Дом будущего - уже сегодня!
"Пассивный дом" для России
Термин "пассивный дом" появился в русском строительном лексиконе всего несколько
лет назад. В пассивном доме расход энергии на отопление сводится к минимуму
благодаря использованию внутренних источников тепла, современных
энергосберегающих технологий и высокоэффективных теплоизоляционных материалов.
Надо отметить, концепция здания, не нуждающегося в мощной системе отопления, уже
нашла в нашей стране благодатную почву. В самом деле, низкая энергоэффективность
существующих зданий и огромные расходы энергоресурсов на отопление являются для
России источником множества экономических и социальных проблем. Самая очевидная
тому причина - тарифы на все виды энергоресурсов растут гораздо быстрее доходов
населения. В связи с этим задача сокращения расходов на отопление становится все
более актуальной как для российских домовладельцев, так и для муниципальных
властей.
С другой стороны, концепция пассивного дома привлекает еще и тем, что в ней
заложена сильная природосберегающая компонента. Благодаря разумному
использованию внутренних источников энергии и применению экологически чистых
материалов пассивный дом не несет опасности окружающей среде и здоровью
человека.
То есть идея "пассивного дома" развивается на пересечении роста экологического
сознания и вполне конкретного стремления сократить расходы. Но насколько она
реализуема в отечественных условиях?
Принципы и подходы
Пассивный дом - это, в первую очередь, комплексный подход к энергосбережению
жилища. Более 20 лет назад американский исследователь Дэвид Opp разработал
концепцию здания, отвечающего самым высоким требованиям экологичности и
энергоэффективности. Основные составляющие пассивного дома таковы:
применение материалов и конструкций с максимальным сопротивлением теплопередаче
для сокращения непродуктивных потерь тепла;
организация приточно-вытяжной вентиляции с применением рекуператоров,
использующих тепло выбрасываемого воздуха для обогрева, поступающего извне;
использование природных источников энергии для отопления и горячего
водоснабжения (энергии солнца, ветра, термальных подземных источников).
Красивой иллюстрацией пассивного дома служит солнечный дом, который отличает
большая площадь остекления окон с южной стороны и солнечные батареи на крыше,
аккумулирующие энергию для хозяйственно-бытовых нужд.
Почему пассивный дом обходится без отопления? Это становится возможным благодаря
рациональному использованию источников тепла и энергии самого дома и окружающей
его территории. Источников тепла в жилом доме немало - это кухонная плита,
работающие бытовые электроприборы, лампы освещения. Выделяют тепло люди и
животные. Например, спокойно сидящий человек имеет тепловую мощность 120 ватт.
Суммарно эти тепловыделения достигают немалых величин, сравнимых с мощностью
систем отопления.
По отечественным строительным нормативам рекомендуется принимать внутренние
тепловыделения в жилых домах на уровне 10 вт/м2 (против 50-80 вт/м2 систем
отопления), на практике они могут быть и больше. Их достаточно для "отопления"
наших жилищ в период до достижения среднесуточными температурами значения в 8
?С, ниже которого включается система отопления.
Практический опыт
Наибольшим практическим опытом реализации проектов пассивных домов обладают
страны Западной Европы, и в первую очередь, Германия. Именно здесь был построен
первый в Европе пассивный дом, отличительными признаками которого были:
непрерывная изолирующая оболочка здания из высокоэффективных теплоизоляционных
материалов;
современные оконные системы;
механическая приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла уходящего
из помещений воздуха;
грунтовый теплообменник для предварительного подогрева воздуха с использованием
тепла грунта.
Годовой расход тепла такого дома составляет менее 15 квтч/м3. Для сравнения, на
отопление российских домов требуется до 300 квтч/м3 год. На настоящий момент
более 4000 зданий по всей Германии признаны соответствующими критериям
пассивного дома.
Одним из примеров общественного сооружения, построенного как пассивный дом,
является здание компании Wagner und Co. Теплоизоляция фасадов и крыши выполнена
с использованием высокоэффективных теплоизоляционных материалов, применено
тройное остекление. Воздухообмен осуществляется вентиляционной установкой с
рекуперацией тепла. В качестве источников электрической и тепловой энергии
используются солнечные коллекторы, фотобатареи и мини-блочная ТЭЦ на газе.
