с Институтом пассивного дома (г.Москва), при поддержке Министерства строительства, жилищно-коммунального хозяйства и энергетики Республики Карелия, организуют однодневный учебно-практический семинар «Вводный семинар по пассивным и энергоэффективным домам. Примеры реализации.»
Дата проведения : 08 сентября 2017г.
Место проведения: г. Петрозаводск, ул. Антикайнена, 1-А, конферец-зал министерства (3-й этаж)
Ведущие семинара:
Елохов Александр Евгеньевич, директор ООО «Институт пассивного дома» (г. Москва), представитель в России немецкого Института пассивного дома (Passivhaus Institut — PHI) в г. Дармштадте (Германия), сертифицированный специалист и эксперт по технологиям строительства и оснащения энергоэффективных зданий,
Назаров Сергей Викторович, руководитель архитектурно-строительной мастерской Projectlife (г.Москва), архитектор, специалист по энергоэффективному строительству, сертифицированный проектировщик пассивного дома.
Программа семинара:
Принципы проектирования пассивных домов . Первый пассивный дом в Германии. Вопросы сертификации зданий. Обзор специального программного обеспечения (PHPP – пакет проектирования пассивного дома). Различия в проектировании по СП 50.13330.2012 и по PHPP.
Особенности конструкций наружной оболочки пассивных домов , воздухопроницаемость оболочки здания. Инженерные системы, вентиляция и отопление в пассивном доме. Обзор реализованных энергоэффективных зданий в России.
Реализация проекта строительства жилого дома с ультранизким энергопотреблением в г. Москва. Пример реализации концепции «дальней дачи» с ультранизким энергопотреблением, в высоких экологических стандартах.
Источник: vestikarelii.ru
Пассивный дом
Пассивный дом (нем. Passivhaus , англ. passive house ) — здание, основной особенностью которого является низкое энергопотребление за счёт применения пассивных методов энергосбережения. [1] Пассивный дом – это не энергетический стандарт, а комплексная концепция строительства. [2] Пассивные дома эффективно используют солнце (архитектурные законы инсоляции), внутренние источники тепла и рекуперацию тепла, делая традиционные системы отопления ненужными даже в холодные зимы. В теплые месяцы в пассивных домах используются методы пассивного охлаждения, такие как стратегическое затенение, чтобы сохранять комфортную прохладу. [3]
Архитектурная концепция пассивного дома в первую очередь базируется на активном использование пассивных источников энергии и эффективной теплоизоляции с отсутствием мостиков холода в материалах и узлах примыканий. Так же дополнительно применятся принципы зонирования, правильной геометрии здания и правильной ориентации здания по сторонам света. Из активных методов в пассивном доме обязательным является использование системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией.
Коэффициенты энергоэффективности пассивного дома
В условиях роста цен на электричество и тепло, остро стоит вопрос эксплуатационных затрат на жилье. Показателем энергоэффективности объекта служат потери тепловой энергии с квадратного метра (кВт·ч/м²) в год или в отопительный период. Энергосберегающим считается здание, где этот показатель ниже 50 кВт·ч/м². Для того, чтобы дом считался пассивным этот показатель должен составлять — менее 15 кВт·ч/м² (по критериям в Европе).
Достигается снижение потребления энергии в первую очередь за счет уменьшения теплопотерь здания.
В идеале, пассивный дом должен быть независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры. Отопление пассивного дома должно происходить благодаря теплу, выделяемому живущими в нём людьми и бытовыми приборами. При необходимости дополнительного «активного» обогрева, желательным является использование альтернативных источников энергии. Горячее водоснабжение также может осуществляться за счёт установок возобновляемой энергии: тепловых насосов или солнечных водонагревателей. Решать проблему охлаждения/кондиционирования здания также предполагается за счет соответствующего архитектурного решения, а в случае необходимости дополнительного охлаждения — за счет альтернативных источников энергии, например, геотермального теплового насоса.
Иногда определение «пассивный дом» путают с системой «умный дом», главной особенностью которой является автоматизация инженерных устройств здания (охрана, шторы, отопление и т. п.). Также отличается система «активного дома», которая помимо того, что мало тратит энергии, ещё и сама вырабатывает её столько, что может не только обеспечивать себя, но и отдавать в центральную сеть (дом с положительным энергобалансом).
Источник: wiki2.org
IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2017
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ ПАССИВНЫЙ ДОМ: ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВО И ОСОБЕННОСТИ
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
В настоящее время основные источники энергии являются не возобновляемыми. Топливо при обработке переходит в энергию, которая в дальнейшем используется в различных сферах деятельности. Например, ее можно расходовать на отопления дома. Дома могут отапливаться различными способами: газом, дровами, углем и т.д. Могут быть использованы печки, водяное отопление.
