Энергоэффективные дома, из каких компонентов состоит такой дом?

Энергоэффективные дома, из каких компонентов состоит такой дом?

Технология строительства домов с минимальным энергопотреблением пришла к нам из Германии и становится все более популярной. Что же она собой представляет и из каких компонентов состоит энергоэффективный дом?

История энергоэффективного дома

Интерес к энергоэффективным домам возник после мирового энергетического кризиса 1974 г. Ученые подсчитали, что при существующих темпах использования угля, газа и нефти уже через 50 лет природные источники энергии могут иссякнуть. Тогда началась работа над проектами, способными снизить темпы энергопотребления, в том числе и в жилищном строительстве. В начале 80-х гг. специалисты Международной энергетической конференции ООН (МИРЭК) пришли к выводу о том, что современные здания обладают огромными резервами в плане повышения их энергоэффективности. Родилась идея проектирования и строительства энергоэффективных, а после удачных экспериментов — и пассивных домов, которые, с одной стороны, потребляли бы минимум энергии от внешних источников, а с другой — оказывали бы минимальное вредное воздействие на окружающую среду.

В середине 90-х гг. прошлого века в немецком городе Дармштадте был основан «Институт пассивного дома». Его специалисты разработали основные положения, касающиеся проектирования и строительства пассивных зданий. Первый такой дом в истории Германии был построен в 1991 г. при поддержке Министерства экономики федеральной земли Гессен в г. Дармштадте, район Кранихштайн. Авторы архитектурной части проекта — архитекторы Ботт-Риддер и Вестермауер. Подготовкой и реализацией проекта руководил доктор Вольфганг Файст. С октября 1991 г. в этом здании проживают четыре семьи. Оно нуждается в очень незначительном количестве тепла: расход на отопление составляет меньше 1 л жидкого топлива в год на 1 м² отапливаемой площади.

На сегодняшний день в мире построено уже более 40 тысяч пассивных зданий.

Что такое энергоэффективный дом?

Скажем сразу, что абсолютно точного и единого значения термина «энергоэффективный» не существует. Скорее всего, он сугубо отечественный и родился из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», где одним из ключевых понятий является словосочетание «энергетическая эффективность». Энергетическую эффективность зданий устанавливают в соответствии с классификацией, данной в этом документе. Согласно ей, дома делятся на пять классов (А, В, С, Д, Е) в зависимости от величины отклонения фактического значения нормативного показателя от расчетного. Общепринято, что энергоэффективным считается здание, соответствующее классу энергетической эффективности «А» и выше.

Энергоэффективные дома, из каких компонентов состоит такой дом?

Если суммировать все, что написано об энергоэффективном доме, то можно сказать, что это более широкое понятие, обозначающее тенденцию к экономии ресурсов, потребляемых зданием. Энергоэффективные дома могут быть построены по различным технологиям, но основным принципом проектирования таких объектов неизбежно будет использование всех возможностей сохранения в них тепла с целью максимального снижения энергозатрат.

В чем разница между пассивным и активным домами?

По принятой в Европе классификации различают дома низкого и ультранизкого теплопотребления, пассивные, а также с нулевым энергопотреблением и с положительным энергобалансом.

Пассивный дом — это «классика жанра». Значение нормативного показателя для него, рассчитываемое согласно «Пакету проектирования пассивного дома» (PHPP), должно быть не более 15 кВт∙ч/м². Во-вторых, общий расход первичной энергии всеми бытовыми приборами и оборудованием на отопление, горячее водоснабжение и электропотребление не должен превышать 120 кВт∙ч/м² за год. Забегая вперед, отметим, что это лишь критерии, помогающие отнести дом к одному из перечисленных в европейской классификации типов. Главной особенностью пассивного дома, отличающей его от традиционного, является принципиально иной подход к проектированию и строительству.

В ГЕРМАНИИ ПОСТРОИЛИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ ДОМ БЕЗ СЧЕТОВ ЗА ТЕПЛО И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ

Некоторые отечественные компании-застройщики, понимая перспективность энергоэффективного строительства, поспешили назвать свои новые объекты пассивными. Но на самом деле это не так. Ни один из домов, возведенных в СНГ по технологии пассивного дома, не является в чистом виде таковым. По одной простой причине — не достигнуты показатели, указанные выше. Эти здания следует называть домами с ультранизким или низким теплопотреблением.