От домов с низким энергопотреблением (где за счет повышенной теплоизоляции
достигается экономия затрат энергии) пассивный дом эволюционировал в дом
добавочной энергии и даже в дом как источник доходов – поистине чудеса
энергосбережения! В данном случае установленные на доме модули солнечных батарей
или коллекторов производят больше энергии, чем расходуют. "Излишки"
электричества поступают в местную электросеть.
Энергоэффективные дома, по сути, становятся европейским стандартом. В ряд
ключевых показателей, оцениваемых при выборе жилья, наравне с ценой квадратного
метра, вошло удельное теплопотребление. Часто, для лучшего понимания, киловатты
на квадратный метр в год переводят в цифры расхода топлива. Так, например,
появился термин "трехлитровый" дом. На отопление 1 м2 площади такого дома
расходуется всего 3 л жидкого топлива в год. Это в 2,5 раза меньше по сравнению
с действующими в Германии нормами энергопотребления.
Воплощение в жизнь концепции пассивного дома на российской земле сталкивается с
рядом трудностей. Простое заимствование проектов и технических решений,
реализованных в Германии или странах Скандинавии невозможно из-за большого
различия климатических условий. Тем не менее, отдельные принципы
энергосбережения реализуются сегодня во множестве проектов по всей России.
В качестве примера из отечественной практики можно привести экспериментальный
16-этажный дом, построенный в московском районе Никулино. Система горячего
водоснабжения в этом здании не зависит от центрального теплоснабжения: ее работа
основана на использовании низкопотенциального тепла грунта. В системе
механической вентиляции применяется тепло вытяжного воздуха. В результате расход
тепловой энергии на нужды отопления, горячего водоснабжения и вентиляции такого
дома на треть меньше, чем в домах типовых серий.
Энергоэффективные материалы и конструкции в действии
Как было отмечено выше, одним из фундаментальных принципов "пассивного дома"
является использование материалов и технологий, радикально сокращающих
непродуктивные потери тепла через ограждающие конструкции (стены и кровлю). И
приоритет здесь отдается специально разработанным и подобранным
многокомпонентным фасадным и кровельным системам, одними из важнейших
компонентов которых являются высокоэффективные теплоизоляционные материалы.
Для теплоизоляции стен наиболее эффективными и долговечными признаны системы
наружного утепления здания. Это вентилируемые навесные фасады и системы
фасадного утепления со штукатурным слоем. На данный момент разработано немало
фасадных систем на основе таких современных теплоизоляционных материалов как
каменная вата. В России адоптация подобных систем происходит довольно успешно –
достаточно лишь рассчитать необходимую толщину теплоизоляционного материала для
конкретных климатических условий.
Но применение современных систем фасадного утепления не решает полностью
проблему теплопотерь. Как считают эксперты, наиболее слабым в этом смысле
участком стены являются окна – на них приходится около 30-40% суммарных
теплопотерь дома. Поэтому в концепции пассивного дома важное место занимает
использование оконных систем с высоким уровнем теплозащиты. Современные
светопрозрачные конструкции не только изготавливаются из материалов с низкой
теплопроводностью (в первую очередь, ПВХ - поливинилхлорида), но и конструктивно
устроены так, чтобы обеспечивать максимальную теплозащиту. Для этого
предусмотрены герметичные стеклопакеты, не менее двух контуров уплотнений между
рамой и створками, а также наличие воздушных камер в профилях, из которых
собираются окна.
Надо отметить, для использования в пассивных домах в климатических условиях
Германии вполне подходят пятикамерные системы с монтажной шириной профиля 70 мм,
обладающие высокими показателями по тепло- и шумоизоляции. В таких оконных
системах можно не только применять энергосберегающие стекла, чтобы достичь еще
более высокой теплоизоляции, но и просто установить стеклопакет большей толщины
(до 42 мм).
