Пассивный дом. Общая концепция

5

Развитие энергоэффективных построек восходит еще к исторической культуре северных народов, которые пытались построить жилые дома так, чтоб максимально сохранить тепло в них и снизить потребление ресурсов.

Современные конструкции стандартных домов имеют большой коэффициент теплопотерь. Так, для обыкновенного кирпичного здания эта цифра составляет до 350 квт\ч на 1 м² в год. Энергоэффективный, или, как его теперь называют, «пассивный дом» — это здание, отличительной особенностью которого является малое потребление энергии с абсолютно независимой энергосистемой, не требующей дополнительных расходов для создания комфортных условий быта. Такой дом потребляет всего 10 процентов энергии, которая расходуется в обычных домах. Пассивный дом можно для наглядности сравнить с нашим туристическим спальным мешком, прекрасно сохраняющим тепло даже в самую холодную погоду.

В этом доме отсутствует привычная для нас система отопления, тепло создается бытовыми приборами (телевизор, стиральная машина, кухонная плита…), лампами освещения, возобновляемыми источниками энергии и даже людьми и животными, находящимися в помещении. Только один человек, удобно расположившийся в кресле и читающий газету, выделяет тепловую энергию мощностью до 130 вват. Тепловые насосы или солнечные коллекторы обеспечат круглосуточное горячее водоснабжение.

Высокая эффективность сбережения энергии пассивного дома заключается в умелом планировании строительства с учетом многих факторов: расположения здания к сторонам солнечного света, климатических особенностей, рельефа местности, используемых современных строительных материалов, обладающих низкими показателями теплопроводности. При строительстве пассивного дома используют комбинацию применения низкотеплопроводных материалов с современной технологией максимально эффективного использования альтернативных источников энергии. При проектировании высчитывается наилучшая форма здания, его габариты. Цель — уменьшение площади внешней поверхности и сохранение внутреннего объема. Минимизация площади внешней поверхности здания приводит к уменьшению расходов энергии для его содержания. Цвет материалов, применяемых в строительстве и при теплоизоляции, также влияет на теплообмен с окружающей средой, для пассивных домов характерен светлый цвет кровли и стен, темный — пола, все чаще используется зеркальное покрытие внешних стен. Все это заметно снижает влияние внешних факторов на микроклимат внутри дома.

За и против

Главный аргумент скептиков: строительство пассивного дома обходится заказчику на 8–10 процентов дороже строительства обычного здания. Но почему то, не учитывается тот факт, что отсутствует необходимость прокладывать к зданию и внутри его труб отопления, строить котельные и т. д. В Германии уже построено более 10 000 энергоэффективных домов и на практике доказано, что затраты на строительство окупаются в течении 5–7 лет эксплуатации. Энергозатраты на обычную квартиру площадью 180–200 кв. м. достигают 30 000 кВт в год, в пассивном доме они в 10–12 раз меньше. Нетрудно заметить, что теплозатраты пассивного дома в течении одного года составляют месячную обычного здания.

Совершенствование технологий строительства и производства стройматериалов, развитие массовости в скором времени приведут к снижению стоимости затрат строительства пассивных домов. Большая часть населения живет в обычных блочных или кирпичных домах и может быть не собирается приобретать новый дом. Современные методы строительства позволяют реновировать квартиру в жилой многоэтажке по «пассивным стандартам», что позволит сократить расходы энергопотребления на 60–80 процентов.

Микроклимат, формируемый в пассивном доме, положительно влияет на аллергиков, улучшает гигиенические характеристики воздуха за счет озонирования и обеззараживания, создает благоприятную комфортную обстановку для здоровья живущих в таком доме людей. Благодаря применению экологически чистых материалов и использованию собственных источников энергии пассивный дом не представляет опасности для здоровья человека и не вредит окружающей среде. 40 процентов выбросов в атмосферу СО2 — это результат сжигания топлива для отопления зданий. Для обогрева пассивного дома используются альтернативные источники энергии, что позволит значительно улучшить экологическую обстановку. При строительстве применяются только экологически безвредные материалы (дерево, камень, кирпич, продукты рециклизации неорганического мусора — стекло, бетон, металл). Экологичность, энергобезопасность и экономичность — составляющие концепции пассивного дома.