Нормативный показатель для дома с ультранизким теплопотреблением составляет от 16 до 35 кВт∙ч/м², с низким — 36–50 кВт∙ч/м²

Приводя выше европейскую классификацию, мы упомянули дома с нулевым энергопотреблением и с положительным энергобалансом. Первые за год вырабатывают столько энергии, сколько потребляют. Вторые вырабатывают больше, чем потребляют, и продают излишки в сеть. Каким же образом это происходит? В таких зданиях обязательно смонтирована автономная солнечная энергосистема, состоящая из фотогальванических панелей и инверторного источника электроэнергии.

Объекты подключены к городской электросети, и, когда вырабатываемая солнечными батареями энергия хозяевами не расходуется (часть утренних часов и день), она поступает в городскую сеть. Когда же собственной энергии не хватает, используется электроэнергия из сети. Таким образом, дом выходит на нулевое электропотребление.

Энергоэффективные дома, из каких компонентов состоит такой дом?

Если автономная система электроснабжения дома позволяет вырабатывать больше энергии, чем он потребляет, это здание обладает положительным энергобалансом.

НОРВЕЖСКАЯ СЕМЬЯ ПОСТРОИЛА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ ДОМ, ПОД СТЕКЛЯННЫМ ГЕОДЕЗИЧЕСКИМ КУПОЛОМ

Рассмотрим еще одно понятие — активный (англ. active house) дом. Концепция Active House базируется на следующем принципе: энергосбережение должно находиться в гармонии со здоровьем человека и сочетаться с бережным отношением к природе. То есть активный дом экологичен, но активным он назван не за это. Автоматика, установленная в здании, помогает максимально эффективно использовать естественную вентиляцию и солнцезащиту, и дом без вмешательства хозяев управляет своим микроклиматом. Если не вдаваться в нюансы, такой объект представляет собой комбинацию пассивной технологии строительства и системы «умный дом».

Основные принципы пассивного дома

А теперь, когда с терминами разобрались, несколько слов о том, что представляет собой пассивный дом. В таком здании можно достичь комфортного микроклимата как в зимний период без собственной системы отопления (либо используя маломощную компактную систему), так и в летний период без системы кондиционирования. Благодаря чему это происходит?

Как известно, основные теплопотери в здании происходят через стены, кровлю и окна. В пассивном доме для возведения стен и кровли не используются какие-либо специальные «пассивные» материалы. Главная задача — создать герметичную теплозащитную оболочку-термос, не имеющую мостиков холода. Это касается не только стен и кровли, но и фундамента: еще на этапе рытья котлована происходит формирование непрерывного теплоизолирующего контура, предотвращающего контакт фундамента непосредственно с грунтом.

Итак, первый «кит», на котором базируется технология пассивного дома, — мощный теплоизоляционный контур, в 2–3 раза превышающий сегодняшние нормативы. Сюда же относятся и энергосберегающие окна, разработанные специально для пассивных зданий. По сравнению с обычными окнами, они позволяют сократить теплопотери более чем на 50%. Отметим, что окна такого дома преимущественно обращены на юг, что обеспечивает достаточно большой приток энергии и света в помещение даже в северных широтах.

Второй «кит» технологии — герметичный воздухонепроницаемый контур.

Третьей составляющей является создание комфортного микроклимата с помощью грамотно организованной системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла. Благодаря ей свежий воздух, поступая в помещения, нагревается в рекуператоре и, таким образом, активно участвует в процессе отопления здания.

В пассивных домах можно использовать как централизованные источники энергии, так и их комбинацию с альтернативными источниками: тепловыми насосами, солнечными коллекторами, фотогальваническими панелями, ветрогенераторами и т. д.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ОТОПЛЕНИЯ ЧАСТНОГО ДОМА БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГАЗА

Герметичность пассивного дома при недостаточном воздухообмене может вызвать у жильцов синдром «больного дома», если не исключить условий появления и распространения спор плесени и бактерий. Он напоминает вирусное заболевание с инкубационным периодом до нескольких месяцев и приводит иногда к необратимым нарушениям иммунной системы человека. А условия эти вместе с упомянутым выше недостаточным воздухообменом — некачественные отделочные материалы, синтетическая обивка мебели, неполная очистка воздуха, избыточная влажность, зоны застойного воздуха. Средства профилактики очевидны — правильная организация приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией и обнаружение неплотных конструкционных стыков и застойных зон, для чего очень эффективна термография.

В Германии стандартными считаются здания с удельным расходом тепловой энергии на отопление около 220 кВт•ч/м² в год, а у нас — до 400–600 кВт•ч/м². Сдерживающим фактором в возведении энергоэффективных объектов являлась более высокая стоимость строительства. До последнего времени цена 1 м² такого дома была на 8–10% больше средних показателей для обычного здания. Но технологии малоэтажного строительства совершенствуются и дешевеют.