Все зависит от дома.
Наука не стоит на месте и с каждым днем люди стараются придумать более эффективный и в то же время экономичный способ отопления своих домов. Например, в Германии сейчас действует такая система отопления: в частных домах — свои котельные, а в многоквартирных домах — отдельное газовое оборудование, которое греет воду для батарей.
В Европе одним из основных трендов в развитии жилищного строительства становится создание пассивных домов. Основные их преимущества — минимальные затраты на отопление и здоровый микроклимат.
Пассивный дом — сооружение, основной особенностью которого является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление. В большинстве развитых стран существуют собственные требования к стандарту пассивного дома.
Пассивные дома — это достаточно новый стандарт для жилых строений. Благодаря утеплению и герметизации оболочки здания затраты на отопление в нем ничтожно малы и нет нужды в привычных системах отопления. Тема пассивных домов популярна сегодня в Германии и Австрии. За десятилетие там построено более 16 тыс. таких домов, причем в последние три-четыре года объемы растут очень быстро.
Требования к эффективности зданий в Германии постоянно ужесточаются, все чаще можно услышать, что через несколько лет пассивные дома могут стать обязательным общегерманским стандартом. Другие дома строить не будут вовсе.
Но как же снизить расходы на отопление в обычном российском доме? Понизить затраты на отопление можно в первую очередь за счет уменьшения теплопотерь здания.
Технология пассивного дома предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей — не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В пассивном доме формируется несколько слоёв теплоизоляции — внутренняя и внешняя. Это позволяет не выпускать тепло из дома. Также производится устранение «мостиков холода» в ограждающих конструкциях. В результате в пассивных домах теплопотери через ограждающие поверхности в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях (рассматриваются частные дома) [6]
Середина 90-х годов двадцатого века ознаменовалась основанием в Дармштадте, ФРГ, товарищества «Пассивный дом». Архитекторы Вестермауер и Ботт-Риддер под руководством Вольфганга Файста спроектировали четырёхквартирный дом, прототипом которого стали все последующие энергосберегающие дома. Пассивный дом был построен в 1991 году при участии правительства Гессена. Годовое потребление здания на нужды отопления – менее 1 литра топлива на единицу площади.
Расход энергии для нужд отопления такого дома за год не превышает 15 киловатт-часов на единицу площади. Расход энергии для нужд отопления, горячего водоснабжения и электроснабжения энергоэффективного дома не превышает 120 киловатт-часов на единицу площади [3]
Если сравнить показатели потребления энергии на отопление в ФРГ, которые регулируются постановлениями по тепловой защите и энергосбережению 2002 года (WSchVO и EnEV 2002), то просматривается прямая тенденция к его уменьшению на нужды отопления строений. Недавним постановлением EnEV, регламентирующим тепловую защиту в ФРГ, установлена норма годового расхода энергии на отопление новых и санируемых домов от 30 до 70 киловатт-часов на единицу площади.
Для сравнения, в Российской Федерации установлена норма годового расхода энергии на отопление для Москвы от 95 до 195 киловатт-часов на единицу площади. Фактический расход многократно превышает данные нормы (см. Рис. 1)
Рис. 1. График энергия энергопотребления
Преимущество энергосберегающих домов
Экодом обладает следующими преимуществами:
Комфортность. Её обеспечивает постоянно поддерживающая приятный микроклимат, чистоту и свежесть воздуха особая инженерная система. Пассивный дом при этом приобретает сбалансировать температуры помещений.
Энергосбережение. Если сравнивать обычное здание и дом пассивный, то последний отличается более чем десятикратным сокращением теплопотребления на отопительные нужды.
Польза здоровью. Когда дом пассивный, на протяжении всего года все жилые помещения постоянно снабжаются свежим воздухом, нет сквозняков, повышенной влажности и отсутствует плесень.
Экономичность. Если дом пассивный, то затраты на эксплуатацию его энергоснабжения остаются на низком уровне даже при росте стоимости энергии.
Забота об окружающей среде. Когда дом пассивный, применение энергоэффективных технологий повышает уровень защиты окружающей среды.