Конструкция и материалы

Залог энергоэффективности пассивного дома закладывается и на стадии проектирования оптимальной конструкции здания и во время строительства с использованием современного инженерного оборудования и новейших технологий. Пассивный дом — это единая независимая энергетическая система с минимизированными потерями тепла за счет эффективной теплоизоляции ограждающих конструкции (стены, крыша, пол, окна, чердак, подвал, фундамент). Формируются несколько слоев теплоизоляции — внешняя и внутренняя, устраняются так называемые «мостики холода», что позволяет сохранять тепло в доме и не впускать внутрь холод, влагу, сырость. Используются двух- трехкамерные конструкции стеклопакетов, внутрь которых закачивается низко-теплопроводный газ, а специальная конструкция примыкания окон и дверей балкона к стенам надежно защитит дом. Использование системы оптимального расположения больших окон на южную сторону, позволит максимально использовать солнечный свет и сократит потери тепла через окна на 40–60 процентов.

В пассивном доме организовывают приточно-вытяжную систему вентиляции с рекуперацией тепла, воздухообмен происходит через подземный воздухопровод, снабженный теплообменником (рекуператор). Схема проста: отработанный домашний воздух в теплообменнике нагревает поступивший свежий и выбрасывается на улицу. Рекуператор использует энергию тепла земли: зимой нагревает холодный воздух, а летом охлаждает горячий, поддерживая постоянно температуру 17-18С0. Принудительная вентиляция сохраняет и возвращает до 90 процентов тепла выбрасываемого из помещений теплого воздуха. Необходимость в использовании мощных систем отопления или кондиционирования отпадает. Современное оборудование рекуперации тепла также выполняет функции дезинфекции и озонирования воздуха, регулирует температуру и расход кислорода. Именно эта система обеспечивает зимой необходимое тепло, а летом приятную прохладу.

Высокоэффективные теплоизоляционные материалы являются важными компонентами в многокомпонентных фасадных и кровельных системах. Они радикально сокращают непродуктивные потери тепла через ограждающие конструкции (кровля, стены). Использование новейших материалов теплоизоляции для утепления стен, кровли, фундамента в конкретных климатических условиях позволит сократить энергопотери даже до 90 процентов. В начале строительства пассивного дома в его котловане создают непрерывный теплоизолирующий контур (например, с использованием технологии утепления с помощью Penoglas), который предотвратит контакт фундамента с грунтом и не только тепло- гидроизолирует его, но и сохранит от различных коррозий и повреждений. Как отмечалось выше, в строительстве пассивного дома используются традиционные материалы (кирпич, дерево), исключается асбест и другие небезопасные материалы. Успешно выдержали испытания и все шире применяются продукты рециклизации (результат переработки неорганического мусора — стекла и бетона), что благоприятно влияет на экологию и позволяет решить некоторые проблемы утилизации отходов.

Дом будущего?

Большие расходы и потери энергоресурсов при постоянном росте цен на них заставляют обратить взор домовладельцев и муниципальных властей на концепцию строительства энергоэффективных жилых домов и общественных зданий. Расход энергии в пассивных домах сводится к минимуму за счет использования эффективных теплоизоляционных материалов и альтернативных источников энергии. Пассивный дом отвечает самым высоким требованиям потребителя к комфорту быта, стандартам экологичности, энергоэффективности.

Основные составляющие пассивного дома:- применение современных безопасных и высокотехнологичных материалов и конструкций для достижения минимальных непродуктивных потерь тепла,- организация приточно-вытяжной вентиляции,- современные оконные и фасадные системы,- грунтовый теплообменник,- использование природных альтернативных источников энергии (ветра, солнца, земли, подземных термальных источников) для отопления, кондиционирования и обеспечения горячего водоснабжения. На отопление обычного стандартного дома или квартиры требуется до 300 квтч\м3 в год, а пассивный дом потребляет менее 15 квтч\м3. При этом внутренняя площадь и объем дома не влияют на эффективность его теплозащиты. Современные системы вентиляции и инженерного оборудования позволяют использовать автономные и экономные режимы работы в случае отсутствия людей в помещениях.

Высокий «интеллект» инженерных систем пассивного дома с заданными параметрами работы дистанционного управления микроклиматом делает его «умным» домом. Использование традиционных и новых высокотехнологичных материалов в строительстве пассивного дома позволит архитекторам применять оригинальный дизайн, удовлетворяющий требованиям заказчика и местным нормам правил строительства.