Однако для суровых российских условий этого может быть недостаточно. Для
максимальной теплозащиты специалистами рекомендуются оконные системы с так
называемой "широкой" рамой. В частности, в ряду последних разработок КБЕ
(крупнейшего поставщика оконного и дверного профиля из ПВХ в России) есть
оконная система с монтажной шириной рамы 127 мм и створки 70 мм. Данная система
создана на основе хорошо себя зарекомендовавшей в российских регионах оконной
системы "КБЕ Эксперт".
Не стоит забывать и о сокращении потерь тепла через конструкции фундамента. Для
этого еще на этапе котлована предусматривается создание непрерывного
теплоизолирующего контура, предотвращающего контакт фундамента непосредственно с
грунтом.
В потоке воздуха
Мы подошли к такому важному аспекту, как обеспечение воздухообмена с
минимальными теплопотерями. По разным оценкам, от 30 до 70% потерь тепла
приходится на традиционную для российских домов вытяжную вентиляцию. Непременным
атрибутом пассивного дома является контролируемый воздухообмен, обеспечиваемый
приточно-вытяжными устройствами с рекуператорами. Принудительная вентиляция
позволяет возвратить до 90% тепла уходящего воздуха. Достигается это посредством
установки теплообменника, где и происходит нагревание поступающего свежего
воздуха теплом уходящего.
Современное оборудование, помимо рекуперации тепла, может улучшать гигиенические
характеристики воздуха – не только выполнять обеззараживание и дезинфекцию, но и
озонировать его. Кроме того, современные системы вентиляции, оснащенные
автоматикой, регулируют температуру и расход воздуха, переходят в экономный
режим работы в случае отсутствия людей в помещении и пр.
Такое повышение интеллектуального коэффициента пассивного дома сближает его с
"умным домом", где автоматика регулирует работу всех инженерных систем в
соответствии с заданными параметрами, причем с использованием дистанционного
управления.
Контроль и регуляция
Пересечение концепций "пассивного" и "умного" дома происходит и в направлении
регулирования подачи тепла и горячей воды от нескольких источников. В частности,
использование энергии солнца и термальной энергии подземных источников.
В "умном доме" осуществляется автоматическая координация работы различных
источников тепла и нагрузок. Наиболее часто на практике встречается комбинация
отопительного котла с солнечной тепловой установкой, которая служит обычно для
приготовления горячей воды для бытовых нужд. Задача регулирования такой системы
состоит в настройке регулирующих приборов с тем, чтобы в наибольшей мере
использовать солнечное тепло. И только в том случае, когда его недостаточно,
включаются использующие дорогие источники тепла (газ или мазут) отопительные
котлы.
При этом у владельца сохраняется возможность некоторого дистанционного
управления, например, перед возвращением из отпуска по телефону перевести
систему в режим комфортного отопления.
Дальнейшие перспективы развития "пассивного дома", очевидно, будут связаны с
более широким использованием возобновляемых источников энергии. Уже сегодня
одним из направлений реализации энергосберегающей политики многих европейских
стран (в частности, Германии) является развитие технологий использования
нетрадиционных источников энергии. Планируется к 2010 году увеличить в два раза
использование альтернативных источников энергии. Таких, например, как
биореакторы, которые из органической массы (зерновые культуры, силос и пр.)
вырабатывают метан, идущий на отопление дома.
Будущее начинается сегодня
Итак, многие составляющие концепции пассивного дома вполне реализуемы в России.
Так, при реконструкции жилого фонда уже успешно применяют технологии,
способствующие повышению энергоэффективности зданий. Это утепление фасадов с
использованием современных теплоизоляционных материалов, применение схем
принудительной вентиляции и современных оконных систем.
Правда, практическое внедрение энергосберегающих технологий на первых порах
стоит недешево. Однако, как показывают расчеты, большие капитальные затраты
быстро окупаются за счет низких эксплуатационных расходов. То есть вложение в
энергосберегающие решения можно считать долгосрочной и весьма надежной
инвестицией.
Анна Миронова,
по материалам пресс-службы КБЕ
|