Одной из характеристик энергоэффективного дома является энергетическая сбалансированность между вентиляционной либо трансмиссионной потерей тепла и его поступлением с солнечной энергией, внутренними источниками тепла и отоплением. Для баланса крайне важны такие составляющие, как оптимальная теплоизоляция отапливаемого объёма, компактность здания, пассивное использование поступлений тепла от солнечного излучения путём ориентирования большинства окон (до 2/5 площади фасада) на юг с допустимым отклонением в 30° и благодаря отсутствию затенения. Нелишним также будет использование бытовой техники с высоким уровнем энергоэффективности. Предполагается также нагрев воды с использованием теплового насоса или солнечного коллектора, пассивный подогрев воздуха грунтовым теплообменником. По сути, идеальный пассивный дом – дом-термос без отопления.
Пассивный дом: технологии
Как же достигается такой результат? Стандарт пассивного дома предполагает работу в пяти направлениях:
Теплоизоляция. Изоляция внешних участков, особенно угловых, стыковых и переходных соединений и пересечений должна быть такой, чтобы коэффициент теплопередачи был меньше 0,15 Вт/м 2 ·K.
Отсутствие тепловых мостов. Желательно избегать включений, проводящих тепло. Специальная программа расчёта температурного поля позволит выявить и грамотно проанализировать неблагополучные места конструкций ограждения зданий с последующей их оптимизацией.
Сертифицированные для пассивного экодома эффективные окна. Двойные низкоэмиссионные стеклопакеты, заполненные инертным газом, оптимальны для таких домов. Квалифицированная установка оконных конструкций.[1]
Механическая вентиляция с рекуперацией тепла (не ниже 75%) и герметичная внутренняя оболочка. Определение и устранение мест утечек обеспечивается проведением автоматизированных испытаний по воздухопроницаемости зданий. Комфортная вентиляция, управляемая пользователем. Установка земляного теплообменника.
Становление в России
В Европе строительный стандарт пассивного дома применяется массово, а в Российской Федерации проектирование и постройка энергосберегающих зданий лишь на стадии становления.
Домов, отвечающих требованиям стандарта энергоэффективности, здесь пока нет, однако уже есть строения, близкие к данному стандарту. Они воплощают в себе принципы, элементы, методики расчёта энергоэффективного дома.
Также, применительно к Российской Федерации, создана классификация строений по эффективности потребления энергии:
пассивный дом – отопление потребляет менее 15, общий расход энергии за год – не больше 120 киловатт-часов на единицу площади;
дом со сверхнизким потреблением – годовой расход энергии на нужды отопления — 16–35, а общий расход энергии за год – менее 180 киловатт-часов на единицу площади;
дом с низким потреблением энергии – строение с годовым расходом энергии на отопительные нужды — 36–50, а общим годовым расходом энергии – менее 260 киловатт-часов на единицу площади [4]
Проектирование пассивного дома завершилось следующими конструкторскими решениями.
Наружные стены из силикатного кирпича толщиной 175 мм утеплены слоем пенополистирола толщиной 275 мм, внутри отделаны гипсовой штукатуркой толщиной 15 мм и трёхслойными обоями с последующей покраской.
Кровля покрыта гумусом, фильтрующим слоем, ДСП толщиной 50 мм, укреплена деревянными балками, изолирована полиэтиленовой плёнкой, утеплена слоем минеральной ваты толщиной 445 мм, отделана гипсокартоном и трёхслойными обоями с последующей покраской.
Перекрытие подвала, 160 мм железобетона, утеплено 250 мм пенополистирольных плит, 40 мм звукоизоляции, 50 мм цементной стяжки и до 15 мм паркета.
Окна с тремя стёклами, двусторонним низкоэмиссионным покрытием, заполненными криптоном камерами. Деревянные рамы с пенополиуретановой теплоизоляцией.
Рекуперация тепла реализована противоточным теплообменником в подвале дома. Впервые были применены двигатели постоянного тока с электронным переключением.
Горячее водоснабжение обеспечено плоскими вакуумными коллекторами площадью 5,3 кв. метра на квартиру (обеспечивают 66% потребности ГВС) и компактным настенным конденсационным котлом на природном газе. Трубопроводы системы ГВС проложены в теплоизоляционном слое и хорошо изолированы.
По завершении постройки и сдачи здания были сделаны контрольные замеры расхода воздуха, тест давлением, круглосуточные замеры температуры и энергопотребления. Они подтвердили достижение поставленной цели.
Годовое потребление тепловой энергии на нужды отопления в 1991–1992 годах равнялось 19,8 киловатт-часам на единицу площади, что составило 8% потребления квартир обычного жилья. В 1992–1993 годах годовое потребление снизилось до 11,8 киловатт-часов на единицу площади (5,5% от потребления квартир, взятых для сравнения). Позже потребление снизилось до менее чем 10 киловатт-часов на единицу площади в год.
Показатели оказались настолько малы, что специалисты их долго неверно интерпретировали. Значительного снижения затрат энергии, составившего 90%, удалось достигнуть благодаря использованию высокоэффективной бытовой техники.
Немецкий опыт был заимствован финскими архитекторами и архитекторами из других стран Европы. С того времени в мире построено более 40 тысяч пассивных экодомов [5]
Пассивный дом: строительство в России
В Российской Федерации в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и Екатеринбурге реализуется или уже построено несколько объектов с применением основных стандартов, по которым строятся пассивные дома. Проекты некоторых из них будут рассмотрены далее.
Проект в Московской области
Среди проектов индивидуальных строений с низким потреблением энергии можно выделить «Активный дом» в Московской области, теплоснабжение которого также пассивно.
Активные дома представляют собой строение с разным уровнем энергетической эффективности, но с большим комфортом, достигаемым с помощью автоматического управления микроклиматом дома системой «умный дом», использованием возобновляемых источников энергии и его экологической чистоты.
Проект был завершён в 2011 году. Представляет собой рассчитанное на 5 жителей строение площадью 229 квадратных метров, двумя этажами, каркасом из дерева, изолированным плитами из минваты ISOVER, мансардными окнами VELUX, толщиной внешних конструкций ограждения 550–650 мм, сопротивлением теплопередачи кровли и стен 12, пола 14 (м2·°C)/Вт. Кратность воздухообмена — 0,4 раза в час. Расход энергии только на отопление за год составляет 38, а весь расход энергии – 110 киловатт-часов на единицу площади в год.
Проект в Нижнем Новгороде
Другим примером проекта со сверхнизким потреблением тепла для нужд отопления является экодом вблизи Нижнего Новгорода, завершённый в 2012 году.
Двухэтажное строение площадью 141 кв. метр, рассчитанное на четверых человек, представляет собой конструкцию в виде деревянного каркаса, изолированную плитами из минеральной ваты ISOVER, с оконным профилем REHAU GENEO, тремя стёклами, сопротивлением тепловой передаче стен 8,7, кровли 12,8, пола 8,9 м2·°C/Вт. Применена вентиляционная установка Zehnder с коэффициентом полезного действия рекуперации 84% и кратностью воздухообмена 0,3 раза в час. Годовой расход энергии на нужды отопления составляет 33 киловатт-часа на единицу площади.
Некачественное жильё – враг энергоэффективности
С самого начала идея пассивного экодома предполагала то, что стоимость таких домов будет равной или немного дороже стоимости обычных. Смысл идеи заключался в дешевизне такого строительства, оптимальном соотношении цены–качества и быстрой окупаемости расходов.
Главной целью и проблемой является уравнивание стоимости постройки таких сооружений в Российской Федерации и постройки обычных домов. Смещение энергоэффективного дома из элитного в массовый сектор быстро не произойдёт. Это потребует, помимо обучения архитекторов, также и наличия необходимого уровня квалификации строителей, применения стройматериалов высокого качества и технологического уровня, оборудования и материалов с особыми характеристиками.
Массовый строительный сектор России предпочитает сокращать стоимость жилья за счёт применения стройматериалов невысокого качества и эксплуатации малоквалифицированной рабочей силы. До тех пор, пока такие предпочтения остаются, переход к высокотехнологичному энергоэффективному строительству массового жилья выглядит нереальным.
Перспективы в России
Планируемое снижение норм потребления энергии на 40% к 2020 году призвано переломить ситуацию в пользу технологий энергосбережения. Норма сопротивления теплопередаче повысится с 0,52 до 0,8 м2·°C/Вт, а после – до 1,0. Использование рекуперации в системах вентиляции будет обязательным. В данное время важно адаптировать и внедрить зарубежный опыт.
К 2020 году ожидается строительство многих десятков пассивных домов. К тому времени уже будут созданы необходимые условия: банки разработают систему льготного кредитования, проектировщики, девелоперы и строители освоят новые технологии. Это позволит сформировать рынок и устойчивый спрос потребителей.
Бадьин Г.М. Строительство и реконструкция малоэтажного энергоэффективного дома. АСТ Москва, 2011. С.247
Вольфганг Файст Основные положения по проектированию пассивных домов. АСВ Москва, 2011. С.144
Бродач М.М., Табунщиков Ю.А. , Шилкин Н. В. Энергоэффективные здания. СПб.: Питер, 2003. С.200
Источник: scienceforum.ru